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计算机系统结构第一章课后题答案--第1页
1．3典型习题和题例分析与解答
题1.1有一个经解释实现的计算机，可以按功能划分成4级。每一级为了执行一条指
令需要下一级的N条指令解释。若执行第1级的一条指令要Kns时间，那么执行第2、第
3、第4级的一条指令各需要用多少时间?
[分析]计算机按功能分成级时，最底层是第l级，向上依次为第2、第3和第4级；
解释方式的执行是在低级机器级上用它的一串语句或指令来仿真高一级机器级上的一条语
句或指令的功能，而且是通过对高级机器级程序中的每条语句或指令逐条加以解释来实现
的。
23
[解答]执行第2、第3、第4级的一条指令各需KNns、KNns、KNns的时间。
题1.2操作系统机器级的某些指令就用传统机器级的指令，这些指令可以用微程序直
接实现，而不必由操作系绕自己来实现。你认为这样做有哪些好处？
[解答]这样做，可以加快操作系统中操作命令解释的速度，同时也节省了存放解释操
作命令这部分解释程序所占的存贮空间，简化了操作系统机器级的设计，也有利于减少传统
机器级的指令条数。
题1.3有一个计算机系统可按功能分成4级，各级的指令都不相同，每一级的指令都比
其下一级的指令在效能上强M倍，即第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算
量。现若需第i级的N条指令解释第i+l级的一条指令，而有一段第l级的程序需要运行
的时间为Ks，问在第2、3和4级上一段等效的程序各需要运行多长时间?
[分析]因为从功能意义上讲，第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量，
但第i级的一条指令的执行，都是靠第i-1级的N条指令的执行来解释完成。已知，第1级
的一段程序运行时间为Ks。第2级的一段程序从功能等效上讲，所需的指令条数应当是第
1级上指令数的1/M。而由第1级解释时又需要执行N条指令，所以，第2级一段等效程序
N
的运行就需要K·s的时间。第3、4级则可依次类推。
M
NN2N3
[解答]第2、3和4级上的一段等效程序分别需要K·s、K·s和K·s
MM2M3
的时间。
题1.4硬件和软件在什么意义上是等效的?在什么意义上又是不等效的?试举例说明。
[解答]硬件和软件在逻辑功能上是等效的。在原理上，用软件实现的功能完全可以用
硬件或固件(微程序解释)来完成。用硬件实现的功能也可以通过用软件进行模拟来完成，只
是反映在速度、价格、实现的难易程度上，这两者是不同的。
例如，编译程序、操作系统等许多用机器语言软件子程序实现的功能完全可以用组合电
路硬件或微程序固件来解释实现。它们的差别只是软件实现的速度慢，软件的编制复杂，编
程工作量大，程序所占的存贮空间量较多，这些都是不利的；但是，这样所花硬件少，硬件
实现上也就因此而简单容易，硬件的成本低，解题的灵活性和适应性较好，这些都是有利的。
计算机系统结构第一章课后题答案--第1页
计算机系统结构第一章课后题答案--第2页
又如，乘除
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