计算机组成原理第二版课后标准答案

1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要? 解：P3

计算机系统——计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。

计算机硬件——计算机的物理实体。?计算机软件——计算机运行所需的程序及相关资料。?硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要。 5． 冯?诺依曼计算机的特点是什么? 解：冯氏计算机的特点是：P9

? 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成;

? 指令和数据以同一形式(二进制形式)存于存储器中;?? 指令由操作码、地址码两大部分组成； ? 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行;?? 以运算器为中心（原始冯氏机）。 7. 解释下列概念：

主机、CPＵ、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。

解:P１0?主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存)组成；?ＣPU——中央处理器（机)，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成;(早期的运、控不在同一芯片上）?主存——计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为计算机的主要工作存储器,可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。

存储单元——可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位；

存储元件——存储一位二进制信息的物理元件,是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取；?存储字——一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位;

存储字长——一个存储单元所存二进制代码的位数；?存储容量——存储器中可存二进制代码的总量；(通常主、辅存容量分开描述）?机器字长——CＰU能同时处理的数据位数; 指令字长——一条指令的二进制代码位数； 讲评：一种不确切的答法：

ＣＰU与MM合称主机；?运算器与控制器合称CPU。 这两个概念应从结构角度解释较确切。 ?8. 解释下列英文缩写的中文含义：

CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、Ｘ、MAR、ＭDR、I／Ｏ、MIPS、CPＩ、ＦLOPS 解：全面的回答应分英文全称、中文名、中文解释三部分。 ＣＰＵ——Centraｌ Prｏcesｓing Unit,中央处理机（器)，见7题;

PＣ——Proｇｒaｍ Ｃounｔer，程序计数器,存放当前欲执行指令的地址,并可自动计数形成下一条指令地址的计数器;?IR——Instｒuctiｏn Ｒegister，?指令寄存器,存放当前正在执行的指令的寄存器； ?CU——Control Unit，控制单元(部件），控制器中产生微操作命令序列的部件，为控制器的核心部件；?AＬU——Ａｒithmetic Logｉc Uｎit,算术逻辑运算单元，运算器中完成算术逻辑运算的逻辑部件；?AＣC——Accｕｍulatｏr，累加器,运算器中运算前存放操作数、运算后存放运算结果的寄存器;?ＭＱ——Multiplｉeｒ-Quotient Rｅgｉsｔer，乘商寄存器,乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。 ?X——此字母没有专指的缩写含义,可以用作任一部件名,在此表示操作数寄存器，即运算器中工作寄存器之一,用来存放操作数；?MAR——Mｅmory Addｒesｓ Ｒeｇisteｒ，存储器地址寄存器，内存中用来存放欲访问存储单元地址的寄存器；

ＭDR——Mｅmory Daｔa Reｇistｅr,存储器数据缓冲寄存器，主存中用来存放从某单元读出、或写入某存储单元数据的寄存器；

I／O——Input/Ｏｕtput ｅqｕｉｐmeｎt,输入／输出设备，为输入设备和输出设备的总称，用于计算机内

部和外界信息的转换与传送；?MIＰS——Miｌｌｉｏn Iｎstｒuction Per Second，每秒执行百万条指令数,为计算机运算速度指标的一种计量单位；

?10． 指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们??解：计算机硬件主要通过不同的时间段来区分指令和数据,即：取指周期（或取指微程序)取出的既为指令，执行周期（或相应微程序）取出的既为数据。 另外也可通过地址来源区分,从PC指出的存储单元取出的是指令，由指令地址码部分提供操作数地址。?问题讨论:?× 由控制器分析是指令还是数据； 数据进控制器？?× 指令由指令寄存器存取;

指令寄存器有控制功能？?× 指令和数据的格式不一样;指令由操作码和地址码组成） 两者的二进制代码形式不一样？?× 指令顺序存放，而数据不是;

数据为什么不能顺序存放？ ?× ＭAＲ放地址,MDR放数据;?取指时ＭDR中也是数据? ?× 存取数据和存取指令的操作在机器中完全一样;

无法区分??× 指令和数据的地址不一样；?某一存储单元只能放数据(或指令）??× 指令放在ROM中,数据放在RAM中； 用户程序放在哪？ 第 三 章

1. 什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线负载,总线上的部件应具备什么特点? 解：总线是多个部件共享的传输部件。

总线传输的特点是:某一时刻只能有一路信息在总线上传输,即分时使用。?为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通。?讲评：?围绕“为减轻总线负载”的几种说法:?× 应对设备按速率进行分类,各类设备挂在与自身速率相匹配的总线上; × 应采用多总线结构；?× 总线上只连接计算机的五大部件; × 总线上的部件应为低功耗部件。

上述措施都无法从根上(工程上)解决问题，且增加了许多不必要（或不可能）的限制。 × 总线上的部件应具备机械特性、电器特性、功能特性、时间特性； 这是不言而喻的。

４． 为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种?各有何特点?哪种方式响应时间最快?哪种方式对电路故障最敏感?

解:总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题；?常见的集中式总线控制有三种: 链式查询、计数器查询、独立请求;?特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感;计数器查询方式优先级设置较灵活,对故障不敏感,连线及控制过程较复杂;独立请求方式判优速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。

5． 解释下列概念:总线的主设备(或主模块)、总线的从设备(或从模块）、总线的传输周期和总线的通信控制。?解：?总线的主设备（主模块)——指一次总线传输期间，拥有总线控制权的设备（模块)； 总线的从设备（从模块）——指一次总线传输期间,配合主设备完成传输的设备（模块),它只能被动接受主设备发来的命令；?总线的传输周期——总线完成一次完整而可靠的传输所需时间;?总线的通信控制——指总线传送过程中双方的时间配合方式。

６. 试比较同步通信和异步通信。?解:?同步通信——由统一时钟控制的通信,控制方式简单,灵活性差,当系统中各部件工作速度差异较大时,总线工作效率明显下降。适合于速度差别不大的场合；?异步通信——不由统一时钟控制的通信,部件间采用应答方式进行联系,控制方式较同步复杂,灵活性高,当系统中各部件工作速度差异较大时,有利于提高总线工作效率。