計(jì)算機(jī)組成原理：基礎(chǔ)知識(shí)部分習(xí)題解答(學(xué)習(xí)筆記)

1、馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是什么？它包括哪些主要組成部分？

答：存儲(chǔ)程序并按地址順序執(zhí)行，是馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想。馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)和指令，將程序和數(shù)據(jù)存放到存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)在工作時(shí)通過控制器按照指令在存儲(chǔ)器中存放的順序取出指令加以執(zhí)行，自動(dòng)完成計(jì)算任務(wù)。

馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的主要組成部分包括存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。

2、什么是存儲(chǔ)容量？什么是單元地址？什么是數(shù)據(jù)字？什么是指令字？

答：每個(gè)存儲(chǔ)單元都有編號(hào)，稱為單元地址。

如果某字代表要處理的數(shù)據(jù)，則稱為數(shù)據(jù)字。

如果某字為一條指令，則稱為指令字。

3、什么是內(nèi)存？什么是外存？什么是CPU？什么是適配器？簡(jiǎn)述其功能。

答：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器稱為內(nèi)存儲(chǔ)器，即內(nèi)存，而存儲(chǔ)容量更大的磁盤存儲(chǔ)器和光盤存儲(chǔ)器稱為外存儲(chǔ)器，即外存，其兩者的功能都是存儲(chǔ)二進(jìn)制信息。

運(yùn)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(jì)算機(jī)和進(jìn)行算術(shù)邏輯計(jì)算。

適配器是將外圍設(shè)備和主機(jī)相聯(lián)系的部件，其功能相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)換器，保證外圍設(shè)備用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特性所要求的形式發(fā)送或接收信息。

4、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何進(jìn)行多級(jí)劃分？這種分級(jí)觀點(diǎn)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生什么影響？

答：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常由五個(gè)以上不用的級(jí)組成，具體如下：

第1級(jí)是微程序設(shè)計(jì)級(jí)或邏輯電路級(jí)，該級(jí)由硬件直接執(zhí)行；

第2級(jí)是一般機(jī)器級(jí)，也稱為機(jī)器語言級(jí)，它由微程序解釋機(jī)器指令系統(tǒng)；

第3級(jí)是操作系統(tǒng)級(jí)，它由以機(jī)器指令和廣義指令組成的操作系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)；

第4級(jí)是匯編語言級(jí)，它由匯編程序支持和執(zhí)行；

第5級(jí)是高級(jí)語言級(jí)，它由各種高級(jí)語言編譯程序支持和執(zhí)行。

這種分級(jí)觀點(diǎn)在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中對(duì)了解計(jì)算機(jī)如何組成提供了一種好的結(jié)構(gòu)和體制，而且對(duì)保證產(chǎn)生一個(gè)良好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也是很有幫助的。

5、為什么軟件能夠轉(zhuǎn)化為硬件，硬件能夠轉(zhuǎn)化為軟件？實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的媒介是什么？

答：之所以軟件能夠轉(zhuǎn)化為硬件、硬件能夠轉(zhuǎn)化為軟件，是因?yàn)槿魏尾僮饕约叭魏沃噶畹膱?zhí)行，既可以由軟件來實(shí)現(xiàn)，又可以由硬件來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的媒介是軟件與硬件的邏輯等價(jià)性。

6、設(shè)x=+15，y=-13，用帶求補(bǔ)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(hào)位運(yùn)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(hào)為1，算后求補(bǔ)器輸出11000011，[x×y]原=111000011，換算成二進(jìn)制數(shù)真值是：

x·y = (-11000011)2 = (-195)10。

7、設(shè)x=-15，y=-13，用帶求補(bǔ)器的補(bǔ)碼陣列乘法器求出乘積x·y=? 并用十進(jìn)制數(shù)乘法進(jìn)行驗(yàn)證。

解：[x]補(bǔ)=10001，[y]補(bǔ)=10011，乘積符號(hào)位運(yùn)算：1⊕1=0。

尾數(shù)部分算前求補(bǔ)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(hào)為0，算后求補(bǔ)器輸出11000011，[x×y]補(bǔ)=011000011。

補(bǔ)碼二進(jìn)制數(shù)真值：x·y=0×28＋1×27＋1×26＋1×21＋1×20=(+195)10。

十進(jìn)制數(shù)乘法驗(yàn)證：x·y = (-15)×(-13) = +195。

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標(biāo)簽：諾依曼型,求補(bǔ),計(jì)算機(jī),筆記,基礎(chǔ)知識(shí),硬件,指令,習(xí)題,乘積

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

總結(jié)

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