計(jì)算機(jī)原理答案

1、1第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論1.什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件？硬件和軟件哪個(gè)更重要？解：P3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)——計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)通信設(shè)備的物理或邏輯的綜合體。計(jì)算機(jī)硬件——計(jì)算機(jī)的物理實(shí)體。計(jì)算機(jī)軟件——計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的程序及相關(guān)資料。硬件和軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中相互依存，缺一不可，因此同樣重要。5.馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？解：馮氏計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是：P9由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成；指令和數(shù)據(jù)以同一形式（

2、二進(jìn)制形式）存于存儲(chǔ)器中；指令由操作碼、地址碼兩大部分組成；指令在存儲(chǔ)器中順序存放，通常自動(dòng)順序取出執(zhí)行；以運(yùn)算器為中心（原始馮氏機(jī)）。7.解釋下列概念：主機(jī)、CPU、主存、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)元件、存儲(chǔ)基元、存儲(chǔ)元、存儲(chǔ)字、存儲(chǔ)字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量、機(jī)器字長(zhǎng)、指令字長(zhǎng)。解：P10主機(jī)——是計(jì)算機(jī)硬件的主體部分，由CPUMM（主存或內(nèi)存）組成；CPU——中央處理器（機(jī)），是計(jì)算機(jī)硬件的核心部件，由運(yùn)算器控制器組成；（早期的運(yùn)、控不在同一芯片上）主存

3、——計(jì)算機(jī)中存放正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，為計(jì)算機(jī)的主要工作存儲(chǔ)器，可隨機(jī)存??；由存儲(chǔ)體、各種邏輯部件及控制電路組成。存儲(chǔ)單元——可存放一個(gè)機(jī)器字并具有特定存儲(chǔ)地址的存儲(chǔ)單位；存儲(chǔ)元件——存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的物理元件，是存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位，又叫存儲(chǔ)基元或存儲(chǔ)元，不能單獨(dú)存??；存儲(chǔ)字——一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的邏輯單位；存儲(chǔ)字長(zhǎng)——一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的位數(shù)；存儲(chǔ)容量——存儲(chǔ)器中可存二進(jìn)制代碼的總量；（通常主、輔存容量分

4、開描述）機(jī)器字長(zhǎng)——CPU能同時(shí)處理的數(shù)據(jù)位數(shù)；指令字長(zhǎng)——一條指令的二進(jìn)制代碼位數(shù)；8.解釋下列英文縮寫的中文含義：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、IO、MIPS、CPI、FLOPS解：全面的回答應(yīng)分英文全稱、中文名、中文解釋三部分。CPU——CentralProcessingUnit，中央處理機(jī)（器），見7題；PC——ProgramCounter，程序計(jì)數(shù)器，存放當(dāng)前欲執(zhí)行指令的地址，并可自動(dòng)計(jì)數(shù)

5、形成下一條指令地址的計(jì)數(shù)器；IR——InstructionRegister，指令寄存器，存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的寄存器；CU——ControlUnit，控制單元（部件），控制器中產(chǎn)生微操作命令序列的部件，為控制器的核心部件；ALU——ArithmeticLogicUnit，算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，運(yùn)算器中完成算術(shù)邏輯運(yùn)算的邏輯部件；ACC——Accumulat，累加器，運(yùn)算器中運(yùn)算前存放操作數(shù)、運(yùn)算后存放運(yùn)算結(jié)果的寄存器；MQ——Multip

6、lierQuotientRegister，乘商寄存器，乘法運(yùn)算時(shí)存放乘數(shù)、除法時(shí)存放商的寄存器。X——此字母沒(méi)有專指的縮寫含義，可以用作任一部件名，在此表示操作數(shù)寄存器，即運(yùn)算器中工作寄存器之一，用來(lái)存放操作數(shù)；MAR——MemyAddressRegister，存儲(chǔ)器地址寄存器，內(nèi)存中用來(lái)存放欲訪問(wèn)存儲(chǔ)單元地址的寄存器；MDR——MemyDataRegister，存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)緩沖寄存器，主存中用來(lái)存放從某單元讀出、或?qū)懭肽炒鎯?chǔ)單元數(shù)據(jù)的寄

7、存器；IO——InputOutputequipment，輸入輸出設(shè)備，為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱，用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與傳送；MIPS——MillionInstructionPerSecond，每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令數(shù)，為計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度指標(biāo)的一種計(jì)量單位；11.指令和數(shù)據(jù)都存于存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們？解：計(jì)算機(jī)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下2種方法：3不互鎖不互鎖半互鎖半互鎖全互鎖全互鎖單機(jī)單機(jī)多機(jī)多機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)通信8.為什么說(shuō)半同

8、步通信同時(shí)保留了同步通信和異步通信的特點(diǎn)？解：半同步通信既能像同步通信那樣由統(tǒng)一時(shí)鐘控制，又能像異步通信那樣允許傳輸時(shí)間不一致，因此工作效率介于兩者之間。9.分離式通信有何特點(diǎn)，主要用于什么系統(tǒng)？（1）各模塊欲占用總線使用權(quán)都必須提出申請(qǐng)。（2）在得到總線使用權(quán)后，主模塊在限定的時(shí)間內(nèi)向?qū)Ψ絺魉托畔ⅲ捎猛椒绞絺魉?，不再等待?duì)方的回答信號(hào)。（3）各模塊在準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的過(guò)程中都不占用總線，使總線可接受其他模塊的請(qǐng)求。（4）總線被占用時(shí)都在做

9、有效工作，或者通過(guò)它發(fā)送命令，或者通過(guò)它傳送數(shù)據(jù)，不存在內(nèi)存等待時(shí)間，充分的利用了總線的有效占用，從而實(shí)現(xiàn)了總線在多個(gè)主、從模塊間進(jìn)行信息交叉重疊并行使傳送，這對(duì)大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是極為重要的。10.什么是總線標(biāo)準(zhǔn)？什么是即插即用，哪些總線有這一特點(diǎn)？為什么要設(shè)置總線標(biāo)準(zhǔn)？你知道目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有哪些？解：所謂總線標(biāo)準(zhǔn)，可視為系統(tǒng)與各模塊，模塊與模塊之間的一個(gè)互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)界面總線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置主要解決不同廠家各類模塊化產(chǎn)品的兼容問(wèn)題；目前流行的

10、總線標(biāo)準(zhǔn)有：ISA、EISA、PCI等；plugplay——即插即用，EISA、PCI等具有此功能。第4章存儲(chǔ)器3.存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在什么地方？為什么要分這些層次？計(jì)算機(jī)如何管理這些層次？答：存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在Cache—主存和主存—輔存這兩個(gè)存儲(chǔ)層次上。Cache—主存層次在存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要對(duì)CPU訪存起加速作用，即從整體運(yùn)行的效果分析，CPU訪存速度加快，接近于Cache的速度，而尋址空間和位價(jià)卻接近于主存。主存—輔存

11、層次在存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要起擴(kuò)容作用，即從程序員的角度看，他所使用的存儲(chǔ)器其容量和位價(jià)接近于輔存，而速度接近于主存。綜合上述兩個(gè)存儲(chǔ)層次的作用，從整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)看，就達(dá)到了速度快、容量大、位價(jià)低的優(yōu)化效果。主存與Cache之間的信息調(diào)度功能全部由硬件自動(dòng)完成。而主存—輔存層次的調(diào)度目前廣泛采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即將主存與輔存的一部份通過(guò)軟硬結(jié)合的技術(shù)組成虛擬存儲(chǔ)器，程序員可使用這個(gè)比主存實(shí)際空間（物理地址空間）大得多的虛擬地址空間（邏輯地址空