计算机组成原理（唐朔飞）教材笔记第一章计算机系统概论

￡神魔★判官ぃ 2023-02-11 07:20 27阅读 0赞

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1. 硬件与软件的区别：硬件是指计算机的实体部分，看得见摸得着，包括主机、外部设备等；软件是看不见摸不着的，通常将这些程序寄寓于各类媒体中，如RAM（随机存取存储器 Random Access Memory）,ROM（只读存储器 Read Only Memory）,磁盘、光盘、磁带甚至纸带等等；

2. 常用的缩写解释

M            存储体
    MAR          存放欲访问的存储单元的地址 Memory Address Register
    MDR          存放从存储单元读出的信息或即将存入某存储单元的信息 Memory Data Register
    ACC          累加器    Accumulator
    MQ           乘商寄存器      multiplier quotient register  
    X            操作数寄存器
    ALU          算术逻辑部件    Arithmetic Logical Unit
    PC           存放欲执行指令的地址    Program Counter
    IR           存放欲执行的指令       Instruction Register
    CU           用来发出各种操作命令    Control Unit
    MIPS         每秒百万条指令 Million Instruction Per Second, 作为运算速度的一种计量单位
    CPI          执行一条指令所需时钟周期 Cycle Per Instruction, 运算速度的另一种计量单位
    FLOPS        每秒浮点运算次数 Floating Point Operation Per Second, 运算速度的第三种计量单位

3. 冯诺依曼计算机特点：5大部件组成，指令和数据的关系，以运算器为中心等等，详见习题集3页；

4. 完成一条指令的信息流程，取数为例，解释见下第21条

取指令        PC->MAR->M->MDR->IR            把地址为M的指令取到指令寄存器
    分析指令      OP(IR)->CU                     指令译码交给控制单元CU
    执行指令      Ad(IR)->MAR->M->MDR->ACC       译码后的指令将地址为M（指令的地址码）的存储单元的数据存放到ACC中

5. 计算机硬件的主要技术指标：机器字长，存储容量，运算速度

6. MAR为16位，MDR为32位，主存容量为2^16 \* 32= 2^21位， MAR表示可以存储2^16个地址，每个地址位数为32位；

7. 指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分？通过取指阶段和执行阶段的访存性质不同，详见5页；

8. 控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果；错误，执行指令不是控制器完成，6页2题

9. 有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为固件，它是具有软件功能的硬件，一般用ROM实现， 6页4题

10. PC和IR的区别，PC存放地址，IR存放指令；

11. 磁盘驱动器具有输入和输出的功能；

12. 计算机的算术逻辑单元ALU和控制单元CU合称为CPU；

13. 存储单元、存储元、存储字长的关系，另见22条

存储元        存储器的最小存储单位，存放一位二进制代码0或1，用bit表示
    存储单元      存放一个存储字的所有存储元的集合，强调单位大小，计量单位为Byte，1byte=8bit
    存储字        存放在一个存储单元中的二进制代码组合，强调组合的内容
    存储字长      存放在一个存储单元中的二进制代码位数，强调位数，一般为8位，1byte=8bit
    机器字长      CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关（如window 64位，32位）
    指令字长      机器指令中二进制代码的总位数，包含操作码和地址码

14. 汇编语言与编译语言的区别

汇编程序    将汇编语言翻译成机器语言
    编译程序    将高级语言翻译成机器语言

15. 完整的计算机系统应包括**配套的硬件设备**和**软件系统**;

16. 计算机硬件包括**运算器、控制器、存储器和输入、输出**，其中，**运算器、存储器和控制器组成**主机，运算器和控制器可以统称为CPU；

17. 基于存储程序原理的冯诺依曼计算机工作方式的基本特点是按地址访问并顺序执行指令；

18. 计算机与日常使用的袖珍计算器的本质区别在于自动化程度的高低；

19. 指令和数据都存放在存储器中，控制器能自动识别他们；

20. 指令的解释是由计算机的控制器来完成的、运算器用来完成算术和逻辑运算；

21. 指令是机器完成某种操作的命令，典型的指令通常包括操作码和地址码两部分，操作码用来指出执行什么操作（如加、传送），地址码用来指出操作数在什么地方；程序是有序指令的集合，用来解决某一特定问题；

22. 存储元件（又称存储元）用来存放一位二进制信息；存储单元由若干个存储元件组成，能存放多位二进制信息；许多个存储单元可组成存储矩阵（又称存储体）；每个存储单元中二进制代码的组合即位存储字，它可以代表数值、指令、地址或逻辑数等；每个存储单元中二进制代码的位数就是存储字长；