《计算机系统概论(第二版)》一书第三章习题的答案解析,涵盖计算机硬件与软件基础概念,帮助读者深入理解和掌握相关知识。
在计算机系统概论的第三章里讨论了逻辑门、布尔代数、组合电路、解码器、加法器以及存储电路等多个核心概念。
1. **逻辑门**:3.1题中提到了N-Type与P-Type门的概念,其中N-Type表示当输入为1时关闭(低电平),输入为0时打开(高电平);而P-Type则相反。这些基本的数字电路包括与门、或门和非门等逻辑功能由真值表定义。
2. **布尔代数**:3.3题中提到有16种不同的二元输入逻辑函数,这是基于布尔代数的基本原理。布尔代数是一种用于处理逻辑关系的数学理论,可以用来简化并分析逻辑电路的设计和实现过程。
3. **短路情况**:在3.7题中指出,在A=1且B=0或A=0且B=1的情况下存在电源到地的短路问题。这涉及到输入电平与门的状态之间的冲突可能导致损坏的情况,需要特别注意避免这种电路设计中的错误。
4. **三输入门**:3.11题中讨论了具有三个输入端口的AND和OR逻辑门的功能扩展性,允许更多的组合来确定输出结果。
5. **解码器**:在3.13题提到五输入解码器拥有32条输出线。这种多路选择电路用于将较高位数编码转换为多个低位信号以实现特定功能或信息处理需求。
6. **进位加法**:通过带进位的二进制加法操作,如在3.15题中A和B相加得到S,并产生一个额外的输出Cout。当结果超过四位数所能表示的最大值时(例如1111),会产生溢出情况。
7. **异或门**:3.17题展示了Z=XOR(A, B, C, D)操作中的真值表,其中异或门的输出为奇数个输入位为高电平时才输出高电平。这种逻辑运算在数字电路中用于检测不一致情况。
8. **存储电路**:3.19题对比了组合逻辑与R-S锁存器的功能特性。前者仅根据当前输入决定输出,而后者可以保持其状态直到接收到新的控制信号来改变它。
9. **位宽计算**:在3.21题中展示了乘法运算结果的字节表示转换为二进制数的具体过程,从而确定数据存储范围和容量需求。
10. **触发器**:3.23题描述了三输入逻辑门Z的功能特性。作为具有记忆功能的基本单元之一,触发器在维持特定状态以及响应外部控制信号方面发挥重要作用。
以上内容涵盖了计算机系统概论第三章中关于基本数字电路设计、布尔代数原理应用及信息存储技术的关键知识点,为后续深入学习奠定坚实基础。