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1、计算机系统概论计算机系统概论第第 一一 章章 1. 1. 什么是什么是什么是什么是计算机系统计算机系统计算机系统计算机系统、计算机、计算机、计算机、计算机硬件硬件硬件硬件和计算机和计算机和计算机和计算机软件软件软件软件？硬件和软件哪？硬件和软件哪？硬件和软件哪？硬件和软件哪个个个个更重要更重要更重要更重要？ 解：解：解：解：P3P3 计算机系统计算机系统计算机系统计算机系统计算机硬件、计算机硬件、计算机硬件、计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑软件和数据通信设备的物理或逻辑软件和数据通信设备的物理或逻辑软件和数据通信设备的物理或逻辑的的的的综合体综合体综合体综合体。 计算机硬件计算机硬件
2、计算机硬件计算机硬件计算机的计算机的计算机的计算机的物理物理物理物理实体实体实体实体。 计算机软件计算机软件计算机软件计算机软件计算机运行所计算机运行所计算机运行所计算机运行所需的需的需的需的程序程序程序程序及相关资料。及相关资料。及相关资料。及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相硬件和软件在计算机系统中相硬件和软件在计算机系统中相硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此互依存，缺一不可，因此互依存，缺一不可，因此互依存，缺一不可，因此同样重要同样重要同样重要同样重要。1 1 5. 5. 冯冯冯冯 诺依曼计算机的特点诺依曼计算机的特点诺依曼计算机的特点诺依曼计算机的特点是什是什是什是
3、什么？么？么？么？ 解：冯氏计算机的解：冯氏计算机的解：冯氏计算机的解：冯氏计算机的特点特点特点特点是：是：是：是：P8P8 由运算器、控制器、存储器、由运算器、控制器、存储器、由运算器、控制器、存储器、由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备输入设备、输出设备输入设备、输出设备输入设备、输出设备五大部件组成五大部件组成五大部件组成五大部件组成； 指令和数据以指令和数据以指令和数据以指令和数据以同一形式同一形式同一形式同一形式（二（二（二（二进制形式）进制形式）进制形式）进制形式）存于存储器中；存于存储器中；存于存储器中；存于存储器中； 指令由操作码、地址码指令由操作码、地址码指令由操作码
4、、地址码指令由操作码、地址码两大两大两大两大部分部分部分部分组成；组成；组成；组成； 指令在存储器中指令在存储器中指令在存储器中指令在存储器中顺序存放顺序存放顺序存放顺序存放，通常通常通常通常自动顺序取出执行自动顺序取出执行自动顺序取出执行自动顺序取出执行； 以以以以运算器为中心运算器为中心运算器为中心运算器为中心（原始冯氏（原始冯氏（原始冯氏（原始冯氏机）。机）。机）。机）。 7. 7. 解释概念：解释概念：解释概念：解释概念：主机、主机、主机、主机、CPUCPU、主存、存储单元、存储元件、主存、存储单元、存储元件、主存、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
5、、存储字长、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。存储容量、机器字长、指令字长。存储容量、机器字长、指令字长。 解：解：解：解： 主机主机主机主机是计算机硬件的是计算机硬件的是计算机硬件的是计算机硬件的主体主体主体主体部分，部分，部分，部分，由由由由CPU+MMCPU+MM（主存或内存）组成；主存或内存）组成；主存或内存）组成；主存或内存）组成； CPUCPU中央处理器（机）中央处理器（机）中央处理器（机）中央处理器（机），是计算，是计算，是计算，是计算机硬件的机硬
6、件的机硬件的机硬件的核心核心核心核心部件，部件，部件，部件，由运算器由运算器由运算器由运算器+ +控制器控制器控制器控制器组组组组成；（早期的运、控不在同一芯片上）成；（早期的运、控不在同一芯片上）成；（早期的运、控不在同一芯片上）成；（早期的运、控不在同一芯片上） 讲评：讲评：讲评：讲评：一种不确切的答法：一种不确切的答法：一种不确切的答法：一种不确切的答法： CPUCPU与与与与MMMM合称合称合称合称主机；主机；主机；主机； 运算器与控制器运算器与控制器运算器与控制器运算器与控制器合称合称合称合称CPUCPU。 这类概念应从这类概念应从这类概念应从这类概念应从性质和结构性质和结构性质和结
7、构性质和结构两个角度共两个角度共两个角度共两个角度共同解释较确切。同解释较确切。同解释较确切。同解释较确切。 主存主存主存主存计算机中存放计算机中存放计算机中存放计算机中存放正在运行的正在运行的正在运行的正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要程序和数据的存储器，为计算机的主要程序和数据的存储器，为计算机的主要程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；工作存储器，可随机存取；工作存储器，可随机存取；工作存储器，可随机存取；( (由存储体、由存储体、由存储体、由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成）各种逻辑部件及控制电路组成）各种逻辑部件及控制电路组成）各种逻辑部件及控制电路组
8、成） 存储单元存储单元存储单元存储单元可可可可存放一个机器字存放一个机器字存放一个机器字存放一个机器字并并并并具有特定存储地址具有特定存储地址具有特定存储地址具有特定存储地址的存储单位；的存储单位；的存储单位；的存储单位； 存储元件存储元件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存储一位二进制信息存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中的物理元件，是存储器中的物理元件，是存储器中的物理元件，是存储器中最小最小最小最小的存储单的存储单的存储单的存储单位，又叫位，又叫位，又叫位，又叫存储基元存储基元存储基元存储基元或或或或存储元存储元存储元存储元，不能单独不能单独不能单独不能单独存取存
9、取存取存取； 存储字存储字存储字存储字一个存储单元所存二进一个存储单元所存二进一个存储单元所存二进一个存储单元所存二进制代码的制代码的制代码的制代码的逻辑单位逻辑单位逻辑单位逻辑单位； 存储字长存储字长存储字长存储字长一个存储单元一个存储单元一个存储单元一个存储单元所存所存所存所存二进制代码的位数二进制代码的位数二进制代码的位数二进制代码的位数； 存储容量存储容量存储容量存储容量存储器中可存存储器中可存存储器中可存存储器中可存二进制代码的二进制代码的二进制代码的二进制代码的总量总量总量总量；（通常主、；（通常主、；（通常主、；（通常主、辅存容量分开描述）辅存容量分开描述）辅存容量分开描述）辅存
10、容量分开描述） 机器字长机器字长机器字长机器字长CPUCPU能能能能同时处同时处同时处同时处理理理理的数据位数；的数据位数；的数据位数；的数据位数； 指令字长指令字长指令字长指令字长一条指令的一条指令的一条指令的一条指令的二二二二进制代码进制代码进制代码进制代码位数；位数；位数；位数； 8. 8. 解释下列解释下列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英文缩写的中文含义英文缩写的中文含义：CPUCPU、PCPC、IRIR、CUCU、ALUALU、ACCACC、MQMQ、X X、MARMAR、MDRMDR、I/OI/O、MIPSMIPS、CPICPI、FLOPSFLOPS 解：全面
11、的回答应分解：全面的回答应分解：全面的回答应分解：全面的回答应分英文全称英文全称英文全称英文全称、中文名中文名中文名中文名、中文解释中文解释中文解释中文解释三部分。三部分。三部分。三部分。 CPUCPUCentral Processing Central Processing UnitUnit，中央处理机（器），中央处理机（器），中央处理机（器），中央处理机（器），中文解释中文解释中文解释中文解释见见见见7 7题，题，题，题，略略略略； PCPCProgram CounterProgram Counter，程序程序程序程序计数器计数器计数器计数器，存放当前欲执行指令的地址存放当前欲执行指令的地
12、址存放当前欲执行指令的地址存放当前欲执行指令的地址，并可并可并可并可自动计数形成下一条指令地址自动计数形成下一条指令地址自动计数形成下一条指令地址自动计数形成下一条指令地址的的的的计数器；计数器；计数器；计数器； IRIRInstruction RegisterInstruction Register，指令寄存器指令寄存器指令寄存器指令寄存器，存放当前正在执行的存放当前正在执行的存放当前正在执行的存放当前正在执行的指令指令指令指令的寄存器；的寄存器；的寄存器；的寄存器； CUCUControl UnitControl Unit，控制单控制单控制单控制单元元元元（部件），控制器中（部件），控制器
13、中（部件），控制器中（部件），控制器中产生微操作产生微操作产生微操作产生微操作命令序列命令序列命令序列命令序列的部件，为控制器的核心的部件，为控制器的核心的部件，为控制器的核心的部件，为控制器的核心部件；部件；部件；部件； ALUALUArithmetic Logic Arithmetic Logic UnitUnit，算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元，运算器，运算器，运算器，运算器中中中中完成算术逻辑运算完成算术逻辑运算完成算术逻辑运算完成算术逻辑运算的逻辑部件；的逻辑部件；的逻辑部件；的逻辑部件； ACCACCAccumulatorAccumulator，累
14、加累加累加累加器器器器，运算器中运算前存放操作数、，运算器中运算前存放操作数、，运算器中运算前存放操作数、，运算器中运算前存放操作数、运算后运算后运算后运算后存放运算结果存放运算结果存放运算结果存放运算结果的寄存器；的寄存器；的寄存器；的寄存器； MQMQMultiplier-Quotient Multiplier-Quotient RegisterRegister，乘商寄存器乘商寄存器乘商寄存器乘商寄存器，乘法运算时，乘法运算时，乘法运算时，乘法运算时存放乘数存放乘数存放乘数存放乘数、除法时、除法时、除法时、除法时存放商存放商存放商存放商的寄存器。的寄存器。的寄存器。的寄存器。 X X此字母
15、没有专指的缩写此字母没有专指的缩写此字母没有专指的缩写此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此含义，可以用作任一部件名，在此含义，可以用作任一部件名，在此含义，可以用作任一部件名，在此表示表示表示表示操作数寄存器操作数寄存器操作数寄存器操作数寄存器，即运算器中工，即运算器中工，即运算器中工，即运算器中工作寄存器之一，用来作寄存器之一，用来作寄存器之一，用来作寄存器之一，用来存放操作数存放操作数存放操作数存放操作数； MARMARMemory Address Memory Address RegisterRegister，存储器地址寄存器存储器地址寄存器存储器地址寄存器存储器地址寄存器
16、，内存，内存，内存，内存中用来中用来中用来中用来存放欲访问存储单元地址存放欲访问存储单元地址存放欲访问存储单元地址存放欲访问存储单元地址的的的的寄存器；寄存器；寄存器；寄存器； MDRMDRMemory Data Memory Data RegisterRegister，存储器数据缓冲寄存器存储器数据缓冲寄存器存储器数据缓冲寄存器存储器数据缓冲寄存器，主存中用来主存中用来主存中用来主存中用来存放存放存放存放从某单元从某单元从某单元从某单元读出读出读出读出、或、或、或、或写入写入写入写入某存储单元某存储单元某存储单元某存储单元数据的寄存器数据的寄存器数据的寄存器数据的寄存器； I/OI/OInp
17、ut/Output Input/Output equipmentequipment，输入输入输入输入/ /输出设备输出设备输出设备输出设备，为输，为输，为输，为输入设备和输出设备的总称，用于计入设备和输出设备的总称，用于计入设备和输出设备的总称，用于计入设备和输出设备的总称，用于计算机算机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； MIPSMIPSMillion Instruction Million Instruction Per SecondPer Second，每秒执行百万条指令每秒执行百万条指令每秒执行百万条指令每
18、秒执行百万条指令数数数数，为计算机运算速度指标的一种，为计算机运算速度指标的一种，为计算机运算速度指标的一种，为计算机运算速度指标的一种计量单位计量单位计量单位计量单位； CPICPICycle Per InstructionCycle Per Instruction，执行一条指令所需时钟周期数执行一条指令所需时钟周期数执行一条指令所需时钟周期数执行一条指令所需时钟周期数，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计量单位计量单位之一；之一；之一；之一； FLOPSFloating Point Operation Per Second，每秒浮点每秒
19、浮点运算次数运算次数，计算机运算速度，计算机运算速度计量单计量单位位之一。之一。 11. 11. 指令和数据指令和数据指令和数据指令和数据都存于存储器中都存于存储器中都存于存储器中都存于存储器中, ,计计计计算机如何算机如何算机如何算机如何区分区分区分区分它们？它们？它们？它们？ 解：计算机硬件主要解：计算机硬件主要解：计算机硬件主要解：计算机硬件主要通过不同的时通过不同的时通过不同的时通过不同的时间段间段间段间段来区分指令和数据，即：来区分指令和数据，即：来区分指令和数据，即：来区分指令和数据，即：取指周期取指周期取指周期取指周期（或取指微程序）取出的既为指令，（或取指微程序）取出的既为指令，（或取指微程序）取出的既为指令，（或取指微程序）取出的既为指令，执执执执行周期行周期行周期行周期（或相应微程序）取出的既为数（或相应微程序）取出的既为数（或相应微程序）取出的既为数（或相应微程序）取出的既为数据。据。据。据。 另外也可另外也可另外也可另外也可通过地址来源区分通过地址来源区分通过地址来源区分通过地址来源区分，从，从，从，从PCPC指出的存储单元取出的是指令，由指出的存储单元取出的是指令，由指出的存储单元取出的是指令，由指出的存储单元取出的是指令，由指令指令指令指令地址码地址码地址码地址码部分提供操作数地址。部分提供操作数地址。部分提供操作数地址。部分提供操作数地址。
