《计算机组成原理》课后题答案清华大学出版秦磊华吴非.docx

《计算机组成原理》课后题答案清华大学出版秦磊华吴非__第一章系统给概论****题 一
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、性能和价格等发展趋势的预测，其主要
内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每 18个月翻一番，性能将提高一倍，而其价格
将降低一半。
主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器， 为计算机的主要工作存储器，可随机
存取。
控制器：计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。
时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数， 也称为节拍周期或 T周期，是处理操作最基本的时
间单位。
多核处理器：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）。
字长：运算器一次运算处理的二进制位数。
存储容量：存储器中可存二进制信息的总量。
CPI：指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。
MIPS:用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标， 该指标以每秒钟完成
的百万指令数作为单位。 CPU寸间：计算某个任务时 CP奴际消耗的时间，也即 CPU真正花费在某程序上的时间。 计算机系统的层次结构： 计算机系统的层次结构由多级构成， 一般分成5级，由低到高分别
是：微程序设计级，机器语言级，操作系统级，汇编语言级，高级语言级。 基准测试程序：把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程 序。
软/硬件功能的等价性：从逻辑功能的角度来看，硬件和软件在完成某项功能上是相同的，
称为软/硬件功能是等价的，如浮点运算既可以由软件实现， 也可以由专门的硬件实现。
固件：是一种软件的固化，其目的是为了加快软件的执行速度。
可靠性：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”。
MTTF平均无故障时间，指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。
MTTR系统的平均修复时间。
MTBF平均故障间隔时间，指相邻两次故障之间的平均工作时间。
可用性：指系统在任意时刻可使用的概率， 可根据MTTF MTTRF口 MTB净指标计算处系统的
可用性。
什么是计算机系统的硬件和软件？为什么说计算机系统的硬件和软件在逻辑功能上是 等价的？
答：计算机硬件系统是指构成计算机系统的电子线路和电子元件等物理设备的总称。 硬件是
构成计算机的物质基础， 是计算机系统的核心。计算机的硬件系统包含运算器、控制器、存 储器、输入设备和输出设备等五大部件。
计算机软件是计算机中全部程序的集合。软件按其功能分成应用软件和系统软件两大
类。
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。
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。
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。
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