计算机组成原理（薛胜军）课后习题答案第二版
1．1
计算机是一种能自动地、高速地对各种数字化信息进行运算处理的电子设备。
1．2
冯诺依曼计算机体系结构的基本思想是存储程序，也就是将用指令序列描述的解题程序与原始数据一起存储到计算机中。计算机只要一启动，就能自动地取出一条条指令并执行之，直至程序执行完毕，得到计算结果为止。
按此思想设计的计算机硬件系统包含：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
各部分的作用见教材：P10—P12
1．3
计算机的发展经历了四代。
第一代：见教材P1
第二代：见教材P2
第三代：见教材P2
第四代：见教材P2
1．4系统软件定义见教材：P12—13，应用软件定义见教材：P12
1．5见教材：P14—15
1．6见教材：P11
1．7见教材：P6—8
1．8硬件定义见教材：P9
软件定义见教材：P12
固件定义见教材：P13
1．9
1）听觉、文字、图像、音频、视频
2）图像、声音、压缩、解压、DSP
1．10处理程度按从易到难是：
文本→图形→图像→音频→视频
www.doczj/doc/8223a63d25c52cc58bd6beb7.html /xiaojianpitt/article/details/7613489
CPU性能衡量参数-主频，MIPS，CPI，时钟周期，机器周期，指令周期
1，主频
主频= 时钟频率，它是指CPU内部晶振的频率，常用单位为MHz，它反映了CPU的基本工作节拍;
时钟频率又称主频，它是指CPU内部晶振的频率，常用单位为MHz，它反映了CPU的基本工作节拍; 2，时钟周期
时钟周期t =1/ f;主频的倒数
3，机器周期
两个负数的补码相加
机器周期= m*t ;一个机器周期包含若干个时钟周期
4，指令周期
指令周期= m*t*n; 执行一条指令所需要的时间，一般包含若干个机器周期
5，CPI
CPI = m*n; 平均每条指令的平均时钟周期个数
指令周期= CPI×机器周期= n（CPI=n）×m×时钟周期=nm/主频f, 注意指令周期单位是s或者ns，CPI无量纲
参考：www.doczj/doc/8223a63d25c52cc58bd6beb7.html /wiki/Cycles_per_instruction
6，MIPS(MillionInstructions Per Second）
MIPS = 每秒执行百万条指令数= 1/（CPI×时钟周期）= 主频/CPI
MFLOPS 每秒百万浮点运算次数。
表示秒钟所能执行的指令条数，对于微型计算机可用CPU的主频和每条指令的执行所需的时钟周期来衡量。
包含关系：指令周期通常用若干个机器周期来表示，在机器语言中，使用执行一条指令所需要的机器周期数来说明指令执行的速度。而机器周期又包含若干个时钟周期。时钟周期是最基本的操作单位。
参考：www.doczj/doc/8223a63d25c52cc58bd6beb7.html /wiki/Instructions_per_second
注意：计算机的运算速度一般用每秒钟所能执行的指令条数来表示。由于不同类型的指令所需时间长度不同，因而运算速度的计算方法也不同。例如，根据不同类型的指令出现的频度，乘上不同的系数求得统计平均值，得到平均运算速度。这种方法用MIPS(Millions of Instruction Per Second)作单位，即每秒百万条指令。
又如，直接给出CPU的主频和每条指令的执行所需的时钟周期。周期一般以MHz为单位。主频即计算机的时钟频率，它在很大程度上决定了主机的工作速度。例如，型号为486DX-133的微型计算机，表明它的CPU型号为486，DX为含浮点处理器，数字133的含义是主频为133MHz。
题：若某处理器的时钟频率为500MHz，每4个时钟周期组成一个机器周期，执行一条指令需要3个机器周期，则该处理器的一个机器周期▁8▁ns，平均执行速度为▁42▁MIPS
解析如下：
时钟周期T等于主频的倒数，即T=1/500MHz=1/（0.5×10的9次方Hz）=2 ns，机器周期等于4个时钟周期即=4T=4×2 ns=8 ns，每条指令的时钟周期数CPI=3×4=12，则平均速度为：f/
（CPI×10的6次方）=（500×10的6次方）/（12×10的6次方）=500/12=41.6≈42MIPS.计算主频的倒数时要注意把主频的MHz换算成Hz即500后面加6个0=500×10的6次方=0.5×10的9次方，1/10的9次方Hz=1ns
每条指令的时钟周期数CPI=3×4=12，执行一条指令需要3个机器周期数，一个机器周期包含4个时钟周期，所以CPI=3×4=12，这里计算的都是周期的个数，和具体的时间ns纳秒没有关系，若带上具体的时间，一个时钟周期T=2ns，一个机器周期就是2×4=8ns，执行一条指令需要三个机器周期得出执行一条指令需要的具体时间为3×8=24ns，执行每条指令的需要的时钟周期数CPI换句话说就是把执行每条指令需要的时间24ns换算成时钟周期个数表示，为多少个时钟周期个数?时钟周期是最基本的时间操作单位，500MHz主频的处理器一个时钟周期为2ns，24ns等于多少个时钟周期？24/2=12个时钟周期，即那一句：“每条指令的时钟周期数CPI=12”。
第二章
2．2
27/64=00011011/01000000=0.0110110=0.11011×2-1
规格化浮点表示为：[27/64]原＝101，011011000
[27/64]反＝110，011011000
[27/64]补＝111，011011000
同理：--27/64=--0.11011×2-1
规格化浮点表示为：[27/64]原＝101，111011000
[27/64]反＝110，100100111
[27/64]补＝111，100101000
2．3 模为：29=1000000000

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