計算機體系結構課后習題

1、1.5課后習題課后習題1.1概述電子計算機的發(fā)展經(jīng)過了哪幾代？各代的基本特征是什么？1.2計算機軟件包括哪幾類？各部件的作用是什么？1.3簡述馮諾依曼計算機的特點。1.4計算機硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？1.5計算機系統(tǒng)從功能上可劃分為哪些層次？各層次在計算機系統(tǒng)中起什么作用1.6簡述存儲程序計算機在體系結構上的主要特點并對其特點進行簡要的分析。1.7解釋下列英文縮寫的含義：CPU、M.M、PC、CU、ALU、ACC、MQ、MA

2、R、MDR、IO、ISA、MIPS、CPI、FLOPS1.8什么是CPU？什么是存儲容量？什么是機器字長？1.9指令和數(shù)據(jù)均存放內存中，CPU如何從時間和空間區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)？課后習題答案課后習題答案1.1（1）第一代電子管計算機采用十進制運算，電路結構十分復雜，體積龐大，占了相當大的空間，耗電量也很大。而且需用手工搬動開關和拔、插電纜來編制程序，使用極不方便。（2）第二代晶體管計算機具有體積小、低耗電以及載流子高速運行的特點，使

3、真空管望塵莫及。（3）第三代集成電路計算機利用光刻技術把晶體管、電阻、電容等構成的單個電路制作在一塊極小的硅片上。進一步發(fā)展，實現(xiàn)了將成百上千這樣的門電路全部制作在一塊極小(如幾個平方毫米)的硅片上，并引出與外部連接的引線，這樣，一次便能制作成成百上千相同的門電路，又一次大大地縮小了計算機的體積，大幅度下降了耗電量，極大地提高了機器的可靠性。1.2計算機的軟件通常又可以分為兩大類：系統(tǒng)軟件和應用軟件。系統(tǒng)軟件又稱為系統(tǒng)程序，主要用來管理

4、整個計算機系統(tǒng)，監(jiān)視服務，使系統(tǒng)資源得到合理調度，確保高效運行。應用軟件又稱為應用程序，它是用戶根據(jù)任務需要所編制的各種程序。1.3馮諾依曼計算機的特點是：計算機由運算器、存儲器、控制器和輸入設備、輸出設備五大部件組成。指令和數(shù)據(jù)以同等地位存放于存儲器內，并可按地址尋訪。指令和數(shù)據(jù)均用二進制碼表示。指令由操作碼和地址碼組成，操作碼用來表示操作的性質，地址碼用來表示操作數(shù)所在存儲器中的位置。指令在存儲器內按順序存放。通常，指令是順序執(zhí)行的

5、，在特定條件下，可根據(jù)運算結果或根據(jù)設定的條件改變執(zhí)行順序。機器以運算器為中心。輸入輸出設備與存儲器的數(shù)據(jù)傳送通過運算器。1.4ALU(ArithmeticLogicUnit)叫做算術邏輯運算單元(簡稱算術邏輯部件)，用來完成算術邏輯運算。CU(ControlUnit)叫做控制單元，用來解釋存儲器中的指令，并發(fā)出各種操作命令來執(zhí)行指令。ALU和CU是CPU的核心部件。IO設備也受CU控制，用來完成寄存器。MQ——MultiplierQu

6、otientRegister，乘商寄存器，乘法運算時存放乘數(shù)、除法時存放商的寄存器。MAR——MemyAddressRegister，存儲器地址寄存器，內存中用來存放想要訪問存儲單元地址的寄存器。MDR——MemyDataRegister，存儲器數(shù)據(jù)緩沖寄存器，主存中用來存放從某單元讀出、或寫入某存儲單元數(shù)據(jù)的寄存器。IO——Inputoutputequipment，輸入輸出設備，為輸入設備和輸出設備的總稱，用于計算機內部和外界信息的轉

7、換與傳送。ISA——instructionsetarchitecture，ISA，指令集結構。MIPS——MillionInstructionPerSecond，每秒執(zhí)行百萬條指令數(shù)，為計算機運算速度指標的一種計量單位。CPI——CyclePerInstruction，執(zhí)行一條指令所需的時鐘周期(主頻的倒數(shù))數(shù)。FLOPS——FloatingPointOperationPerSecond，每秒浮點運算次數(shù)來衡量運算速度。1.8CPU——

8、中央處理器（機），是計算機硬件的核心部件，由運算器控制器組成；（早期的運、控不在同一芯片上）。存儲容量——存儲器中可存二進制代碼的總量；（通常主、輔助存儲容量分開描述）。機器字長——CPU能同時處理的數(shù)據(jù)位數(shù)。1.9解：計算機區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下2種方法：?通過不同的時間段來區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即在取指令階段（或取指微程序）取出的為指令，在執(zhí)行指令階段（或相應微程序）取出的即為數(shù)據(jù)。?通過地址來源區(qū)分，由PC提供存儲單元地址的取出的是指令，

9、由指令地址碼這部分提供存儲單元地址的取出的是操作數(shù)。2.7課后習題課后習題2.1已知：a=2，b=－2，根據(jù)定義求a和b的反碼、。??a原??b原設n=8。2.2已知：a=2，b=－2，根據(jù)定義求a和b的反碼、。設n=8。??a反??b反2.3已知：a=2，b=－2，根據(jù)定義求a和b的補碼、。??a補??b補設n=8。2.4已知：，，求。11001??x21011??x12?xx2.5已知：，，求。11001??x20101??x12?