计算机组成原理第二版课后习题答案

IR: Instruction Register

正在执行的指令。

，指令寄存器，其功能是存放当前

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 Un it

，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。

MQ Multiplier-Quotie nt 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 MemoryData 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 Millio n In structio n Per Seco nd

令数，为计算机运算速度指标的一种计量单位

，每秒执行百万条指

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：PS MAR MAR> MM MIM> MDR MD—IR ,

OP(IR) — CU Ad(IR) — MAR ACOMDR MAR

—MM WR

(2) ADDM指 令：PS MAR MAR> MM MM> MDR MD—IR ,

OP(IR) — CU Ad(IR) — MAR RD MM— MDR

MD—X, ADD ALU— ACC AC(— 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、MDF寄存器均为32位，PC和MAF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，即在取指令阶段(或取 指微程序)取

出的为指令，在执行指令阶段(或相应微程序)取出的 即为数据。

通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令,

由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。

第2章 计算机的发展及应用

1. 通常计算机的更新换代以什么为依据？

答：P22

主要以组成计算机基本电路的元器件为依据， 如电子管、晶体管、 集成电路等。

2. 举例说明专用计算机和通用计算机的区别。

答：按照计算机的效率、速度、价格和运行的经济性和实用性可以将 计算机划分为通用计算机和专用计算机。 通用计算机适应性强，但牺 牲了效率、速度和经济性，而专用计算机是最有效、最经济和最快的 计算机，但适应性很差。例如个人电脑和计算器。

3. 什么是摩尔定律？该定律是否永远生效？为什么?

答：P23,否，P36

第3章系统总线

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？

答：P41.总线是一种能由多个部件分时共享的公共信息传送线路。 总线传输的

特点是：某一时刻只允许有一个部件向总线发送信 息，但多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。

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。

2?总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各 有何作用，

是单向的，还是双向的，它们与机器字长、存储字长、存 储单元有何关系？ 答：按照连接部件的不同，总线可以分为片内总线、系统总线和通信 总线。

系统总线是连接CPU主存、I/O各部件之间的信息传输线。

系统总线按照传输信息不同又分为地址线、数据线和控制线。地 址线是单向的，其根数越多，寻址空间越大，即 CPU能访问的存储单 元的个数越多；数据线是双向的，其根数与存储字长相同，是机器字 长的整数倍。

3.常用的总线结构有几种？不同的总线结构对计算机的性能有什么 影响？举例说

明。

答：略。见P52-55。

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？ 答：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、计数器定时查询、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； 计数器定时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；独立请求方式速度最快，但硬件器件用量大，连线多， 成本较咼。

5. 解释下列概念：总线宽度、总线带宽、总线复用、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。 答：P46。

总线宽度：通常指数据总线的根数；

总线带宽：总线的数据传输率，指单位时间内总线上传输数据的 位数； 总线复用：指同一条信号线可以分时传输不同的信号。

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 成数据传输的设备（模块），它只能被动接受主设备发来的命令；

总线的传输周期：指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。