计算机组成原理作业讲解1-4章答案.pdf

计算机组成原理是理解计算机系统基础的关键课程，涵盖了从硬件到软件的多个方面。这份作业讲解主要涉及了第一章至第四章的内容，涵盖了计算机发展的历史、基本概念、硬件指标、计算机分类、冯·诺伊曼体系结构以及逻辑电路等相关知识点。 1. 计算机的发展经历了五个主要阶段：电子管时代、晶体管时代、集成电路时代、大规模集成电路时代和超大规模集成电路时代。每个阶段都以核心组件的技术进步为标志，显著提升了计算机的速度、效率和存储能力。 2. 机器字长是指CPU一次处理的数据位数，例如8位、16位、32位或64位。字长决定了计算机的精度和处理能力，更长的字长通常意味着更快的运算速度和更高的数据处理精度。 3. 存储容量包括主存和辅存。主存（如RAM）是CPU可以直接访问的快速存储，而辅存（如硬盘、U盘）则较慢，但容量较大，用于长期存储数据。存储容量的大小直接影响了计算机能处理的数据量。 4. 计算机硬件系统的主要指标除了机器字长、存储容量外，还包括运算速度（如每秒运算次数）、可配置的外部设备数量等。这些指标共同决定了计算机的整体性能。 5. 控制器是CPU的一部分，负责解析并执行指令，协调整个计算机系统的操作。中央处理器（CPU）是计算机的核心，包含控制器和运算器，执行程序中的指令。 6. 操作系统是管理计算机硬件资源、调度程序运行的软件。编译器和汇编器则将高级语言和汇编语言转化为机器可执行的二进制代码。 7. 计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，硬件主要包括CPU、存储器（主存和辅存）、输入设备、输出设备和控制器。冯·诺伊曼体系结构则规定了数据和指令都存储在内存中，顺序执行。 8. 数字信号与模拟信号的主要区别在于数字信号是离散的，而模拟信号是连续的。数字电路具有抗干扰能力强、易于处理和分析等优点。 9. 二极管导通通常需要施加高于死区电压的电压，硅二极管大约为0.7V，锗二极管约为0.2V。三极管在输入电压低于死区电压时截止，高于一定电压进入饱和状态。 10. 逻辑门是实现逻辑运算的基础，最基本的逻辑门包括与门、或门和非门。它们是数字电路设计的核心，用于构建更复杂的逻辑电路。 11. 逻辑表达式的化简是通过布尔代数定律进行的，目的是减少电路复杂性，提高效率。例如，题目中的逻辑表达式通过化简可以得到最简形式。 通过以上讲解，我们可以看出这份作业涉及到计算机系统的基础知识，涵盖了从硬件组件到逻辑电路设计等多个重要概念，对于深入理解计算机工作原理至关重要。