重点内容不多,在习题中都有,所有这里只记录课后习题。
今日复习了计算机组成原理的第一章计算机系统概论,重点内容不多,在习题中都有,所有这里只记录课后习题。
1.1什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件?硬件和软件哪个更重要?
答:
①计算机系统:由计算机硬件系统和计算机软件系统组成的综合体。
②计算机硬件:计算机的实体(如主机、外设等)。
标准答案:指计算机中的电子线路和物流装置。
③计算机软件:由具有各类特殊功能的信息(程序)组成。
标准答案:计算机运行所需的程序及相关资料。
④硬件和软件在计算机系统中相互依次,缺一不可,因此同样重要。
1.5冯·诺依曼计算机的特点是什么?
答:
①以运算器为中心。
②计算机由五大部件组成(输入设备、输出设备、控制器、运算器、存储器)。
③指令和数据以同等地位存于存储器(可按地址寻址)。
④指令和数据用二进制表示。
⑤指令由操作数和地址码组成。
⑥存储程序。
1.6画出计算机硬件组成框图,说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。
答:
①计算机组成硬件框图:
②各部件的作用:
输入设备:将人们熟悉的信息形式转换成计算机可以接受并识别的信息形式的设备。
输出设备:将计算机处理结果(二进制信息)转换成人类或其他设备可以接收和识别的信息形式的设备。
控制器:指挥程序运行。
运算器:算术运算、逻辑运算。
存储器:存放数据和程序。
③计算机硬件的主要技术指标:
机器字长:CPU一次能处理数据的位数(与CPU中寄存器位数有关)。
主频:CPU内核工作的时钟频率。
MIPS:每秒执行百万条指令。
CPI:执行一条指令所需时钟周期数。
FLOPS:每秒浮点运算次数。
1.7解释概念: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。
答:
①主机:计算机硬件的主体部分,有CPU和主存合成为主机。
②CPU:中央处理器,是计算机硬件的核心部分,有运算器和控制器组成。
③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。
④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元。
⑤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。
⑥存储字:一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。
⑦存储字长:一个存储单元所存二进制代码的位数。
⑧存储容量:存储器中可存二进制代码的总量。
⑨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。
⑩指令字长:一条指令的二进制代码位数。
1.8解释下列英文缩写的中文含义:
CPU,PC,IR,CU,ALU,ACC,MQ,X,MAR,MDR,I/Q,MIPS,CPI,FLOPS
答:
①CPU:中央处理器,是计算机硬件的核心部分,由运算器和控制器组成。
②PC:程序计数器,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。
③IR:指令寄存器,功能是存放当前正在执行的指令。
④CU:控制单元(部件),为控制器的核心部件,功能是产生微操作命令序列。
⑤ALU:算数逻辑单元,为运算器的核心部件,功能是进行算数、逻辑运算。
⑥ACC: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。
⑦MQ:乘商寄存器,乘法运算是存放乘数,除法运算是存放商的寄存器。
⑧X:可以用作任一部件名。
⑨MAR: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。
⑩MDR: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。
⑪I/Q:输入/输出设备。
⑫MIPS: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。
1.9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(包括取指阶段)的信息流程。假设主存容量为256Mx32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。
答:
①主机框图:
②STA M指令:
PC->MAR, MAR->MM, MM->MDR, MDR->IR,
OP(IR)->CU, Ad(IR)->MAR, ACC->MDR,
MAR->MM, WR
③ADD 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
④假设主存容量256*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。
⑪I/Q:输入/输出设备。
⑫MIPS: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。
1.9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(包括取指阶段)的信息流程。假设主存容量为256Mx32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。
答:
①主机框图:
②STA M指令:
PC->MAR, MAR->MM, MM->MDR, MDR->IR,
OP(IR)->CU, Ad(IR)->MAR, ACC->MDR,
MAR->MM, WR
③ADD 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
④假设主存容量256*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。