计算机组成原理课后习题详解

"本文档是关于计算机组成原理的课后习题答案，主要涵盖了冯·诺依曼计算机的基本思想、早期计算机组织结构、现代计算机结构、衡量计算机性能的技术指标等内容，并解答了如何用二进制表示不同位数的十进制数的问题。" 计算机组成原理是一门深入探讨计算机硬件系统的学科，它涉及到计算机各组成部分的功能、设计原理以及它们之间的相互作用。张功萱主编的这本教材中，课后习题解答提供了对关键概念的详细解析。 1. 冯·诺依曼计算机的基本思想是现代计算机体系结构的基础。这一思想包括三个方面：(1)计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部分组成；(2)数据和指令均采用二进制表示；(3)采用存储程序方式，即程序和数据预先存入内存，由控制器按照指令顺序执行。这种设计使得计算机能够自动化执行任务，无需人工干预。 2. 早期计算机以运算器为中心，但随着技术的发展，运算器和控制器合并成为微处理器，存储器的重要性日益凸显。现代计算机结构以存储器为中心，主要是因为存储容量的扩大和处理信息量的增长，使得快速访问存储器成为提高计算机性能的关键。 3. 计算机性能的主要技术指标包括：(1)基本字长，影响数据处理的精度和效率；(2)主存容量，决定了计算机能同时处理的数据量；(3)运算速度，通常以主频来衡量，单位时间内执行的指令数量；(4)外部设备性能，如硬盘、显示器、打印机等的规格；(5)系统软件配置，包括操作系统、编程语言等。 例如，一台典型的个人计算机可能有以下配置：型号为Intel Core i7，主频为3.6GHz，字长为64位，主存容量为16GB，连接的I/O设备包括一块512GB的固态硬盘和一张NVIDIA GeForce RTX 3060显卡，具有高速数据读写能力和强大的图形处理能力。 4. 在用二进制表示十进制数时，需要确保二进制位数足以覆盖所有可能的十进制数值。例如，4位十进制数最大为9999，需要14位二进制表示；5位十进制数最大为99999，需要17位二进制表示；8位十进制数最大为99999999，需要27位二进制表示。 这些课后习题解答不仅帮助学生巩固了计算机组成原理的基本概念，还提供了评估和比较不同计算机系统性能的方法。通过这样的学习，学生可以更好地理解和设计计算机系统，从而在未来的IT职业生涯中发挥重要作用。