《计算机组成原理教程（第5版）》课后习题答案

《计算机组成原理教程（第5版）》是2014年清华大学出版社出版的图书，作者是张基温。

本书是一本面向应用型专业的计算机组成原理教材。全书共分6章： 第1章帮助读者快速、有趣并深刻地建立计算机系统的整体结构；第2章介绍计算机的存储体系；第3章介绍计算机的输入输出及其控制技术；第4章介绍计算机的总线系统和主板的有关知识；第5章介绍计算机核心部件——处理器的工作原理和基本设计方法；第6章从体系结构和元器件进步两个方面介绍计算机的发展趋势。 

本书概念清晰、深入浅出、取材新颖，从知识建构、启发思维和适合教学的角度组织学习内容，同时不过多依赖先修课程。经过4次修订，更加适合教学。可供应用型本科计算机科学与技术专业、软件工程专业、信息安全专业、网络工程专业、信息管理和信息系统专业和其他相关专业使用，也可以供有关工程技术人员和自学者使用。

目录

• 第1章计算机系统概述1
• 1.1计算工具的进步轨迹1
• 1.1.1算盘和算筹的启示1
• 1.1.2从提花机到巴贝奇分析机——内程序计算机的发展轨迹4
• 1.1.3从帕斯卡加法器说起——内动力计算机的进步轨迹7
• 1.1.4模拟计算机与数字计算机11
• 1.20、1编码13
• 1.2.1二进制计算13
• 1.2.2声音的0、1编码23
• 1.2.3图形/图像的0、1编码24
• 1.2.4文字的0、1编码27
• 1.2.5指令的0、1编码与计算机程序设计语言30
• 1.2.6数据传输中的差错检验32
• 1.3电子数字计算机工作原理35
• 1.3.1现代数字电子计算机体系结构的确立35
• 1.3.2布尔代数与逻辑电路37
• 1.3.3计算机存储器基础43
• 1.3.4计算机控制器的工作原理46
• 1.3.5一个程序的执行过程48
• 1.3.6指令的时序49
• 1.3.7操作系统——计算机的自我管理51
• 1.3.8自动计算机工作原理的再讨论54
• 1.4计算机系统结构和发展54
• 1.4.1现代计算机系统的模块结构54
• 1.4.2现代计算机系统的层次结构54
• 1.4.3计算机系统的主要性能指标56
• 1.4.4计算机系统的发展59
• 习题62
• 第2章存储系统67
• 2.1主存储器67
• 2.1.1ROM记忆元件67
• 2.1.2RAM记忆元件69
• 2.1.3存储体的扩展方式71
• 2.1.4RAM的读/写时序73
• 2.1.5RAM工作模式75
• 2.1.6内存条76
• 2.1.7RAM技术参数77
• 2.1.8并行存储器79
• 2.1.9未来记忆元件83
• 2.2辅助存储器86
• 2.2.1磁表面存储原理86
• 2.2.2硬磁盘存储器88
• 2.2.3磁盘阵列RAID93
• 2.2.4光盘存储器96
• 2.2.5闪速存储器101
• 2.3存储体系102
• 2.3.1多级存储体系的建立102
• 2.3.2多级存储体系的性能参数104
• 2.3.3Cache主存结构105
• 2.3.4虚拟存储器107
• 习题110
• 第3章输入输出系统114
• 3.1I/O设备114
• 3.1.1I/O设备及其发展114
• 3.1.2键盘117
• 3.1.3打印设备120
• 3.1.4显示设备128
• 3.1.5其他图形/图像设备134
• 3.1.6定位、拾取与触摸设备137
• 3.1.7语音处理设备138
• 3.1.8虚拟现实技术139
• 3.1.9流通领域用外部设备142
• 3.2I/O设备接口146
• 3.2.1影响I/O设备与计算机连接的主要因素146
• 3.2.2缓冲技术148
• 3.2.3I/O接口的功能与分类149
• 3.2.4I/O接口结构150
• 3.2.5可编程并行接口8255A151
• 3.2.6串行接口153
• 3.3I/O过程的程序直接控制156
• 3.3.1I/O过程的程序无条件传送控制方式156
• 3.3.2I/O过程的程序查询传送方式156
• 3.4I/O过程的程序中断控制158
• 3.4.1程序中断控制的概念158
• 3.4.2中断过程及其管理161
• 3.4.3中断接口164
• 3.4.4多重中断166
• 3.5I/O数据传送的DMA控制166
• 3.5.1DMA的基本概念166
• 3.5.2DMA与CPU共享存储器冲突的解决方案167
• 3.5.3DMA控制器169
• 3.5.4DMA传送过程170
• 3.5.5DMA小结172
• 3.6I/O过程的通道控制172
• 3.6.1通道控制及其特点172
• 3.6.2通道控制原理174
• 3.6.3通道类型176
• 3.7I/O管理177
• 3.7.1设备驱动程序178
• 3.7.2ROM BIOS178
• 3.7.3I/O设备分配180
• 习题182
• 第4章总线与主板185
• 4.1总线及其工作原理185
• 4.1.1总线特性及其分类185
• 4.1.2总线的组成与基本传输过程188
• 4.1.3总线的争用与仲裁189
• 4.1.4总线通信过程中主从方的协调方式192
• 4.1.5总线的性能指标196
• 4.2几种标准系统总线197
• 4.2.1ISA总线198
• 4.2.2PCI总线199
• 4.2.3AGP总线203
• 4.2.4PCIExpress总线 205
• 4.3几种标准IO总线206
• 4.3.1RS232/RS449串行接口标准206
• 4.3.2IDE接口与SCSI接口总线208
• 4.3.3USB总线210
• 4.3.4IEEE 1394总线213
• 4.4微型计算机主板214
• 4.4.1主板的构成215
• 4.4.2主板驱动219
• 4.4.3主板品牌级别219
• 4.4.4主板分类220
• 习题221
• 第5章控制器组成222
• 5.1处理器的外特性——指令系统222
• 5.1.1概述222
• 5.1.2寻址方式225
• 5.1.3Intel 8086指令简介229
• 5.1.4CISC与RISC238
• 5.1.5指令系统的设计内容242
• 5.2组合逻辑控制器242
• 5.2.1指令的微操作分析243
• 5.2.2指令的时序控制与时序部件245
• 5.2.3组合逻辑控制器设计举例247
• 5.3微程序控制器250
• 5.3.1概述250
• 5.3.2微程序操作控制部件的组成250
• 5.3.3微程序操作控制部件设计举例251
• 习题254
• 第6章计算机体系和元器件的发展261
• 6.1计算机并行技术概述261
• 6.1.1计算机硬件并行技术的发展261
• 6.1.2计算机并行性开发的技术对策262
• 6.1.3Flynn分类法263
• 6.2指令级并行技术264
• 6.2.1流水技术概述265
• 6.2.2流水线中的相关冲突268
• 6.2.3流水线中的多发射技术270
• 6.2.4Pentium CPU272
• 6.2.5RISC处理器的体系结构275
• 6.2.6流水线向量处理机280
• 6.3线程级并行技术284
• 6.3.1对称多处理器技术SMP285
• 6.3.2同时多线程技术SMT290
• 6.3.3超线程技术HT293
• 6.4多核处理器297
• 6.4.1多核处理器及其特点297
• 6.4.2多核+多线程——CMT技术298
• 6.5非Neumann体系的计算机系统299
• 6.5.1数据流计算机299
• 6.5.2归约机301
• 6.5.3智能计算机303
• 6.5.4人工神经网络计算机307
• 6.6计算机元器件技术展望311
• 6.6.1关于摩尔定律寿命的讨论311
• 6.6.2纳米电子器件312
• 6.6.3量子计算机314
• 6.6.4光学计算机316
• 6.6.5超导技术317
• 6.6.6生物计算机318
• 习题320附录A国内外常用二进制逻辑元件图形符号对照图322参考文献324
• 第1章计算机系统概述1
• 1.1计算工具的进步轨迹1
• 1.1.1算盘和算筹的启示1
• 1.1.2从提花机到巴贝奇分析机——内程序计算机的发展轨迹4
• 1.1.3从帕斯卡加法器说起——内动力计算机的进步轨迹7
• 1.1.4模拟计算机与数字计算机11
• 1.20、1编码13
• 1.2.1二进制计算13
• 1.2.2声音的0、1编码23
• 1.2.3图形/图像的0、1编码24
• 1.2.4文字的0、1编码27
• 1.2.5指令的0、1编码与计算机程序设计语言30
• 1.2.6数据传输中的差错检验32
• 1.3电子数字计算机工作原理35
• 1.3.1现代数字电子计算机体系结构的确立35
• 1.3.2布尔代数与逻辑电路37
• 1.3.3计算机存储器基础43
• 1.3.4计算机控制器的工作原理46
• 1.3.5一个程序的执行过程47
• 1.3.6指令的时序49
• 1.3.7操作系统——计算机的自我管理51
• 1.3.8自动计算机工作原理的再讨论53
• 1.4计算机系统结构和发展54
• 1.4.1现代计算机系统的模块结构54
• 1.4.2现代计算机系统的层次结构54
• 1.4.3计算机系统的主要性能指标55
• 1.4.4计算机系统的发展58
• 习题62
• 第2章存储系统66
• 2.1主存储器66
• 2.1.1ROM记忆元件66
• 2.1.2RAM记忆元件68
• 2.1.3存储体的扩展方式70
• 2.1.4RAM的读/写时序72
• 2.1.5RAM工作模式74
• 2.1.6内存条75
• 2.1.7RAM技术参数76
• 2.1.8并行存储器78
• 2.1.9未来记忆元件82
• 2.2辅助存储器85
• 2.2.1磁表面存储原理85
• 2.2.2硬磁盘存储器87
• 2.2.3磁盘阵列RAID92
• 2.2.4光盘存储器95
• 2.2.5闪速存储器100
• 2.3存储体系101
• 2.3.1多级存储体系的建立101
• 2.3.2多级存储体系的性能参数103
• 2.3.3Cache主存结构104
• 2.3.4虚拟存储器106
• 习题109
• 第3章输入输出系统113
• 3.1I/O设备113
• 3.1.1I/O设备及其发展113
• 3.1.2键盘116
• 3.1.3打印设备119
• 3.1.4显示设备127
• 3.1.5其他图形/图像设备133
• 3.1.6定位、拾取与触摸设备136
• 3.1.7语音处理设备137
• 3.1.8虚拟现实设备138
• 3.1.9流通领域设备141
• 3.2I/O设备接口145
• 3.2.1影响I/O设备与计算机连接的主要因素146
• 3.2.2缓冲技术147
• 3.2.3I/O接口的功能与分类148
• 3.2.4I/O接口结构149
• 3.2.5可编程并行接口8255A150
• 3.2.6串行接口152
• 3.3I/O过程的程序直接控制155
• 3.3.1I/O过程的程序无条件传送控制方式155
• 3.3.2I/O过程的程序查询传送方式156
• 3.4I/O过程的程序中断控制157
• 3.4.1程序中断控制的概念157
• 3.4.2中断过程及其管理160
• 3.4.3中断接口164
• 3.4.4多重中断165
• 3.5I/O数据传送的DMA控制166
• 3.5.1DMA的基本概念166
• 3.5.2DMA与CPU共享存储器冲突的解决方案167
• 3.5.3DMA控制器169
• 3.5.4DMA传送过程170
• 3.5.5DMA小结171
• 3.6I/O过程的通道控制172
• 3.6.1通道控制及其特点172
• 3.6.2通道控制原理174
• 3.6.3通道类型176
• 3.7I/O管理177
• 3.7.1设备驱动程序177
• 3.7.2ROM BIOS178
• 3.7.3I/O设备分配180
• 习题182
• 第4章总线与主板184
• 4.1总线及其工作原理184
• 4.1.1总线特性及其分类184
• 4.1.2总线的组成与基本传输过程184
• 4.1.3总线的争用与仲裁188
• 4.1.4总线通信过程中主从方的协调方式191
• 4.1.5总线的性能指标195
• 4.2几种标准系统总线196
• 4.2.1ISA总线197
• 4.2.2PCI总线198
• 4.2.3AGP总线202
• 4.2.4PCIExpress总线 204
• 4.3几种标准IO总线205
• 4.3.1RS232/RS449串行接口标准205
• 4.3.2IDE接口与SCSI接口总线207
• 4.3.3USB总线209
• 4.3.4IEEE 1394总线211
• 4.4微型计算机主板213
• 4.4.1主板的构成213
• 4.4.2主板驱动217
• 4.4.3主板品牌级别218
• 4.4.4主板分类218
• 习题220
• 第5章控制器组成221
• 5.1处理器的外特性——指令系统221
• 5.1.1概述221
• 5.1.2寻址方式224
• 5.1.3Intel 8086指令简介228
• 5.1.4CISC与RISC237
• 5.1.5指令系统的设计内容241
• 5.2组合逻辑控制器241
• 5.2.1指令的微操作分析242
• 5.2.2指令的时序控制与时序部件244
• 5.2.3组合逻辑控制器设计举例246
• 5.3微程序控制器249
• 5.3.1概述249
• 5.3.2微程序操作控制部件的组成249
• 5.3.3微程序操作控制部件设计举例250
• 习题253
• 第6章计算机体系和元器件的发展260
• 6.1计算机并行技术概述260
• 6.1.1计算机硬件并行技术的发展260
• 6.1.2计算机并行性开发的技术对策261
• 6.1.3Flynn分类法262
• 6.2指令级并行技术263
• 6.2.1流水技术概述264
• 6.2.2流水线中的相关冲突267
• 6.2.3流水线中的多发射技术269
• 6.2.4Pentium CPU270
• 6.2.5RISC处理器的体系结构274
• 6.2.6流水线向量处理机279
• 6.3线程级并行技术283
• 6.3.1对称多处理器技术SMP284
• 6.3.2同时多线程技术SMT289
• 6.3.3超线程技术HT293
• 6.4多核处理器296
• 6.4.1多核处理器及其特点296
• 6.4.2多核+多线程——CMT技术297
• 6.5非Neumann体系的计算机系统298
• 6.5.1数据流计算机298
• 6.5.2归约机301
• 6.5.3智能计算机303
• 6.5.4人工神经网络计算机307
• 6.6计算机元器件技术展望310
• 6.6.1关于摩尔定律寿命的讨论310
• 6.6.2纳米电子器件312
• 6.6.3量子计算机313
• 6.6.4光学计算机315
• 6.6.5超导技术316
• 6.6.6生物计算机317
• 习题319
• 附录A国内外常用二进制逻辑元件图形符号对照图321参考文献323
• 第1章计算机系统概述1
• 1.1计算工具的进步轨迹1
• 1.1.1算盘和算筹的启示1
• 1.1.2从提花机到巴贝奇分析机——内程序计算机的发展轨迹4
• 1.1.3从帕斯卡加法器说起——内动力计算机的进步轨迹7
• 1.1.4模拟计算机与数字计算机11
• 1.20、1编码13
• 1.2.1二进制计算13
• 1.2.2声音的0、1编码23
• 1.2.3图形/图像的0、1编码24
• 1.2.4文字的0、1编码27
• 1.2.5指令的0、1编码与计算机程序设计语言30
• 1.2.6数据传输中的差错检验32
• 1.3电子数字计算机工作原理35
• 1.3.1现代数字电子计算机体系结构的确立35
• 1.3.2布尔代数与逻辑电路37
• 1.3.3计算机存储器基础43
• 1.3.4计算机控制器的工作原理47
• 1.3.5一个程序的执行过程48
• 1.3.6指令的微操作分析49
• 1.3.7操作系统——计算机的自我管理51
• 1.3.8自动计算机工作原理的再讨论54
• 1.4计算机系统结构和发展55
• 1.4.1现代计算机系统的模块结构55
• 1.4.2现代计算机系统的层次结构55
• 1.4.3计算机系统的主要性能指标56
• 1.4.4计算机系统的发展59
• 习题63
• 第2章存储系统67
• 2.1主存储器67
• 2.1.1ROM记忆元件67
• 2.1.2RAM记忆元件69
• 2.1.3存储体的扩展方式71
• 2.1.4RAM的读/写时序73
• 2.1.5RAM工作模式75
• 2.1.6内存条76
• 2.1.7RAM技术参数77
• 2.1.8并行存储器79
• 2.1.9未来记忆元件83
• 2.2辅助存储器86
• 2.2.1磁表面存储原理86
• 2.2.2硬磁盘存储器88
• 2.2.3磁盘阵列RAID93
• 2.2.4光盘存储器96
• 2.2.5闪速存储器101
• 2.3存储体系102
• 2.3.1多级存储体系的建立102
• 2.3.2多级存储体系的性能参数104
• 2.3.3cache主存结构105
• 2.3.4虚拟存储器107
• 习题110
• 第3章输入输出系统114
• 3.1I/O设备114
• 3.1.1I/O设备及其发展114
• 3.1.2键盘117
• 3.1.3打印设备120
• 3.1.4显示设备128
• 3.1.5其他图形/图像设备134
• 3.1.6定位、拾取与触摸设备137
• 3.1.7语音处理设备138
• 3.1.8虚拟现实设备139
• 3.1.9流通领域设备141
• 3.2I/O设备接口146
• 3.2.1影响I/O设备与计算机连接的主要因素146
• 3.2.2缓冲技术147
• 3.2.3I/O接口的功能与分类149
• 3.2.4I/O接口结构150
• 3.2.5可编程并行接口8255A151
• 3.2.6串行接口153
• 3.3I/O过程的程序直接控制156
• 3.3.1I/O过程的程序无条件传送控制方式156
• 3.3.2I/O过程的程序查询传送方式156
• 3.4I/O过程的程序中断控制158
• 3.4.1程序中断控制的概念158
• 3.4.2中断过程及其管理161
• 3.4.3中断接口164
• 3.4.4多重中断165
• 3.5I/O数据传送的DMA控制166
• 3.5.1DMA的基本概念166
• 3.5.2DMA与CPU共享存储器冲突的解决方案167
• 3.5.3DMA控制器169
• 3.5.4DMA传送过程170
• 3.5.5DMA小结171
• 3.6I/O过程的通道控制172
• 3.6.1通道控制及其特点172
• 3.6.2通道控制原理174
• 3.6.3通道类型176
• 3.7I/O管理177
• 3.7.1设备驱动程序177
• 3.7.2ROM BIOS178
• 3.7.3I/O设备分配180
• 习题182
• 第4章总线与主板185
• 4.1总线工作原理185
• 4.1.1总线概述185
• 4.1.2总线的分类187
• 4.1.3总线的性能指标189
• 4.1.4总线的争用与仲裁190
• 4.1.5总线通信过程中主从方的协调方式193
• 4.2几种标准系统总线197
• 4.2.1ISA总线198
• 4.2.2PCI总线200
• 4.2.3AGP总线204
• 4.2.4PCIExpress总线 206
• 4.3几种标准IO总线207
• 4.3.1RS232/RS449串行接口标准207
• 4.3.2IDE接口与SCSI接口总线209
• 4.3.3USB总线211
• 4.3.4IEEE 1394总线213
• 4.4微型计算机主板215
• 4.4.1主板的构成215
• 4.4.2主板驱动220
• 4.4.3主板品牌级别220
• 4.4.4主板分类220
• 习题222
• 第5章控制器组成223
• 5.1处理器的外特性——指令系统223
• 5.1.1概述223
• 5.1.2寻址方式226
• 5.1.3Intel 8086指令简介230
• 5.1.4CISC与RISC238
• 5.1.5指令系统的设计内容242
• 5.2组合逻辑控制器243
• 5.2.1指令的微操作分析243
• 5.2.2指令的时序控制与时序部件246
• 5.2.3组合逻辑控制器设计举例248
• 5.3微程序控制器250
• 5.3.1概述250
• 5.3.2微程序操作控制部件的组成251
• 5.3.3微程序操作控制部件设计举例252
• 习题255
• 第6章计算机体系和元器件的发展262
• 6.1计算机并行技术概述262
• 6.1.1计算机硬件并行技术的发展262
• 6.1.2计算机并行性开发的技术对策263
• 6.1.3Flynn分类法263
• 6.2指令级并行技术265
• 6.2.1指令流水技术265
• 6.2.2流水线中的多发射技术270
• 6.2.3Pentium CPU272
• 6.2.4RISC处理器的体系结构275
• 6.2.5流水线向量处理机281
• 6.3线程级并行技术285
• 6.3.1对称多处理器技术SMP285
• 6.3.2同时多线程技术SMT292
• 6.3.3超线程技术HT294
• 6.4多核处理器298
• 6.4.1多核处理器及其特点298
• 6.4.2多核+多线程——CMT技术299
• 6.5非Neumann体系的计算机系统299
• 6.5.1数据流计算机300
• 6.5.2归约机302
• 6.5.3智能计算机304
• 6.5.4人工神经网络计算机308
• 6.6计算机元器件技术展望312
• 6.6.1关于摩尔定律寿命的讨论312
• 6.6.2纳米电子器件314
• 6.6.3量子计算机315
• 6.6.4光学计算机317
• 6.6.5超导技术318
• 6.6.6生物计算机319
• 习题321
• 附录A国内外常用二进制逻辑元件图形符号对照图323参考文献325