教材 《计算机组成原理与系统结构》 第二版 包健 冯建文

 

第一章 计算机组成原理概论

 

 

微型计算机三大总线是：数据总线，地址总线，控制总线。

 

1.5 计算机硬件系统的主要指标有哪些?

答:机器宇长、存储容量、运算速度、可配置外设等。

 

1.6 什么是机器字长?它对计算机性能有哪些影响?

答:指CPU 一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。

 

1.7 什么是存储容量?什么是主存?什么是辅存?

答:存储容量指的是存储器可以存放数据的数量(如字节数)。它包括主存容量和辅存容量。

主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。

辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过IO接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，U盘等。

 

1.9 计算机系统有哪些部分组成?硬件由哪些构成?

答: 计算机系统硬件系统和软件系统组成。

硬件由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部件构成

 

1.10 冯·诺伊曼Von Neumann计算机的主要设计思想是什么?

答: // 存储程序，程序控制

(1)采用二进制表示数据和指令;指令由操作码和地址码组成。

(2)采用存储程序:把编好的程序和原始数据预先存入计算机主存中，使计算机工

作时能连续、自动、高速地从存储器中取出一条条指令并执行，从而自动完成预定的任务:即“存储程序”和“程序控制”(简称存储程序控制)的概念。

(3) 计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件

组成，并规定了五大部件的基本功能。

 

1.11 计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么?

答: 计算机硬件组成框图如下：

 

各部件的作用如下：

   控制器：整机的指挥中心，它使计算机的各个部件自动协调工作。

   运算器：对数据信息进行处理的部件，用来进行算术运算和逻辑运算。

   存储器：存放程序和数据，是计算机实现“存储程序控制”的基础。

   输入设备：将人们熟悉的信息形式转换成计算机可以接受并识别的信息形式的设备。

   输出设备：将计算机处理的结果（二进制信息）转换成人类或其它设备可以接收和识别的信息形式的设备。

 

1.13 简述计算机系统的多级层次结构的分层理由及各层的功能。

答:

(1)计算机系统的层次结构分层理由: 计算机是一个很复杂的软、硬件结合而成的整体，计算机的软硬件在逻辑上具有一定的等价性;从计算机操作人员、程序设计人员和硬件工程师的不同角度，所看到的计算机系统具有不同的属性，他们设计或者使用计算机的方法也有所不同。这样，将计算机划分为几个层次结构，从不同层次设计计算机的软件和硬件、理解软件和硬件之间的关系。

(2)计算机系统分为五个层次:

➢第一层是微程序 设计级:这是计算机的最底层硬件层，使用微程序或者硬.布线来实现机器指令的功能。

➢第二层是机器指令系统级。它所提供的是那些计算机硬件可以读懂的，并可以直接操纵计算机硬件工作的二进制信息，即机器指令。它是计算机软硬件的分界面:硬件设计者依据它来设计硬件，软件设计者使用它来控制计算机硬件工作。

➢第三层是操作系统级即虚拟机，它由操作系统程序实现，用于管理、统一-调度硬件资源、支撑其他系统软件和应用软件，使计算机能够自动运行,发挥高效率的作用。

➢第四层是语言处理程序及其他系统软件级，语言处理程序功能是将程序员编写的高级语言源程序翻译成机器语言程序。

➢第五层是面向用户应用程序级，它是针对计算机用户在某一应用领域、某些专门问题而设计开发的应用软件。这层次上的计算机，(实际上是建立在大量系统软件及硬件基础上的虚拟机系统，这些应用程序设计人员甚至可以不完全了解计算机系统软件和硬件，但只要知道各种软件的使用方法和一些软硬件接口的定义就可以方便地使用计算机来进行编程。