计算机组成原理课后答案

计算机系统：计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体

计算机硬件：计算机的物理实体

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

1.2如何理解计算机系统的层次结构？

实际机器M1向上延伸构成了各级虚拟机器，机器M1内部也可向下延伸而形成下一级的微程序机器M0，硬件研究的主要对象归结为传统机器M1和微程序机器M0，软件研究对象主要是操作系统及以上的各级虚拟机

1.3说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。

机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言

汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序

高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性

1.4如何理解计算机组成和计算机体系结构？

计算机体系结构是对程序员可见的计算机系统的属性

计算机组成对程序员透明，如何实现计算机体系结构所体现的属性

1.5冯·诺依曼计算机的特点是什么？

由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成

指令和数据以同一形式（二进制形式）存于存储器中

指令由操作码、地址码两大部分组成

指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行

以运算器为中心（原始冯氏机）

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。

计算机硬件各部件

运算器：ACC, MQ, ALU, X

控制器：CU, IR, PC

主存储器：M, MDR, MAR

I/O设备：设备，接口

计算机技术指标：

机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关

存储容量：主存：存储单元个数×存储字长

运算速度：MIPS, CPI, FLOPS

1.7解释概念

主机：计算机硬件的主体部分，由 CPU+MM（主存或内存）组成

CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成

主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成

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位

存储元件/存储基元/存储元：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，不能单独存取

存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位

存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数

存储容量：存储器中可存二进制代码的总量

机器字长：CPU 能同时处理的数据位数

指令字长：一条指令的二进制代码位数

1.8解释英文代号

CPU: Central Processing Unit

PC: Program Counter

IR: Instruction Register

CU: Control Unit

ALU: Arithmetic Logic Unit

ACC: Accumulator

MQ: Multiplier-Quotient Register

X: 操作数寄存器

MAR: Memory Address Register

MDR: Memory Data Register

I/O: Input/Output

MIPS: Million Instructions Per Second

CPI: Cycle Per Instruction

FLOPS: Floating-point Operation Per Second

1.9存数指令和加法指令的信息流程，主存容量256M×32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。

①存数指令的信息流程：