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第2章计算机体系结构和组织

习题（答案）

一．选择题

1．D 2．D 3．D 4．D 5．C

6．B 7．A 8．C 9．A 10．C

11．A 12．C 13．C 14．C 15．A

16．A 17．B 18．A

二．简答题

1．试简单叙述计算机采取二进制原因。

答：计算机只认识二进制编码形式指令和数据。所以，包含数字、字符、声音、图形、图像等信息全部必需经过某种方法转换成二进制形式，才能提供给计算机进行识别和处理。在计算机中采取二进制，是因为物理上实现轻易。因为二进制只有两个状态0和1，这恰好和物理器件两种状态相对应，比如电压信号高和低，门电路导通和截止等；而十进制电路则需要用十种状态来描述，这将使得电路十分复杂，处理也十分困难。所以，采取二进制将使得计算机在物理上实现简单，且含有可靠性高、处理简单、抗干扰能力强等优点。

2．什么是定点数，它分为哪些种类？

答：所谓定点数，就是指计算机在运算过程中，数据中小数点位置固定不变。其中小数点位置是由计算机设计者在机器结构中指定一个不变位置，而不一定全部必需含有小数点指示装置。定点数通常有小数和整数两种表示形式。定点小数是把小数点固定在数据数值部分左边，符号位右边；定点整数则把小数点固定在数据数值部分右边。

3．简明叙述声音编码过程。

答：计算机获取声音信息过程即是声音信号数字化处理过程。经过数字化处理后数字声音信息才能被计算机所识别和处理。声音被计算机处理过程关键经过音频信号采样、量化和编码多个过程。

4．简述计算机软件系统分类。（系统软件和应用软件两方面）

软件是指能在计算机上运行多种程序，包含多种相关文档。通常将软件分为系统软件和应用软件两大类。

1．系统软件

能够把软件分成若干层，最内层是对硬件扩充和完善，而外层则是对内层再次扩充和完善。通常把靠近内层、为方便使用和管理计算机资源软件，称为系统软件。系统软件通常是负责管理、控制和维护计算机多种软硬件资源，并为用户提供一个友好操作界面，和服务于通常目标上机环境。系统软件包含操作系统、计算机监控管理程序、高级程序设计语言编译和解释程序和系统服务程序等。操作系统在系统软件中处于关键地位，其它系统软件在操作系统支持下工作；高级程序设计语言编译和解释程序，将软件工程师编写软件“翻译”成为计算机能够“了解”机器语言；系统服务程序为计算机系统正常运行提供服务。

2．应用软件

应用软件是针对某个应用领域具体问题而开发和研制程序，它由专业人员为多种应用目标而开发。应用软件必需在系统软件支持下才能工作，它含有很强实用性和专业性，正是因为应用软件开发和使用，才使得计算机应用日益渗透到社会各行各业。应用软件能够由用户自己开发，也可在市场上购置。

常见应用软件有：文字处理软件，如WPS、Word等；电子表格软件，如Excel、Lotus等；图形处理软件，如3DMAX等；课件制作软件，如PowerPoint、Authorware等；多媒体处理软件，如RealPlay、MediaPlayer等。

5．存放器功效是什么？

答：现代计算机是以存放器为中心计算机系统，存放器是计算机关键组成部分。当利用计算机完成某项任务时，首先把处理问题程序和所需数据存于存放器中，在实施程序时再由存放器快速地提供给处理机。显然，存放器功效是存放信息，被存放信息包含程序信息和数据信息等。

6.存放器关键指标是什么？

答：存放器作为计算机系统关键部件之一，有必需对其性能进行描述。描述一个存放器性能优劣关键指标有存放容量、存放周期和存取时间、可靠性、性能价格比、功耗、可靠性等。

7.简述存放器三级存放体系分层结构。

三级结构存放器系统，是围绕读写速度尚可、存放容量适中主存放器来组织和运行，并由高速缓冲存放器缓解主存读写速度慢、不能满足CPU运行速度需要矛盾；用虚拟存放器更大存放空间来处理主存容量小、存不下规模更大程序和更多数据难题，从而达成使整修存放器系统有更高读写速度、更大存放空间、相对较低制造和运行成本要求。追求整修存放器系统有更高性能价格比是三级存放体系结构关键思想。这种三级结构存放器系统运行原理是建立在程序运行局部性原理之上。程序运行局部性原理表现在：

(1)时间局部性原理。在一小段时间内，最近被访问过程序和数据很可能再次被访问。

(2)空间局部性原理。即最近被往往集中在一小片存放区域中。

(3)指令实施次序局部性原理。指令次序实施比转移实施可能性要大。

在三级结构存放器系统中，所存放信息必需满足以下标准：

?一致性标准

即同一个信息会同时存放在多个等级存放器中，此时，这一信息在多个等级存放器中必需保持相同值。

?包含性标准

处于内层(即靠近CPU)存放器中信息一定被包含在