计算机组成原理

计算机系统概论


1.什么是计算机系统,计算机硬件,计算机软件?
计算机系统分为计算机硬件和计算机软件两部分,所谓硬件指的是计算机看的见的物理元器件,如主机和各种外设
所谓软件指的是人们事先编好的程序,基于硬件部分,能够更好的利用分配资源,充分发挥硬件的功能。

2.如何理解计算机系统的层次结构?
一般分为五级结构,从底层到高级部分依次为:微程序机器(硬件直接执行微指令)-机器语言机器(微程序解析机器指令)-
操作系统虚拟机(机器语言解释操作系统)-汇编语言虚拟机(汇编语言翻译成机器语言)-高级语言虚拟机(编译成汇编语言或者机器语言)

3.说明高级语言,汇编语言和机器语言的差别和联系?
高级语言:通过编译程序或者解释程序,最终转化为机器语言从而在机器上运行。
汇编语言:符号式的程序设计语言,每条语言对应一句机器指令(0.1)代码,所以本质上说还是面向实际机器的语言,拜托不了实际机器的指令系统。
机器语言:二进制代码表示的语言,编写的程序可以直接在机器上运行。

4.如何立即计算机的组成和体系结构?
计算机的体系结构:指的就是我们所看到系统的属性,不同的开发人员所看到的属性是不同的,例如对于高级语言开发者而言,两台型号不同的
机器可以看作是同一属性的机器,而对于汇编开发者来说这是两种截然不同的机器,如指令集,寻址技术得到实现都不同。
计算机的组成:指的是如何实现计算机体系结构所体现的属性(包含了对程序员来说透明的细节),如机器指令如何取指令,分析指令,取操作数
运算,送结果等。

5.冯.诺依曼计算机的特点是?
以运算器为中心,存储器,控制器,输入输出设备五大部件组成的计算机。

6.说出计算器赢家的主要技术指标?
运算速度:和机器的主频,主存本身的速度有关,现在通常用单位时间内执行的指令平均条数来衡量,MIPS作为计量单位(百万条指令每秒)
机器字长:计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数,能直接影响ALU,数据总线以及存储字长的位数。
存储容量:主存容量是指主存中存放二进制代码的总位数,MAR的位数反应了存储单元的个数,MDR的位数反应了存储字长。

7.解释概念?
主机:通常包括 CPU、内存、硬盘、光驱、电源、以及其他输入输出控制器和接口。
CPU:中央处理器是一块超大规模的集成电路,含计算机运算器和控制器。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
主存:内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁,含MDR,MAR以及存储体M。
存储单元:存储单元一般应具有存储数据和读写数据的功能,以8位二进制作为一个存储单元,也就是一个字节。
存储元,存储基元,存储元件:存储器的最小存储单元,它的作用是用来存放一位二进制代码0或1
存储字:存储字是指存放在一个存储单元中的二进制代码组合。可以代表二进制数,16位的二进制数,一个存储字还可代表一条指令
存储字长:一个存储单元存储一串二进制代码(存储字),这串二进制代码的位数称为存储字长
存储容量:主存容量是指主存中存放二进制代码的总位数
机器字长:指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数
指令字长:指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数

解释英文代号:
CPU:中央处理器 MM:主存(内存)MAR:存储器地址寄存器 MDR:存储器数据寄存器 ALU:算数逻辑单元 X:X寄存器 ACC:累加器 MQ:乘商寄存器
PC:程序计数器 CU:控制单元 IR:指令寄存器

指令的取指,分析,执行:
机器启动时,控制器将PC的内容送入MAR,命令存储器做读操作,此时MDR中的命令被送至控制器的IR中,此时完成了取指过程
经过CU分析,指令中的地址码被推送到MAR中,并命令存储器做读操作,将该地址单元中的操作数推送到MDR中,再由MDR推送到ACC
与此同时PC完成加一的操作。

PC:用来存放当前欲执行指令的地址,和MAR存在着一条直接的通路,而且有自动加1的功能。
IR:用来存放当前的指令,来自MDR。
CU:用来分析指令,将地址码推送至MAR,并命令存储器做读操作读到MDR,然后完操作码对应的操作。

系统总线


什么是总线?总线有何特点?为了减轻总线的负载,总线上的部件应该具备什么特点?
计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址和控制信号

文章目录
  1. 1. 计算机系统概论
  2. 2. 系统总线