清华大学《计算机组织与体系结构》英文版课后习题详解

本资源是一份详细的计算机组织与体系结构课程后习题解答，由威廉·斯托林斯（William Stallings）所著，出自《计算机组织与体系结构：设计性能第七版》。该教材专为提高计算机系统的性能而设计，涵盖了计算机体系结构的基础概念，从早期计算机的发展和性能指标，到处理器、存储器系统（如缓存和内存）的深入解析，以及外部存储、输入/输出处理和操作系统支持的重要性。此外，书中还着重讨论了计算机指令集的特性和功能。 在第2章"计算机进化与性能"中，学生可以了解到计算机技术的历史演变，以及如何衡量和优化硬件系统的性能指标。这一章将帮助读者理解不同阶段计算机架构的特点和它们对现代计算机设计的影响。 第3章"计算机功能与互连"关注的是计算机内部组件如何协同工作，包括处理器、控制器和其他部件之间的接口，以及总线系统在数据传输中的作用。这部分内容对于理解计算机体系结构的核心原理至关重要。 第4章"缓存记忆"深入剖析了高速缓冲存储器（Cache）的设计和优化，这是提高系统速度的关键要素，通过了解其工作原理和层次结构，学生可以学习如何设计高效的数据访问路径。 第5章和第6章分别探讨了内部存储器（包括主存）和外部存储器（如硬盘和固态驱动器）的特性、组织方式和性能提升策略。这些章节有助于理解数据存储的层次结构及其对整体系统性能的影响。 第7章"输入/输出"讲解了设备通信和数据交换的过程，以及操作系统如何管理和调度I/O操作，确保数据在硬件和软件之间的无缝流动。 第8章"操作系统支持"涉及操作系统如何协调计算机资源，提供用户界面，并为其他系统软件提供服务，这在理解和设计高性能计算机系统时不可或缺。 第9章"计算机算术"详细讨论了各种算术运算的实现方法，包括基本运算单元的设计，以及浮点和定点运算的复杂性。 最后，在第10章"指令集：特性和功能"中，学生可以学习指令集架构（ISA）的基础，包括指令集的设计决策、寻址方式和指令执行模型，这对于理解和编写高效的程序代码至关重要。 这份课后习题解答提供了丰富的实践练习，帮助学生巩固理论知识并提升在计算机组织与体系结构领域的实际应用能力。对于准备学习、复习或教授该课程的学生和教师来说，它是一个宝贵的参考资料。