计算机硬件技术基础课后习题与答案解析

"《计算机硬件技术基础》课后答案，主要涵盖了微机系统组成及工作原理的相关习题解答，包括衡量微机系统性能的主要指标解析、8位原码、反码、补码的转换以及8位补码扩展至16位补码的规律探讨。这些内容来源于高等教育出版社出版的第二版教材。" 在计算机硬件技术基础中，微机系统是由多个组件构成的，包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备和外部存储器等。了解其组成和工作原理是学习计算机硬件技术的基础。衡量微机系统性能的主要指标有以下几个方面： 1. 字长：字长决定了CPU一次能处理的数据量，通常以位(bit)为单位，常见的有32位和64位。 2. 存储器容量：包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，决定了系统可存储数据的多少。 3. 运算速度：通常用每秒百万条指令(MIPS)来衡量，如题目中的100MIPS，意味着该系统每秒能执行100百万条指令。平均指令周期则为1除以平均指令执行速度，例如100MIPS对应的平均指令周期为0.01秒。 4. 外设扩展能力：指系统连接和扩展各种外部设备的能力，如打印机、扫描仪等。 5. 软件配置情况：系统支持的软件种类和质量，包括操作系统、应用软件和驱动程序等。 在二进制编码中，原码、反码和补码是表示数字的三种方式。原码直接表示数值，正数的最高位（符号位）为0，负数的最高位为1。反码是除了符号位之外，其他位按位取反，正数不变，负数除符号位外，其余各位加1。补码则是反码加1，正数和0的补码与原码相同。在8位补码扩展至16位时，正数高位填充0，而负数高位填充1，保持符号位不变。例如，8位补码00101101B扩展为16位时，如果是正数，则变为0000000000101101B；如果是负数，如10110101B，则扩展为1111111110110101B。 此外，表1.3展示了8位到16位补码的扩展过程，通过实例总结出补码位扩展的规律：正数扩展时，高位补0；负数扩展时，高位补1。这个规则有助于理解和计算不同位宽下的补码表示。 这些课后习题的答案不仅帮助学生巩固了计算机硬件技术的基础知识，还提供了实际操作和计算的机会，加深了对计算机内部运作机制的理解。