深入理解计算机系统第二版答案

LAB1实验报告

实验目的：

使用课程知识拆除一个“Binary Bombs”来增强对程序的机器级表示、汇编语言、调试器和逆向工程等理解。

实验简介：

一个“Binary Bombs”（二进制炸弹，简称炸弹）是一个Linux可执行C程

序，包含phase1~phase6共6个阶段。炸弹运行各阶段要求输入一个字符串，若输入符合程序预期，该阶段炸弹被“拆除”，否则“爆炸”。实验目标是你需要拆除尽可能多的炸弹。

运行结果：

成功运行结果截图：

通关密码储存在0014301-151420131.txt文件中。

实验中的六组密码：

PHASE1：字符串比较

本关比较简单，根据课件中的提示用GDB将最先压栈的那个字符串常量打印

出来，然后将其作为密码输入，比较成功后即通关。

08048ab2 :

8048ab2: 83 ec 14 8048ab5: 68 04 9f 04 08 8048aba: ff 74 24 1c 8048abe: e8 4d 04 00 00

sub $0x14,%esp push $0x8049f04 pushl 0x1c(%

Chapter 1

1.1.0 字母a的ASCII码为97，那么love中各字母ASCII码之和是（） A、99 B、520 C、438 D、360

1.2.0_1 在编译过程中，hell.c经过汇编阶段后生成文件为（） A、hell.i B、hell.s C、hell.o D、hell.exe

1.2.0_2 在编译过程中，hell.c经过（）阶段生成hell.s。 A、预处理 B、编译 C、汇编 D、链接

1.4.1 下面哪一项不是I/O设备 A、鼠标 B、显示器 C、键盘

D、《深入理解计算机系统》

1.4.2 数据可以不通过处理器直接从磁盘到达主存吗？DMA又是什么？ A、可以；直接存储器存取 B、可以；动态存储器存取 C、不可以；直接存储器存取 D、不可以；动态存储器存取

Chapter 2

2.1.1_1 二进制串11010110对应的十六进制数是（） A、0xx0 B、0xD6 C、0XC6 D、0Xd5

2.1.1_2 十六进制数0x77对应的十进制数为（） A、77 B、117 C、109 D、119

2.1.3 对于32位机器，char * 的字节数为（） A、1 B、2 C、4 D、8

2.1.4_1

LAB1实验报告

语法检查：

正确性检查：

1. bitAnd 源代码：

return ~(~x|~y);

思路：

可以直接运用摩尔定律，写出与的等价形式。 2. getByte 源代码：

return (x>>(n<<3))&0xff;

思路：

向右移动3n位，再用11111111B按位与，截取出所需要的字节 3. logicalShift 源代码：

int logic=~(((1<<31)>>n)<<1); return logic&(x>>n);

思路：

设置一个变量logic，并通过算数移位将其前n为设置成0，后面32-n位设置为1。利用这个变量按位与移位后的x即可。 4. bitCount 源代码：

int bitCount(intx) { int result;

int half_one=(0x55)|(0x55<<8); int one=(half_one)|(half_one<<16); int half_two=(0x33)|(0x33<<8); int two=(half_two)|(half_two<<16); int half_three=(0x0f)|(0x0f<<8);

int three=(half_three)|(half_three<<16); int four=(0xff)|(0xff<<16); int five=(0xff)|(0xff<<8);

result=(x&one)+((x>>1)&one);

result=(result&two)+((result>>2)&two); result=(result+(result>>4))&three; result=(result+(result>>8))&four; result=(result+(resul

习题一

1. 什么是操作系统？它的主要功能是什么？

答：操作系统是用来管理计算机系统的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，以方便用户使用的程序集合；

其主要功能有进程管理、存储器管理、设备管理和文件管理功能。 2. 什么是多道程序设计技术？多道程序设计技术的主要特点是什么？

答：多道程序设计技术是把多个程序同时放入内存，使它们共享系统中的资源； 特点：（1）多道，即计算机内存中同时存放多道相互独立的程序；

（2）宏观上并行，是指同时进入系统的多道程序都处于运行过程中； （3）微观上串行，是指在单处理机环境下，内存中的多道程序轮流占有CPU，交替执行。

3. 批处理系统是怎样的一种操作系统？它的特点是什么？

答：批处理操作系统是一种基本的操作系统类型。在该系统中，用户的作业（包括程序、数据及程序的处理步骤）被成批的输入到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动地执行；

特点是：资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力。 4. 什么是分时系统？什么是实时系统？试从交互性、及时性、独立性、多路性和可靠性几个方面比较分时系统和实时系统。

答：分时系统：一个计算机和许多终端设备连接，每个用户可以通过终端向

2011年计算机导论修订第二版课后练习答案

第一章 一、简答题

1、什么是计算机？

计算机系统是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速的对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。

2、解释冯·诺依曼所提出的“存储程序”概念。

把程序和数据都以二进制的形式同意存放在存储器中，由机器自动执行。不同的程序解决不同的问题，实现了计算机通用计算的功能，

3、计算机有哪些主要的特点？

运算速度快`精度高

计算机的字长越长，其精度越高，现在世界上最快的计算机每秒可以运算几十万次以上。一般计算机可以有市纪委甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。 具有逻辑判断和记忆能力

计算机有准确的逻辑判断能力和高超的记忆能力。能够进行各种逻辑判断，并根据判断的结果自动决定下一步应该执行的指令。 高度的自动化和灵活性

计算机采取存储程序方式工作，即把编号的程序输入计算机，机器便可依次逐条执行，这就使计算机实现了高度的自动化和灵活性。

4、计算机有哪些主要的用途？

（1）科学计算 （2）数据处理 (3) 实时控制 （4）人工智能

（5）计算机辅

2011年计算机导论修订第二版课后练习答案

第一章 一、简答题

1、什么是计算机？

计算机系统是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速的对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。

2、解释冯·诺依曼所提出的“存储程序”概念。

把程序和数据都以二进制的形式同意存放在存储器中，由机器自动执行。不同的程序解决不同的问题，实现了计算机通用计算的功能，

3、计算机有哪些主要的特点？

运算速度快`精度高

计算机的字长越长，其精度越高，现在世界上最快的计算机每秒可以运算几十万次以上。一般计算机可以有市纪委甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。 具有逻辑判断和记忆能力

计算机有准确的逻辑判断能力和高超的记忆能力。能够进行各种逻辑判断，并根据判断的结果自动决定下一步应该执行的指令。 高度的自动化和灵活性

计算机采取存储程序方式工作，即把编号的程序输入计算机，机器便可依次逐条执行，这就使计算机实现了高度的自动化和灵活性。

4、计算机有哪些主要的用途？

（1）科学计算 （2）数据处理 (3) 实时控制 （4）人工智能

（5）计算机辅

第2章 练习题 参考答案

一、 判断题（正确Y，错误N）

1. CPU在很大程度上决定了计算机的性能，CPU的运算速度又与CPU的工作频率密切相关。因此，在其它配置相同时，使用主频为500MHz的 Pentium4作为CPU 的PC机，比使用主频为1GHz Pentium4作为CPU的PC机速度快。 N

2. 近年来，PC机中使用的1394接口比USB传输速度更快。Y

3. Cache存储器的存取速度比主存储器要快得多。因此，为了提高程序的运行速度，在软件开发时，应尽可能多地使用Cache存储器。N

4. 主存储器在物理结构上由若干插在主板上的内存条组成。目前，内存条上的芯片一般选用DRAM而不采用SRAM。Y

5. 在Pentium处理器中，整数ALU和浮点运算器可以分别对整数和实数同时进行运算处理。Y 6. RAM是随机存取存储器的缩写，其中“随机”的含义是：不论从(向)哪个地址读出或写入数据，所需时间都是相同的。N

7. 3.5英寸软盘的角上有一个小口，当滑动保护片将其盖住时，软盘就不能进行读写操作了。N 8. CPU工作时，它所执行的指令和处理的数据都是直接从磁盘或光盘中取出，处理结果也直接存入磁盘。N

9. 一般情况下，计算机加

第一章 计算机系统概论

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

第1章 计算机系统结构的基本概念

1.1 解释下列术语 层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。

虚拟机：用软件实现的机器。

翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。

解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。

计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。

在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。

系统加速比：对系统中某部

第1章 计算机系统结构的基本概念

1.1 解释下列术语 层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。

虚拟机：用软件实现的机器。

翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。

解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。

计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。

在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。

系统加速比：对系统中某部