第一章计算机系统概论教材

+本章小结

本章主要对计算机系统作了概述性的说明，指出了“计算机组成原理”课程的内容在整个计算机系统中的位置。主要内容包括：(1)计算机系统的组成：分软件和硬件两部分。硬件和软件的界面是指令系统。(2)计算机系统的层次结构：①从机器使用者的角度来说，粗分为应用软件、系统软件和硬件三个层次。②从程序设计员和机器硬件设计者的角度来说，细分为：高级语言虚拟机、汇编语言虚拟机、操作系统虚拟机、机器语言机器、微程序机器。本章小结(3)硬件和软件的相互关系：①两者相辅相成，缺一不可。②两者都用来实现逻辑功能，同一功能可用硬件实现，也可用软件实现。(4)冯诺依曼计算机结构的特点：①有运算器、控制器、存储器、输入、输出五大部分组成。②指令和数据用二进制表示，两者形式上没有差别。③指令和数据存放在存储器中，按地址访问。④指令由操作码和地址码组成，操作码指定操作性质，地址码指定操作数地址。⑤采用“存储程序控制”方式进行工作。本章小结(5)计算机硬件的基本组成和功能：①运算器用来进行各种算术逻辑运算。②控制器用来执行指令，送出操作控制信号，③存储器用来存放指令和数据。④输入和输出设备用来实现计算机和用户之间的信息交换。本章小结(6)计算机的工作过程：①用某种语言（高级语言或低级语言）编制程序，称为源程序。②用语言处理程序（编译程序或汇编程序）将源程序翻译成机器语言目标程序。③启动目标程序，将所含的指令和数据装入内存。④从第一条指令开始执行：取指令、指令译码、取操作数，运算、送结果、PC指向下一条指令。⑤重复第④步，周而复始地执行指令，直到程序所含指令全部执行完。本章小结(7)计算机系统性能评价指标：①机器字长：CPU一次能处理数据的位数，一般以定点运算器数据通路宽度为准。②运行速度：a)主频：CPU主脉冲的时钟频率。b)CPI：执行一条指令所需的CPU主脉冲时钟个数。c)定点指令执行速度：每秒钟执行多少百万条定点指令数（MIPS）。d)浮点操作运算速度：每秒钟执行多少浮点数操作（FLOPS）。③存储容量：a)主存容量：包含RAM和ROM两部分。以单元个数x存储单元宽度或字节数来表示。b)辅存容量：磁盘容量，以字节为单位，如：80GB。常见问题1.计算机系统就是硬件系统吗？2.同一个功能可以由软件完成也可以由硬件完成吗？3.翻译程序就是编译程序吗？解释程序和编译程序有什么差别？什么是汇编程序？4.要计算机做的任何工作都要先编写成程序才能完成吗？5.指令和数据形式上没有差别，且都存于存储器中，计算机如何区分它们呢？6.什么叫透明性？透明是指什么都能看见吗？7.数据通路宽度、机器字长、“字”宽、存储单元宽度、编址单位、总线宽度、指令字长各指什么？它们之间有何关系?习题1．一个完整的计算机系统应该包括（

）两大部分。A.主机和外设B.硬件系统和操作系统C.硬件系统和软件系统D.硬件系统和系统软件习题2．下列是有关程序、指令和数据关系的叙述，其中错误的是（）。A.一个程序由若干条指令和所处理的数据组成B.指令和数据形式上没有差别，都是一串0/1序列C.指令和数据不能放在同一个存储器中，必须分别存放在指令存储器和数据存储器中D.启动程序前指令和数据都存放在外存中，启动后才被装入内存习题3．以下关于冯.诺依曼计算机工作方式的叙述中，错误的是（

）。A.计算机完成的所有任务都必须执行相应的程序来完成B.某任务用某语言（如C++）编好程序后，一旦被启动，则马上可调至主存直接执行C.程序执行时，CPU按指令地址自动按序到内存读取指令并执行D.冯.诺依曼计算机工作方式称为“存储程序”控制方式习题4.下面是有关反映计算机中存储器容量的计量单位的叙述，其中错误的是（

）。A.最小的计量单位为位（bit），表示一位“0”或“1”，一个字节为8位B.最基本的计量单位是字节（Byte），因而指令、数据和地址的长度都是8的倍数C.主存储器的编址单位一般是字节的倍数D.主存容量为1KB，其含义是主存储器中能存放1000个字节的二进制信息常见概念术语系统软件（SystemSoftware）应用软件（Application）高级语言（High-levelprogrammingLanguage）汇编语言（AssemblyLanguage）机器语言（MachineLanguage）常见概念术语源程序（SourceProgram）目标程序（ObjectProgram）编译程序（Complier）解释程序（Interpreter）汇编程序（Assembler）常见概念术语操作系统（OperatingSystem）算术逻辑单元（ArithmeticLogicUnit简称ALU）累加器（Accumulator）运算器（ArithmeticLogicUnit,ALU）控制器（ControlUnit）控制单元（ControlUnit）中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）程序计数器（ProgramCounter）指令寄存器（InstructionRegister）常见概念术语存储器（Memory）主存（内存）（MainMemory）辅存（外存）（SecondaryMemory）记忆单元（存储基元、存储元）（MemoryCell）存储单元（MemoryUnit）存储器地址寄存器（MemoryAddressRegister-MAR）存储器数据寄存器（MemoryDataRegister，MDR）存储容量（MemoryCapacity）常见概念术语机器字长（MachineWordLength）指令字长（Inst