計算機組成原理：基礎知識部分習題解答(學習筆記)

1、馮·諾依曼型計算機的主要設計思想是什么？它包括哪些主要組成部分？

答：存儲程序并按地址順序執行，是馮·諾依曼型計算機的主要設計思想。馮·諾依曼型計算機用二進制表示數據和指令，將程序和數據存放到存儲器中，計算機在工作時通過控制器按照指令在存儲器中存放的順序取出指令加以執行，自動完成計算任務。

馮·諾依曼型計算機的主要組成部分包括存儲器、運算器、控制器、輸入設備和輸出設備。

2、什么是存儲容量？什么是單元地址？什么是數據字？什么是指令字？

答：每個存儲單元都有編號，稱為單元地址。

如果某字代表要處理的數據，則稱為數據字。

如果某字為一條指令，則稱為指令字。

3、什么是內存？什么是外存？什么是CPU？什么是適配器？簡述其功能。

答：半導體存儲器稱為內存儲器，即內存，而存儲容量更大的磁盤存儲器和光盤存儲器稱為外存儲器，即外存，其兩者的功能都是存儲二進制信息。

運算器和控制器合在一起稱為中央處理器，即CPU，其功能是控制計算機和進行算術邏輯計算。

適配器是將外圍設備和主機相聯系的部件，其功能相當于一個轉換器，保證外圍設備用計算機系統特性所要求的形式發送或接收信息。

4、現代計算機系統如何進行多級劃分？這種分級觀點對計算機設計會產生什么影響？

答：現代計算機系統通常由五個以上不用的級組成，具體如下：

第1級是微程序設計級或邏輯電路級，該級由硬件直接執行；

第2級是一般機器級，也稱為機器語言級，它由微程序解釋機器指令系統；

第3級是操作系統級，它由以機器指令和廣義指令組成的操作系統程序實現；

第4級是匯編語言級，它由匯編程序支持和執行；

第5級是高級語言級，它由各種高級語言編譯程序支持和執行。

這種分級觀點在計算機設計中對了解計算機如何組成提供了一種好的結構和體制，而且對保證產生一個良好的系統結構也是很有幫助的。

5、為什么軟件能夠轉化為硬件，硬件能夠轉化為軟件？實現這種轉化的媒介是什么？

答：之所以軟件能夠轉化為硬件、硬件能夠轉化為軟件，是因為任何操作以及任何指令的執行，既可以由軟件來實現，又可以由硬件來實現。實現這種轉化的媒介是軟件與硬件的邏輯等價性。

6、設x=+15，y=-13，用帶求補器的原碼陣列乘法器求出乘積x·y=?

解：[x]原=01111，[y]原=11101，|x|=1111，|y|=1101，符號位運算：0⊕1=1。

1 1 1 1

×1 1 0 1

———————————————————

1 1 1 1

0 0 0 0

1 1 1 1

+ 1 1 1 1

———————————————————

1 1 0 0 0 0 1 1

乘積符號為1，算后求補器輸出11000011，[x×y]原=111000011，換算成二進制數真值是：

x·y = (-11000011)2 = (-195)10。

7、設x=-15，y=-13，用帶求補器的補碼陣列乘法器求出乘積x·y=? 并用十進制數乘法進行驗證。

解：[x]補=10001，[y]補=10011，乘積符號位運算：1⊕1=0。

尾數部分算前求補器輸出 |x|=1111，|y|=1101。

1 1 1 1

×1 1 0 1

———————————————————————

1 1 1 1

0 0 0 0

1 1 1 1

＋ 1 1 1 1

———————————————————————

1 1 0 0 0 0 1 1

乘積符號為0，算后求補器輸出11000011，[x×y]補=011000011。

補碼二進制數真值：x·y=0×28＋1×27＋1×26＋1×21＋1×20=(+195)10。

十進制數乘法驗證：x·y = (-15)×(-13) = +195。

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標簽：諾依曼型,求補,計算機,筆記,基礎知識,硬件,指令,習題,乘積

來源： https://blog.csdn.net/weixin_40589192/article/details/106958803

總結

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