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计算机组成原理课后参考答案 - 副本 计算机组成原理课后参考答案 - 副本 第一章 计算机系统概论 1. 2 如何理解计算机系统的层次结构？ 答：从计算机系统的层次结构来看，它通常可有五个以上的层次，在每一层次（级）上都能进行程序设计。由下至上可排序为：第一级微程序设计级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持和执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持和执行。还可以有第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。 1. 3 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及联系。 答：机器语言由代码0、1组成，是计算机能直接识别的一种语言。汇编语言是面向机器的语言，它用一些特殊的符号表示指令。高级语言是面向用户的语言，它是一种接近于人们使用习惯的语言，直观、通用，与具体机器无关。 它们之间的联系：汇编语言和高级语言编写的源程序必须通过汇编或编译成机器语言程序才能在机器上运行。 1. 4 如何理解计算机组成和计算机体系结构？ 答：计算机体系结构是指程序员所见到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性。通常是指用机器语言编程的程序员（也包括汇编语言程序设计者和汇编程序设计者）所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O机理等，大都属于抽象的属性。 计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的（即程序员不知道的）硬件细节。例如一台机器是否具备乘法指令是一个结构问题，而实现乘法指令采用什么方式是一个组成问题。 1. 9 画出主机框图，分别以存数指令“STA M”和加法指令“ADD M”（M 均为主存地址）为例，在图中按序标出完成该指令（包括取指阶段）的信息流程。假设主存容量为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。 答： （1）存数指令STA M的信息流程为（图略）： 取指令：PC →MAR →M →MDR →IR 分析指令：OP （IR ）→CU 执行指令：Ad （IR ）→MAR →M ，ACC →MDR →M （2）加法指令ADD M的信息流程为（图略）： 取指令：PC →MAR →M →MDR →IR 分析指令：OP （IR ）→CU 执行指令：Ad （IR ）→MAR →M →MDR →X ，ACC →ALU ，同时X →ALU ， ALU →ACC （3）由主存容量为256M ×32位得228=256M，故MAR 为28位，MDR 为32位。 因指令字长=存储字长=机器字长，则IR 、ACC 、MQ 、X 均为32位。 第三章 系统总线 3. 1 什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线的负载，总线上的部件都应具备什么特点？ 答：总线是连接各个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。 总线上信息传输的特点：某一时刻只允许有一个部件向总线发送信息，但多个部件可以同时以CPU 片内总线为例，在每个需要将信息送至总线的寄存器输出端接三态门，由三态门控从总线上接收相同的信息。 制端控制什么时刻由哪个寄存器输出。当控制端无效时，寄存器和总线之间呈高阻状态。 3. 4 为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种，各有何特点，哪种方式响应时间最快，哪种方式对电路最敏感？ 答：由于总线上连接着多个部件，而总线传输的特点就是在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，如果有两个以上的部件同时向总线发送信息，势必导致信号冲突传输无效，故需用判优来解决。 常见的集中式总线控制有链式查询方式、计数器定时方式和独立请求方式三种。 链式查询方式的特点：只需很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制，且容易扩充设备，计数器定时方式特点：计数可以从“0”开始，也可以从中止点开始，初始值还可以由程序独立请求方式特点：响应时间快，优先次序控制灵活，但控制线数量多，总线控制更复杂。 三种控制方式中，独立请求方式响应时间最快，链式查询方式对电路最敏感。 但对电路故障很敏感。 来设置，这就可以方便地改变优先次序，增加系统的灵活性。 3. 6 试比较同步通信和异步通信。 答：同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，总线上的所有设备按统一的时序统一的传输周期进行信息传输，通信双方按约定好的时序联络；后者没有公共时钟，没有固定的传输周期，采用应答方式通信，具体的联络方式有