计算机组成原理课后答案.pdf

计算机组成原理是理解计算机系统运作基础的关键领域，它涵盖了计算机硬件和软件的基本构成及相互作用。计算机系统由计算机硬件、软件以及数据通信设备组成，它们是物理或逻辑层面的综合体。硬件是计算机的物理实体，包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等组成部分。而软件则是计算机运行所需的程序及相关资料，如操作系统、应用软件等。 冯·诺依曼计算机模型是现代计算机设计的基础，其特点包括：由五大部件（运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备）组成，指令和数据以二进制形式存储在同一存储器中，指令由操作码和地址码两部分构成，指令按照存储器中的顺序自动取出并执行，以及以运算器为中心进行计算。 计算机中的一些核心概念包括： - 主机：由CPU和主存组成的计算机硬件主体。 - CPU：中央处理器，由运算器和控制器构成，是计算机硬件的核心。 - 主存：主要工作存储器，用于存储运行中的程序和数据，具有随机存取能力。 - 存储单元：每个存储单元有一个特定的存储地址，可存储一个机器字。 - 存储元件：存储最小单位，存储一位二进制信息。 - 存储字：存储单元内存储的二进制代码逻辑单位。 - 存储字长：存储单元能存储的二进制代码位数。 - 存储容量：存储器能存储的二进制代码总量。 - 机器字长：CPU一次能处理的数据位数。 - 指令字长：一条指令的二进制代码位数。 英文缩写的中文含义如下： - CPU：中央处理单元 - PC：程序计数器 - IR：指令寄存器 - CU：控制单元 - ALU：算术逻辑运算单元 - ACC：累加器 - MQ：乘商寄存器 - X：操作数寄存器 - MAR：存储器地址寄存器 - MDR：存储器数据缓冲寄存器 - I/O：输入/输出设备 - MIPS：每秒百万指令数 - CPI：每条指令所需的时钟周期数 - FLOPS：每秒浮点运算次数 指令和数据存于同一存储器中，计算机通过取指周期和执行周期来区分两者，或者通过地址来源判断，如从PC中取出的地址对应指令，而从指令地址码指定的存储单元取出的是数据。 总线是连接计算机各部件的信息传输通道，其特点是分时共享，某一时刻仅能传输一路信息。为了减轻总线负载，部件通常通过三态驱动缓冲电路与总线连接。总线判优控制用于解决多部件同时请求总线使用权的问题。集中式总线控制方法包括链式查询、计数器查询和独立请求。链式查询连线简单但对电路故障敏感，计数器查询响应时间较快，而独立请求方式对电路故障不那么敏感，但连线复杂。