《计算机组成原理》课后末题答案 清华大学出版 秦磊华 吴非··.doc

第一章 系统给概论 题 一 1.l 解释下列名词 摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数目上可容纳的晶体管数18个月翻一番多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力产品可靠性定义的要素是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。，指相邻两次故障之间的平均工作时间。.3 冯·诺依曼型计算机的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些部件组成？各起什么作用？ 答：冯诺依曼型计算机的基本思想是存储程序和程序控制，其中的“存储程序”是指将解题的步骤编写成程序，然后把存储存放到计算机的内存中，而“程序控制”是指控制器读出存放在存储器中的程序并根据该程序控制全机协调工作以完成程序的功能。 根据冯诺依曼型计算机的基本思想，计算机的硬件应该由运算器、控制器、存储器、输入/输出设备和总线组成。 各部件的作用： 运算器：对数据进行运算的部件。 存储器：存放程序和数据。 控制器：根据指令的功能控制构成计算机的各大功能部件协调工作，共同完成指令的功能。 输入设备：将外部信息输送到主机内部的设备。 输出设备：能将计算机内部的信息以不同并且相应的形式反馈给人们的设备。 总线：连接两个或多个设备（部件）的公共信息通路。 1.4 什么是计算机字长？它取决于什么？计算机字长统一了哪些部件的长度？ 答：计算机的字长一般指一次参与运算数据的基本长度，用二进制数位的长度来衡量。 它取决于运算器一次运算处理的二进制位数。它是计算机的重要性能指标。常用的计算机字长有8位、16位、32位及64位。 一般与计算机内部寄存器、加法器、数据总线的位数以及存储器字长等长，因此，字长直接影响硬件的代价。 1.5 计算机系统从功能上可划分为哪些层次？各层次在计算机系统中起什么作用？ 答：计算机系统分成五级层次结构，第1级为微程序设计级、第2级为机器语言级、第3级为操作系统级、第4级为汇编语言级、第5级为高级语言级。 各层次的作用： 微程序级：为机器指令级提供机器指令的解释指行功能。 机器指令级：是软件系统和硬件系统的界面，一条机器指令的功能由微程序机器级的一段微型程序的功能实现。 操作系统级：调度计算机中的软件和硬件资源。 汇编语言级：它将用户编写的接近人类语言的程序，翻译成能在机器上运行的目标程序。 高级语言级：完全面向用户，是用户关心的目标，可执行各种用途的程序。 1.6 计算机内部有哪两股信息在流动？它们彼此有什么关系？ 答：计算机中有两股信息在流动：一股是控制信息，即操作命令，它分散流向各个部件；一股是数据信息，它受控制信息的控制，从一个部件流向另一个部件，在流动的过程被相应的部件加工处理。 1.7 为什么说计算机系统的软件与硬件可以互相转化？ 答：计算机硬件实现的往往是最基本的算术运算和逻辑运算功能，而其它功能大多是通过软件的扩充得以实现的。有许多功能可以由硬件实现，也可以由软件实现，即从用户的角度来看它们在功能上是等价的，这一等价性被称为软/硬件逻辑功能的等价性。 由于这样的等价性，所以可以说计算机系统的软件与硬件是可以互相转化的。 1.8 什么叫软件系统？它包含哪些内容？ 答：一台计算机中全部程序的集合，统称为这台计算机的软件系统。软件按其功能分成应用软件和系统软件两大类。 应用软件是用户为解决某种应用问题而编制的一些程序。 系统软件用于对计算机系统的管理、调度、监视和服务等功能，常将系统软件分为以下六类：操作系统,言处理程序,标准程序库，服务性程序，数据库管理系统和算机网络软件。 1.9 说明高级语言、汇编语言和机器语言三者之间的差别和联系。 答：机器语言是直接用二进制代码指令表达的计算机语言，汇编语言助记符号来表示计算机指令的语言高级语言是一类接近于人类自然语言和数学语言的程序设计语言的统称分为面向过程的语言和面向对象的语言使用机器语言编写的程序，占用内存少、执行效率高。缺点编程工作量大，容易出错；依赖具体的计算机体系，因而程序的通用性、移植性都很差。使用汇编语言编写计算机程序，能够根据特定的应用对代码做最佳的优化，提高运行速度；能够最大限度地发挥硬件的功能。编写的代码非常难懂，不好维护；开发效率很低，时间长且单调。高级语言的优点是：编程相对简单、直观、易理解、不容易出错；编写的计算机程序通用性好，具有较好的移植性。性是指系统在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。 = 1( 0.4 + 2( 0.2 + 2( 0.15 + 2( 0.25 = 1.6 优化后：A、B、C、D四类指令在程序中所占比例分别为1/4、1/4、3/16、5/16，