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麼？它包括哪些主要組成部分？

答：儲存程式並按位址順序執行，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位制表示資料和指令，將程式和資料存放到儲存器中，計算機在工作時通過控制器按照指令在儲存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儲存器、運算器、控制器、輸入裝置和輸出裝置。

2、什麼是儲存容量？什麼是單元位址？什麼是資料字？什麼是指令字？

3、什麼是記憶體？什麼是外存？什麼是cpu？什麼是介面卡？簡述其功能。

答：半導體儲存器稱為記憶體儲器，即記憶體，而儲存容量更大的磁碟儲存器和光碟儲存器稱為外儲存器，即外存，其兩者的功能都是儲存二進位制資訊。

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

介面卡是將外圍裝置和主機相聯絡的部件，其功能相當於乙個轉換器，保證外圍裝置用計算機系統特性所要求的形式傳送或接收資訊。

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麼影響？

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級是微程式設計級或邏輯電路級，該級由硬體直接執行；

第2級是一般機器級，也稱為機器語言級，它由微程式解釋機器指令系統；

第3級是作業系統級，它由以機器指令和廣義指令組成的作業系統程式實現；

第4級是組合語言級，它由匯程式設計序支援和執行；

第5級是高階語言級，它由各種高階語言編譯程式支援和執行。

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，而且對保證產生乙個良好的系統結構也是很有幫助的。

5、為什麼軟體能夠轉化為硬體，硬體能夠轉化為軟體？實現這種轉化的媒介是什麼？

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

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，算後求補器輸出11000011，[x×y]原=111000011，換算成二進位制數真值是：

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=? 並用十進位制數乘法進行驗證。

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，算後求補器輸出11000011，[x×y]補=011000011。

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

十進位制數乘法驗證：x·y = (-15)×(-13) = +195。

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