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计算机组成原理--第一章系统概论笔记以及习题答案

一叶/倾城 2021-01-11 21:00:22 阅读数:8 评论数:0 点赞数:0 收藏数:0

个人觉得,宅在家学习,空闲的时间写博客总结学习知识,要比刷手机抖音快手要有意义的多。

1.比较数字计算机和模拟计算机的特点。
2.数字计算机如何分类?分类的依据是什么?
3.数字计算机主要有哪些方面的应用?
4.冯诺依曼型计算机的主要设计思想是什么?它包括哪些组成部分?
5.什么是存储容量?什么是单元地址? 什么是数据字? 什么是指令字?
6.什么是指令?什么是程序?
7.指令和数据均放在内存中,计算机如何区分它们是数据还是指令。
8.什么是内存? 什么是外存? 什么是cpu?什么是适配器?并简述器功能
9.计算机的系统软件包括哪几类?说明它们的用途。
10.说明软件发展的演变过程。
11.现代计算机系统如何进行多级划分?这种分级观点对计算机设计会产生什么影响?
12.为什么软件可以转化为硬件,硬件能转化为软件?实现这种转化的媒介是什么?
13.CPU的性能指标有哪些?其概念是什么?

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1、

比较内容 数字计算机 模拟计算机
数据表示方式 数字0和1 电压
计算方式 数字计数 电压组合和测量值
控制方式 程序控制 盘上连线
精度
数据存储量
逻辑判断能力

2.数字计算机如何分类?分类的依据是什么?
数字计算机进一步又分为专用计算机和通用计算机。专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适用性来划分。

 

3.数字计算机主要有哪些方面的应用?
通用计算机可划分为超级计算机,大型机、服务机、PC机,单片机和多核机六类。他们的区别在体积,简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格。
超级计算机用于科学计算。
单片机是只用一片集成电路做成的计算机。

 

4.冯诺依曼型计算机的主要设计思想是什么?他包括哪些组成部分?
设计思想为:数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。主要的组成部分有:运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。

 

5.什么是存储容量?什么是单元地址? 什么是数据字? 什么是指令字?
存储器所有的存储单元的总数称为存储器的存储容量。
在存储器中把保存一个数的多个触发器称为一个存储单元。存储器是由许多存储单元组成,每个存储单元都有编号,称为地址。
由于计算机使用的信息既有指令又有数据,所以计算机字长可以代表指令或数据,如果某字代表要处理的数据,则称为数据字,若为某一指令,称为指令字。

 

6.什么是指令?什么是程序?

运算器只能完成加减乘除四则运算以及其他的一些辅助操作。每一个基本操作就叫做一条指令,而解决某一问题的一串指令序列,叫做该问题的计算程序。

 

7.指令和数据均放在内存中,计算机如何区分它们是数据还是指令。
一般来说,取指周期中从内存读出的信息流是指令流,它流向控制器;而在执行器周期中从内存读出的信息流是数据流。它流向控制器。

 

8.什么是内存? 什么是外存? 什么是cpu?什么是适配器?并简述器功能
计算机中配备的存储容量较大的磁盘存储器和光盘存储器,称为外存
相对而言,半导体材质的存储器,称为内存。适配器是一个接口转换器,它可以是一个独立的硬件接口设备,允许硬件或电子接口与其它硬件或电子接口相连,也可以是信息接口。适配器的作用相当于一个转换器,它可以保证外围设备用计算机系统特性所要求的的形式发送货接收信息。

 

9.计算机的系统软件包括哪几类?说明它们的用途。
包括四类 ①各种服务性程序,比如诊断程序、排错程序、练习程序
②语言程序,如汇编程序、编译程序、解释程序。
③操作系统 ④数据库管理系统。

 

10.说明软件发展的演变过程。
早期计算机中,人们直接用机器语言编写程序(手编程序)也叫目的程序,
为了编写程序方便和提高机器的使用效率。用一些特殊符号表示的指令来编写程序。也就是汇编语言并且创造了一种程序,叫做汇编器。
又为了进一步实现程序的自动化和便于程序交流,人们又创造了各种接近于数学语言的算法语言。比如C语言,c++,Java等

 

11.现代计算机系统如何进行多级划分?这种分级观点对计算机设计会产生什么影响?

第5级 高级语言级 (编译程序)
第4级 汇编语言级 (汇编程序)
第3级 操作系统级 (操作系统)
第2级 一般机器级 (微程序)
第1级 微程序设计级(逻辑电路级) 直接由硬件执行

显然,采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术,对了解计算机如何组成提供了一种好的结构和机制。而且用这样的分级的观点来设计计算机,对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。

 

12.为什么软件可以转化为硬件,硬件能转化为软件?实现这种转化的媒介是什么?
因为任何操作都可以由软件来实现,也可以由硬件来实现。 任何指令的执行可以由硬件来完成,同样软件可以。现在已经可以把许多复杂的、常用的程序制作成固件,从功能上它是软件,从形态上它又是硬件。

 

13.CPU的性能指标有哪些?其概念是什么?

主频/时钟周期: CPU的工作节拍受主时钟控制,主时钟不断产生固定频率的时钟,主时钟的频率f 就叫CPU的主频。(主频的倒数称为CPU时钟周期)
CPU执行时间: 表示CPU执行一般程序所占用的CPU时间。

CPU的执行时间 = CPU时钟周期数 × CPU时钟周期

CPI 表示每条指令周期数,执行一条指令所需要的平均时钟周期数。

CPI = 执行某段程序所需的CPU时钟周期数 ÷ 程序包含的指令条数

MIPS 表示平均每秒执行多少条百万条定点指令数。

MIPS = 指令数 ÷ (程序执行时间 * 10`6)

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