写出计算机系统的构成,计算机系统组成作业答案（19页）-原创力文档

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计算机组成原理习题答案

第1章 计算机系统概述

3. 存储程序工作方式的基本思想是什么？

答：程序和数据预先存放在存储器中，机器工作时，自动、逐条地从存储器中取出指令并执行。

4. 计算机的硬件由哪些部件组成？它们各有哪些功能？这些部件如何连接？

答：计算机的硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成，其中，存储器由主存及辅存组成，运算器及控制器合称为CPU，CPU和主存合称为主机，CPU只直接访问主存。

输入设备、输出设备负责程序和数据的输入、输出；存储器负责存储程序和数据；运算器负责处理数据；控制器负责指挥和控制各部件协调工作，以实现程序的自动执行。

计算机硬件的各个部件都通过总线互连。

10. 程序执行的过程是什么？计算机中通常采用什么实现方案？

答：程序执行过程是一个循环的指令执行过程，循环变量为指令地址，指令执行过程又可分为取指令、分析指令、执行指令三个阶段。

计算机通常用寄存器PC存放指令地址，用寄存器IR存放当前指令内容。指令执行过程中，取指令阶段用PC的内容作为地址从主存中读出指令，并存放到IR中；分析指令阶段用ID(指令译码器)分析出IR中内容包含的操作类型、操作数信息；执行指令阶段根据指令分析的结果，实现相应的约定操作。

16. 计算机M的时钟频率为2?GHz；指令集包含A、B两类指令，指令长度都为2个字节，指令执行时的CPI分别为5和8。某程序P的大小为2?MB，其中40%为A类指令，其余为B类指令。程序P执行时，10%的A类指令和20%的B类指令分别执行了20次，其余指令各执行了1次。求程序P执行时的CPU时间及CPI。

答：程序P中共包含2MB/2B＝220条指令，其中，A类指令为0.4×220条，B类指令为0.6×220条。

P执行时，A类指令执行了0.4×220×(10%×20＋90%×1)＝1.16×220条，B类指令执行了0.6×220×(20%×20＋80%×1)＝2.88×220条，共执行了1.16×220＋2.88×220＝4.04×220条指令。

因此，TCPU＝(1.16×220×5＋2.88×220×8)/(2×109)＝14.42×220×10-9≈15.12ms；

CPI＝(1.16×220×5＋2.88×220×8)/(4.04×220)＝28.84/4.04≈7.13。

第2章 数据的表示与运算

2. 完成下列不同进制数之间的转换。

(1)(347.625)10＝( )2＝( )8＝( )16

(2)(9C.E)16＝( )2＝( )8＝( )10

(3)2＝( )10＝( )BCD

答：(1)(347.625)10＝(101011011.101)2＝(533.5)8＝(15B.A)16

(2)(9C.E)16＝1110)2＝(234.7)8＝(156.875)10

(3)2＝(211)10＝(001000010001)8421BCD

3. 对下列十进制数，分别写出用8位机器数表示时的原码及补码。

(1)＋23/128 (2) －35/64 (3) 43 (4) －72

(5)＋7/32 (6) －9/16 (7)＋91 (8) －33

答：(1)[+23/128]原＝0.0010111，[+23/128]补＝0.0010111；

(2)[-35/64]原＝1.1000110，[-35/64]补＝1.0111010；

(3)[43]原[43]补

(4)[-72]原[-72]补

(5)[+7/32]原＝0.0011100，[+7/32]补＝0.0011100；

(6)[-9/16]原＝1.1001000，[-9/16]补＝1.0111000；

(7)[+91]原[+91]补

(8)[-33]原[-33]补

4. 对下列机器数，为原码时求补码及真值，为补码或反码时求原码及真值。

(1)[X]原＝100011 (2)[X]补＝0.00011 (3)[X]反＝1.01010

(4)[X]原＝1.10011 ?(5)[X]补＝101001 ?(6)[X]反＝101011

答：(1)[X]补＝111101，X＝-00011＝-3；

(2)[X]原＝0.00011，X＝+0.00011＝