计算机组成原理蒋本珊第四版答案

第一章

１ ．电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？

解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。 ２ ．冯· 诺依曼计算机的特点是什么？ 其中最主要的一点是什么？

解：冯· 诺依曼计算机的特点如下：

① 计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成； ② 计算机内部采用二进制来表示指令和数据；

③ 将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。 第③ 点是最主要的一点。

３ ．计算机的硬件是由哪些部件组成的？ 它们各有哪些功能？

解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。它们各自的功能是：

① 输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。

② 输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。 ③ 存储器：用来存放程序和数据。 ④ 运算器：对信息进行处理和运算。

⑤ 控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。 ４ ．什么叫总线？ 简述单总线

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● 小结

计算机系统概述

● 1.1 计算工具及其进步● 1.2 0、1编码

● 1.3 电子数字计算机工作原理

● 1.4 现代计算机系统结构与发展

● —— 重要知识点

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课外作业

(1)P50: 1.3 1.4 (5) 1.5 EFH 1.7 (写过程) 1.10 1.11 1.14 (2)P51: 1.18 (1) 1.20(4)END

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习题讲解1.2 把114、0.6875这两个十进制数转换为 7位字长的二进制数 解： 114D=1110010B (除2取余)

0.6875=0.1011000B

(乘2取整)

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1.3 用二进制表示一个4位十进制整数最少需 多少位(不考虑符号位)?

解：设需要n位二进制，则

2 10 , n 4lg10 / lg 2 14n 4

因此至少需要14位

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1.4(5) 7.75×2.4 解： 7.75D×2.4D = 111.11B×10.0

计算机组成原理第四版白中英主编

弟一早 1?比较数字计算机和模拟计算机的特点；

模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。

2.数字计算机如何分类？分类的依据是什么？

数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。

3.数字计算机有哪些主要作用？

科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。

4.冯诺依曼型计算机的主要涉及思想是什么？它包括哪些主要组成部分？

主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备

5.什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？存储器所有存储

单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编

号，称为单元地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字。

6.什么是指令

第一章

1． 比较数字计算机和模拟计算机的特点。

解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的；

数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。

两者主要区别见P1 表1.1。

2． 数字计算机如何分类？分类的依据是什么？

解：分类： 数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、

中型机、小型机、微型机和单片机六类。

分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。

通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、

指令系统规模和机器价格等因素。

3． 数字计算机有那些主要应用？ （略）

4． 冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？

解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。

存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中； 程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。

主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。

5． 什么是存储容量？什么是单元地址？什

第一章

1． 比较数字计算机和模拟计算机的特点。

解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的； 数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。 两者主要区别见P1 表1.1。

2． 数字计算机如何分类？分类的依据是什么？

解：分类： 数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、 中型机、小型机、微型机和单片机六类。

分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。 3． 数字计算机有那些主要应用？ （略）

4． 冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？

解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。 存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；

程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5． 什么是存储容量？什么是单元地址？什

第一章（P15）

1． 模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特

点是按位运算，并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。

2． 数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行

的经济性和适应性来划分的。

3． 科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。 4． 答：

主要设计思想是：存储程序，采用二进制思想；

主要组成部分有：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备

5． 存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元

地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字。 6． 答：

每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。

7． 取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是指

令流。

8． 半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存

第一章（P15）

1． 模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特

点是按位运算，并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。

2． 数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行

的经济性和适应性来划分的。

3． 科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。 4． 答：

主要设计思想是：存储程序，采用二进制思想；

主要组成部分有：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备

5． 存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元

地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字。 6． 答：

每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。

7． 取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是指

令流。

8． 半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存

第4章习题参考答案

第4章习题参考答案

1．ASCII码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理？为什么？

答：不合理。指令最好半字长或单字长，设16位比较合适。一个字符的ASCII是7位，如果设计主存单元字长为32位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，要多花些时间而已，不过，一条指令至少占一个单元，但只占一个单元的12位，而另20位就浪费了，这样看来就不合理，因为通常单字长指令很多，浪费也就很大了。

2．假设某计算机指令长度为32位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，指令系统共有70条指令，请设计满足要求的指令格式。

答：字长32位，指令系统共有70条指令，所以其操作码至少需要7位。 双操作数指令

7位OP 12位操作数 12位操作数 单操作数指令

7位OP 25位操作数 无操作数指令

7位OP -

3．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。

15 10 9 8 7 4 3 0 OP - 目标寄存器 源寄存器

答：该指令格式及寻址方式特点如下： (1) 单字长二地址指令。

(2) 操作码字段

习题解答（唐朔飞版）

第一章 思考题与习题

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？ 2．如何理解计算机系统的层次结构？

3．说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别和联系。 4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？ 5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？

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。 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。 8．解释下列英文代号：

CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。

x?1x(yn?)2yn，设初态y0=1，要求精度为ε，试编制求x的解题程序

9．根据迭代公式

（指令系统自定），并结合所编程序简述计算机的解题过程。 10．指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？

第一章 计算机系统概论习题答案

1、答：

计算机系统由硬件和软件两大部分组成。

硬件即指计算机的实体部分，它由看得见摸的着的各种电子元器件，各类光电、机设备的实物组成，如主机、外设等。

软件时看不见摸不着的，由人们事先编制成具有各类特殊功

第二章运算方法和运算器练习 一、填空题

1. 补码加减法中，（符号位）作为数的一部分参加运算，（符号位产生的进位）要丢掉。

2. 为判断溢出，可采用双符号位补码，此时正数的符号用（00）表示，负数的符号用（11）表示。

3. 采用双符号位的方法进行溢出检测时，若运算结果中两个符号位（不相同），则表明发生了溢出。若结果的符号位为（01），表示发生正溢出；若为（10），表示发生负溢出。

4. 采用单符号位进行溢出检测时，若加数与被加数符号相同，而运算结果的符号与操作数的符号（不一致），则表示溢出；当加数与被加数符号不同时，相加运算的结果（不会产生溢出）。

5. 利用数据的数值位最高位进位C和符号位进位Cf的状况来判断溢出，则其表达式为over=（C⊕Cf）。

6. 在减法运算中，正数减（负数）可能产生溢出，此时的溢出为（正）溢出；负数减（正数）可能产生溢出，此时的溢出为（负）溢出。

7. 补码一位乘法运算法则通过判断乘数最末位Yi和Yi-1的值决定下步操作，当YiYi-1=（10）时，执行部分积加【-x】补，再右移一位；当YiYi-1=（01）时，执行部分积加

【x】补，再右移一位。

8. 浮点加减运算在（阶码运算溢出）情况下会发生溢出。

9.