计算机组成原理答案(张功萱等编著)终极完整版

作业解答

第一章作业解答

1.3冯·诺依曼计算机的基本思想是什么?什么叫存储程序方式? 答:冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面:

1)计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。 2)采用二进制形式表示数据和指令。 3)采用存储程序方式。

存储程序是指在用计算机解题之前,事先编制好程序,并连同所需的数据预先存入主存储器中。在解题过程(运行程序)中,由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行,直到获得所要求的结果为止。 1.4早期计算机组织结构有什么特点?现代计算机结构为什么以存储器为中心? 答:早期计算机组织结构的特点是:以运算器为中心的,其它部件都通过运算器完成信息的传递。 随着微电子技术的进步,人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一,集成到一个芯片里构成了微处理器。同时随着半导体存储器代替磁芯存储器,存储容量成倍地扩大,加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增,以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求,甚至会影响计算机的性能。为了适应发展的需要,现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。 1.8衡量计算机性能有哪些基本的技术指标?以你所熟悉的计算机系统为例,说明它的型号、主频、字长、主存容量、所接的I/O设备的名称及主要规格。 答:衡量计算机性能的基本技术指标主要有: 1.基本字长 2.主存容量 3.运算速度 4.所配置的外部设备及其性能指标 5.系统软件的配置 还有可靠性、可用性、可维护性、以及安全性、兼容性等性能指标。 1.9单选题 (1)1946年,美国推出了世界上第一台电子数字计算机,名为__A__。 A.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.EDVAC (2)在计算机系统中,硬件在功能实现上比软件强的是__C__。 A.灵活性强B.实现容易C.速度快D.成本低 (3)完整的计算机系统包括两大部分,它们是__C____。 A.运算器与控制器B.主机与外设 C.硬件与软件D.硬件与操作系统 (4)在下列的描述中,最能准确反映计算机主要功能的是___D___。 A.计算机可以代替人的脑力劳动 B.计算机可以存储大量的信息 C.计算机是一种信息处理机 D.计算机可以实现高速运算

(5)存储程序概念是由美国数学家冯·诺依曼在研究__D___时首先提出来的。

A.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.EDVAC

(6)现代计算机组织结构是以__B___为中心,其基本结构遵循冯·诺依曼思想。

A.寄存器B.存储器C.运算器D.控制器 (7)冯?诺依曼存储程序的思想是指__C___。

A.只有数据存储在存储器 B.只有程序存储在存储器

C.数据和程序都存储在存储器 D.数据和程序都不存储在存储器

1.10填空题

(1)计算机CPU主要包括①和__②____两个部件。

答:①运算器②控制器

(2)计算机的硬件包括①、__②____、__③____、__④____和__⑤____等5大部分。

答:①运算器②控制器③存储器④输入设备⑤输出设备

(3)计算机的运算精度与机器的①有关,为解决精度与硬件成本的矛盾,大多数计算机使用__②____。

答:①字长②变字长运算

(4)从软、硬件交界面看,计算机层次结构包括①和__②____两大部分。

答:①实机器②虚机器

(5)计算机硬件直接能执行的程序是①程序,高级语言编写的源程序必须经过__②____翻译,计算机才能执行。 答:①机器语言②语言处理程序 (6)从计算机诞生起,科学计算一直是计算机最主要的①。 答:①应用领域 (7)银河I(YH-I)巨型计算机是我国研制的①。 答:①第一台巨型计算机 1.11是非题 (1)微处理器可以用来做微型计算机的CPU。×含义不清 (2)ENIAC计算机的主要工作原理是存储程序和多道程序控制。× (3)决定计算机运算精度的主要技术指标是计算机的字长。√ (4)计算机总线用于传输控制信息、数据信息和地址信息的设施。√ (5)计算机系统软件是计算机系统的核心软件。√ (6)计算机运算速度是指每秒钟能执行操作系统的命令个数。× (7)计算机主机由CPU、存储器和硬盘组成。× (8)计算机硬件和软件是相辅相成、缺一不可的。√ 第二章作业解答 2.2分别计算用二进制表示4位、5位、8位十进制数时所需要的最小二进制位的长度。 答:

∵4位十进制数的最大数为9999,2=8192<9999<2=16384 ∴表示4位十进制数所需的最小二进制位的长度为14位。 ∵5位十进制数的最大数为99999,2=65536<9999<2=131072 ∴表示5位十进制数所需的最小二进制位的长度为17位。 ∵8位十进制数的最大数为,2=<<2= ∴表示8位十进制数所需的最小二进制位的长度为27位。

根据当i位十进制数与j位二进制数比较时的等式,10i=2j,得j≈3.3i,亦可得到上述结果。

2.6已知x的二进制真值,试求[x]、[-x]、[x/2]、[x/4]、[2x]、[4x]、[-2x]、[-x/4]。(设机器采用定点小数,字长为8位,若结果不存在或出错,请注明) (1)x=+0.0101101(2)x=-0.1001011 (3)x=-1(4)x=-0.0001010

2.7根据题2.7表中给

定的机器数(整数),分别写出把它们看作原码、反码、补码、移码表示形式时所对应的十进制真值。

2.8设十进制数x=

(+124.625)×210 (1)写出x对应的二进制定点小数表示形式。 (2)若机器的浮点数表示格式为: 其中阶码和尾数的基数均为2。 ①写出阶码和尾数均采用原码表示时的机器数形式。 ②写出阶码和尾数均采用补码表示时的机器数形式。 解:(1)x对应的二进制定点小数表示形式为:1111100.101×210=×23= (2)①阶码和尾数均采用原码表示时的机器数形式: 010011=010011111110010100000=09FCA0H ②阶码和尾数均采用补码表示时的机器数形式: 011101=011101111110010100000=0EFCA0H 2.9设某机字长为16位,数据表示格式为: 分别写出该机在下列的数据表示形式中所能表示的最小正数、最大正数、最大负数、最小负数(绝对值最大的负数)和浮点规格化最小正数、最大负数在机器中的表示形式和所对应的十进制真值。 (1)原码表示的定点整数;(2)补码表示的定点整数; (3)阶码与尾数均用原码表示的浮点数;(4)阶码与尾数均用补码表示的浮点数; (5)阶码为移码、尾数用补码表示的浮点数。

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