第1章 计算机系统概论(1)

1、计算机系统概论计算机系统概论1. 什么是什么是计算机系统计算机系统、计算机、计算机硬件硬件和计算机和计算机软件软件？硬件和软件哪个？硬件和软件哪个更重要更重要？ 计算机系统计算机系统计算机硬件、计算机硬件、软件两大部分软件两大部分组成组成 计算机计算机硬件硬件计算机的计算机的物理实体物理实体。 计算机计算机软件软件计算机运行所需的计算机运行所需的程序程序及相及相关资料关资料。 硬件硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此一不可，因此同样重要同样重要。2. 如何正确理解计算机系统的如何正确理解计算机系统的层次结构层次结构 计算机系统计算机系统的结构是多层次

2、结构；在硬件的结构是多层次结构；在硬件的基础上，配置不同的软件，可以构成不的基础上，配置不同的软件，可以构成不同的同的层次层次。（图。（图1.6）3. 请请指出指出高级语言、高级语言、汇编语言汇编语言和和机器语言机器语言的的区别与联系区别与联系。 高级语言是一种语义上与自然语言接近，高级语言是一种语义上与自然语言接近，又能被计算机接受的语言。又能被计算机接受的语言。 汇编语言是采用汇编语言是采用助记符助记符来代替二进制代码来代替二进制代码而产生的。而产生的。 机器语言是由一些二进制代码表示的指令机器语言是由一些二进制代码表示的指令组成的。不同的组成的。不同的CPU，其指令系统不同，因，其指令系

3、统不同，因而由不同的而由不同的CPU所构成的计算机系统，其机所构成的计算机系统，其机器语言也是不同的。器语言也是不同的。4. 请说明计算机系统的结构、计算机的请说明计算机系统的结构、计算机的组成组成 计算机系统计算机系统结构：机器语言级的程序员所结构：机器语言级的程序员所了解的计算机的属性即外特性。了解的计算机的属性即外特性。 计算机组成：系统结构的逻辑实现。计算机组成：系统结构的逻辑实现。5. 冯冯诺依曼计算机的特点诺依曼计算机的特点是什么是什么？ 由由运算器、控制器、存储器、输入设备、运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备输出设备五大部件组成五大部件组成； 指令指令和数据以和数据以同一

4、形式同一形式（二进制形式）存（二进制形式）存于存储器中于存储器中； 指令指令由操作码、地址码由操作码、地址码两大部分两大部分组成组成； 指令指令在存储器中在存储器中顺序存放顺序存放，通常，通常自动顺序自动顺序取出执行取出执行； 以以运算器运算器为中心为中心（原始冯氏机）。（原始冯氏机）。6. 画出计算机硬件组成框图，说明各部件的画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标作用及计算机硬件的主要技术指标 （图（图1.7，1.8，1.9） 硬件主要技术指标：硬件主要技术指标：机器字长机器字长存储容量存储容量运算速度运算速度7. 解释下列概念解释下列概念： 主机主机、CPU、主

5、存、存储单元、存储元件、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长存储容量、机器字长、指令字长。 主机主机是计算机硬件的是计算机硬件的主体主体部分，部分，由由CPU+MM（主存或内存）组成（主存或内存）组成； CPU中央处理器（机），是计算机硬件中央处理器（机），是计算机硬件的的核心核心部件，部件，由运算器由运算器+控制器控制器组成；组成； 主存主存计算机中存放正在运行的程序和数计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取可随机存取； 存储

6、单元存储单元可可存放一个机器字存放一个机器字并并具有特定具有特定存储地址存储地址的存储单位的存储单位； 存储元件存储元件存储一位二进制信息存储一位二进制信息的物理元的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫件，是存储器中最小的存储单位，又叫存存储基元储基元或或存储元存储元，不能单独存取不能单独存取； 存储存储字字一个存储单元所存二进制代码的一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位逻辑单位； 存储存储字长字长一个存储单元所存一个存储单元所存二进制代码二进制代码的位数的位数； 存储容量存储容量存储器中可存二进制代码的存储器中可存二进制代码的总总量量； 机器机器字长字长CPU一次能一次能处理二进制处理二

7、进制数数据位据位数数； 指令指令字长字长一条指令的一条指令的二进制代码二进制代码位数；位数；8. 解释下列解释下列英文缩写的中文含义英文缩写的中文含义： CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS CPUCentral Processing Unit，中央处理机中央处理机（器），（器），见见7题题； PCProgram Counter，程序计数器程序计数器，存放存放当前欲执行指令的地址当前欲执行指令的地址，并可，并可自动计数形成下自动计数形成下一条指令地址一条指令地址的计数器的计数器； IRInstruction Register，

8、指令寄存器指令寄存器，存放当前正在执行的指令存放当前正在执行的指令的寄存的寄存器；器； CUControl Unit，控制单元控制单元（部件），（部件），控制器中控制器中产生微操作命令序列产生微操作命令序列的部件，为的部件，为控制器的核心部件控制器的核心部件； ALUArithmetic Logic Unit，算术逻辑运算术逻辑运算单元算单元，运算器中，运算器中完成算术逻辑运算完成算术逻辑运算的逻的逻辑部件辑部件； ACCAccumulator，累加器累加器，运算器中运，运算器中运算前存放操作数、运算后算前存放操作数、运算后存放运算结果存放运算结果的的寄存器寄存器； MQMultiplier-

9、Quotient Register，乘商乘商寄存器寄存器，乘法运算时，乘法运算时存放乘数存放乘数、除法时、除法时存存放商放商的寄存器。的寄存器。 X此字母没有专指的缩写含义，可以用此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此表示作任一部件名，在此表示操作数寄存器操作数寄存器，即运算器中工作寄存器之一，用来即运算器中工作寄存器之一，用来存放操存放操作数作数； MARMemory Address Register，存储存储器地址寄存器器地址寄存器，内存中用来，内存中用来存放欲访问存存放欲访问存储单元地址储单元地址的寄存器的寄存器； MDRMemory Data Register，存储器数存储

10、器数据缓冲寄存器据缓冲寄存器，主存中用来，主存中用来存放存放从某单元从某单元读出读出、或、或写入写入某存储单元某存储单元数据的寄存器数据的寄存器； I/OInput/Output equipment，输入输入/输出输出设备设备，为输入设备和输出设备的总称，用于计，为输入设备和输出设备的总称，用于计算机算机内部和外界信息的转换与传送内部和外界信息的转换与传送； MIPSMillion Instruction Per Second，每秒每秒执行百万条指令数执行百万条指令数，为计算机运算速度指标的，为计算机运算速度指标的一种一种计量单位计量单位； CPICycle Per Instruction，执

11、行一条指令所执行一条指令所需时钟周期数需时钟周期数，计算机运算速度指标，计算机运算速度指标计量单位计量单位之一之一； FLOPSFloating Point Operation Per Second，每秒浮点运算次数每秒浮点运算次数，计算机运算速度，计算机运算速度计量单位计量单位之一。之一。9. 设主储存器的容量为设主储存器的容量为256M*32位，并且指位，并且指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，下列寄存器的位数下列寄存器的位数。 MAR：28 MDR：32 PC：28 IR：32 ACC：32 MQ：32 X：32 11. 指令和数据指令和数据都存于存储器中都存于存储器中,计算机如何计算机如何区分区分它们它们？ 计算机计算机硬件主要硬件主要通过不同的时间段通过不同的时间段来区分来区分指令和数据，即：指令和数据，即：取指周期取指周期（或取指微程（或取指微程序）取出的既为指令，序）取出的既为指令，执行周期执行周期（或相应（或相应微程