计算机组成原理解题参考

题型丰富，题量充分。
 解析详尽，启发性强。
 内容与《计算机组成原理教程》第8版对应。
 每一章都按照知识要点—习题解析—自测练习—自测练习参考答案四个模块组织，便于学习参考。



本书是《计算机组成原理教程（第8版）》的姊妹篇，并按照《计算机组成原理教程（第8版）》的
章结构组织。每一章的内容都由以下4部分组成：《计算机组成原理教程（第8版）》对应章中包含的知
识要点、习题解析、自测练习和自测练习参考答案。
本书题目丰富，解析详尽，既有知识要点，又有供自测的习题，可以作为计算机组成原理学习者的课
后参考教材，也可以供考研者复习参考。

目??录
第1章 计算机系统结构概述 1
1.1 知识要点 1
1.1.1 自动计算机的形成轨迹 1
1.1.2 现代计算机体系结构 1
1.1.3 电子数字计算机硬件的工作原理 2
1.1.4 冯·诺依曼计算机体系的改进 8
1.1.5 计算机系统的主要性能指标 11
1.2 习题解析 14
1.3 自测练习 26
1.3.1 选择题 26
1.3.2 填空题 28
1.3.3 判断题 29
1.3.4 简答题 29
1.4 自测练习参考答案 30
1.4.1 选择题参考答案 30
1.4.2 填空题参考答案 30
1.4.3 判断题参考答案 31
1.4.4 简答题参考答案 31
第2章 存储系统 35
2.1 知识要点 35
2.1.1 主存储器概述 35
2.1.2 主存储器组织 39
2.1.3 DRAM内部操作与性能参数 41
2.1.4 辅助存储器 46
2.1.5 存储体系 49
2.2 习题解析 52
2.3 自测练习 63
2.3.1 选择题 63
2.3.2 填空题 65
2.3.3 判断改错题 67
2.3.4 简答题 67
2.3.5 综合题 68
2.4 自测练习参考答案 69
2.4.1 选择题参考答案 69
2.4.2 填空题参考答案 69
2.4.3 判断改错题参考答案 70
2.4.4 简答题参考答案 71
2.4.5 综合题参考答案 74
第3章 总线与主板 76
3.1 知识要点 76
3.1.1 总线的有关概念 76
3.1.2 总线的工作原理 77
3.1.3 总线标准 80
3.1.4 主板 80
3.2 习题解析 82
3.3 自测练习 85
3.3.1 选择题 85
3.3.2 填空题 87
3.3.3 简答题 88
3.4 自测练习参考答案 88
3.4.1 选择题参考答案 88
3.4.2 填空题参考答案 89
3.4.3 简答题参考答案 89
第4章 I/O接口与数据交换控制 93
4.1 知识要点 93
4.1.1 设备接口 93
4.1.2 输入输出中的数据传送控制 97
4.2 习题解析 99
4.3 自测练习 107
4.3.1 选择题 107
4.3.2 填空题 109
4.3.3 简答题 109
4.4 自测练习参考答案 110
4.4.1 选择题参考答案 110
4.4.2 填空题参考答案 110
4.4.3 简答题参考答案 111
第5章 计算机输入输出设备 115
5.1 知识要点 115
5.1.1 外部设备类型 115
5.1.2 I/O设备的人机交互界面 115
5.1.3 键盘与鼠标 116
5.1.4 打印设备 117
5.1.5 显示器 119
5.1.6 I/O设备适配器 120
5.1.7 设备驱动程序 122
5.1.8 ROM-BIOS 124
5.2 习题解析 124
5.3 自测练习 126
5.3.1 选择题 126
5.3.2 填空题 126
5.3.3 简答题 127
5.4 自测练习参考答案 127
5.4.1 选择题参考答案 127
5.4.2 填空题参考答案 127
5.4.3 简答题参考答案 127
第6章 控制器逻辑 129
6.1 知识要点 129
6.1.1 处理器的外特性——指令系统 129
6.1.2 指令的时序 131
6.1.3 控制器设计 131
6.2 习题解析 132
6.3 自测练习 140
6.3.1 选择题 140
6.3.2 填空题 141
6.3.3 简答题 141
6.4 自测练习参考答案 142
6.4.1 选择题参考答案 142
6.4.2 填空题参考答案 142
6.4.3 简答题参考答案 142
第7章 处理器架构 144
7.1 知识要点 144
7.1.1 指令级并行技术 144
7.1.2 向量处理机 145
7.1.3 线程级并行技术 146
7.1.4 超线程技术 146
7.1.5 多核处理器 146
7.1.6 处理器并行技术小结 147
7.2 习题解析 148
7.3 自测练习 151
7.3.1 选择题 151
7.3.2 填空题 152
7.3.3 简答题 152
7.4 自测练习参考答案 153
7.4.1 选择题参考答案 153
7.4.2 填空题参考答案 153
7.4.3 简答题参考答案 154
参考文献 156



·III·

第3章 总线与主板
3.1 知 识 要 点
总线（Bus）是由多个部件分时共享的公共信息传送线路。总线结构直接影响计算机各
部件之间信息传递的效率。主板又称为主机板（Mainboard）、系统板（Systemboard）和母
板（Motherboard），是安装在微型计算机机箱内的一块电路板，其组成和布局，决定了计算
机的体系结构，直接影响计算机的性能。所以，本章包含如下内容。
（1）总线及其规范。
（2）总线的分类。
（3）总线的性能指标。
（4）总线的工作原理。
（5）几种标准总线。
（6）主板的组成。
（7）主板的分类。
3.1.1 总线的有关概念
1. 总线的基本特性
（1）机械特性：指总线在机械上的连接方式。
（2）电气特性：指总线的每一根线上的信号传递方向及有效电平范围。
（3）功能特性：描述总线中每一根线的功能。
（4）时间特性：各信号有效的时序关系。
2. 总线的性能指标
（1）总线宽度：数据总线的数量，用b（位）表示。
（2）总线周期：一次总线操作中所用的时间。
（3）总线带宽（标准传输率）：在总线上每秒传输的最大字节（B）量，用MB/s表示，
即多少兆字节每秒。
（4）总线工作的时钟频率。
（5）多路复用技术。
（6）总线控制方式。
（7）其他指标：除了以上几项外，还有总线的同步方式、信号线数、负载能力和电源
电压，能否扩展64位宽度等。
3. 总线分类
1）按照总线传递的内容分类
（1）地址总线（Address Bus，AB）：用来传递地址信息。
（2）数据总线（Data Bus，DB）：用来传递数据信息。
（3）控制总线（Control Bus，CB）：用来传递各种控制信号。
2）按照总线所处的位置分类
（1）片内总线：CPU芯片内部用于在寄存器、ALU以及控制部件之间传输信号的总线。
（2）片外总线：CPU芯片之外，用于连接CPU、内存以及I/O设备的总线。
3）按照总线在系统中连接的主要部件分类
（1）存储总线。
（2）DMA总线。
（3）系统总线。
（4）设备（I/O）总线。
4）按照系统中使用的总线数量分类
（1）单总线结构。
（2）双总线结构。
（3）三总线和多总线结构。
3.1.2 总线的工作原理
分时和共享是总线的两个基本特性。共享是指多个部件连接在同一组总线上，各部件
之间相互交换的信息都可以通过这组总线传送。分时是指同一时刻总线只能在一对部件之
间传送信息。系统中的多个部件是不能同时传送信息的。
1. 总线通信的定时方式
1）同步通信
同步通信的特点如下。
（1）系统总线设计时使T0、T1、T2 、T3都有唯一明确的规定。
（2）采用了公共时钟，每个部件什么时候发送或接收信息都由统一的时钟规定。
（3）传输效率较高，但所有模块都强求一致的统一时限，这种设计缺乏灵活性。

前??言
我编写的《计算机组成原理教程》（以下简称《教程》）一书，自1998年第1版出版后，
曾应广大读者要求编写了《计算机组成原理教程题解与实验指导》（以下简称《习题指导》）
一书，由清华大学出版社于2001年1月出版。之后《教程》几经改版，由于每次改版时修
改的内容都比较多，习题也变化较大，不少读者希望能有一本新的习题解析。但由于琐事
萦身，一直没有能满足读者的要求。
2007年《计算机组成原理教程（第4版）》出版之际，孙仲美高级工程师和李爱军教授
承担了《计算机组成原理教程（第4版）》配套的习题指导编写工作。在我们三人的合作下，
完成了针对《计算机组成原理教程题解与实验指导（第4版）》的改写。之后，《计算机组
成原理教程（第4版）》又进行了一次改版，但由于忙碌，没有对《计算机组成原理教程题
解与实验指导（第4版）》进行修改。在此期间网上以及电话来访的读者都希望能提供相应
的习题指导。在改写时对其结构也进行了一些调整，于是腾出时间改写了习题指导。考虑
自己的学术水平有限，从第6版开始，不再想用“指导”二字，采用了“参考”二字，同
时删去了书名中的“教程”二字。相信有更高明的读者可以写出更好的习题，并做出更准
确的答案来。
《教程》从第6版起改为共7章，从第8版起改为共8章，最后一章均为“未来计算机
展望”，内容为前面几章的知识扩展和思维启示，许多方面尚无确定性结论。作为解题参考，
本书没有包括这章。
考虑到读者的实际需要，这本书的每章仍由4部分组成：知识要点、习题解析、自测
练习和自测练习参考答案。
在本书即将出版之际，谨对孙仲美高级工程师和李爱军教授深表谢意。因为本书中仍
然有他们辛劳的痕迹。在本次修订中，赵忠孝、姚威、史林娟、张展为、戴璐、董兆军、
张秋菊、陈觉参加了部分编写工作。
由于本书涉及了许多最新知识，可以参考的书籍较少。所以，本人尽力进行了校订，
但不足之处难免。希望广大读者在使用中，如有发现的问题和改进意见，请无保留地反馈
给我们。我们将衷心感谢。


张基温
2017年11月于羊城小海之畔


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