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第一章 计算机系统概论
时间:2021.03.02 创作:欧阳数 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:由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。
计算机硬件:指计算机中的电子线路和物理装置。 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?诺依曼计算机的特点是:P8
? 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成;
? 指令和数据以同同等地位存放于存储器内,并可以按地址访问;
? 指令和数据均用二进制表示;
? 指令由操作码、地址码两大部分组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置;
? 指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行; ? 机器以运算器为中心(原始冯?诺依曼机)。 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:P9-10
主机:是计算机硬件的主体部分,由CPU和主存储器MM合成为主机。
CPU:中央处理器,是计算机硬件的核心部件,由运算器和控制器组成;(早期的运算器和控制器不在同一芯片
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上,现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE)。
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:指CPU一次能处理的二进制数据的位数,通常与CPU的寄存器位数有关。
指令字长:一条指令的二进制代码位数。 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、功能三部分。
CPU:Central Processing Unit,中央处理机(器),是计算机硬件的核心部件,主要由运算器和控制器组成。
PC:Program Counter,程序计数器,其功能是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。
IR:Instruction Register,指令寄存器,其功能是存放当前正在执行的指令。
CU:Control Unit,控制单元(部件),为控制器的核心部件,其功能是产生微操作命令序列。
ALU:Arithmetic Logic Unit,算术逻辑运算单元,为运算器的核心部件,其功能是进行算术、逻辑运算。
ACC:Accumulator,累加器,是运算器中既能存放运算前的操作数,又能存放运算结果的寄存器。
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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,在主存中用来存放欲访问的存储单元的地址。
MDR:Memory Data Register,存储器数据缓冲寄存器,在主存中用来存放从某单元读出、或要写入某存储单元的数据。
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。 9. 画出主机框图,分别以存数指令“STA M”和加法指令“ADD M”(M均为主存地址)为例,在图中按序标出完成该指令(包括取指令阶段)的信息流程(如→①)。假设主存容量为256M*32位,在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下,指出图中各寄存器的位数。 解:主机框图如P13图1.11所示。
(1)STA M指令:PC→MAR,MAR→MM,MM→MDR,MDR→IR,
OP(IR) →CU,Ad(IR) →MAR,ACC
→MDR,MAR→MM,WR
(2)ADD M指令:PC→MAR,MAR→MM,MM→MDR,MDR→IR,
OP(IR) →CU,Ad(IR) →MAR,RD,MM→MDR,MDR→X,ADD,ALU→ACC,ACC→MDR,WR
假设主存容量256M*32位,在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下,ACC、X、IR、MDR寄存器均为32位,PC和MAR寄存器均为28位。
10. 指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们? 解:计算机区分指令和数据有以下2种方法:
? 通过不同的时间段来区分指令和数据,即在取指令阶
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计算机组成原理课后答案(唐朔飞第二版)之欧阳数创编
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