1.1冯诺依曼结构计算机工作原理

  1. 概览
  2. 计算机的架构有哪几种 计算机的系统架构_执行效率

  3. 硬件系统
  4. 计算机的架构有哪几种 计算机的系统架构_执行效率_02

  5. 主机: CPU(运算器+控制器),内存
    外设: 输入设备,输出设备,外存储器
    总线: 地址线,数据线,控制线
  6. 软件系统
    系统软件:操作系统,网络系统,编译系统等
    支持软件:开发工具,界面工具等
    应用软件:字处理软件,游戏软件

1.2计算机系统层次结构

不同用户处在不同层次;
不同层次具有不同属性;
不同层次使用不同工具;
不同层次代码效率不同。

  • 指令集架构层是软、硬件间的接口 不同层次面向
  • 不同用户,看到计算机的属性不同
  • 低层用户对硬件的透明性比高层用户要低
  • 低层代码执行效率比高层代码执行效率高

计算机的架构有哪几种 计算机的系统架构_计算机系统_03

计算机结构层次:
硬件逻辑级(M1) -> 机器语言级(M2) -> 操作系统级(M3) -> 汇编语言级(M4) -> 高级语言级(M5) -> 应用软件级(M6)


1.3计算机系统性能评价

计算机的架构有哪几种 计算机的系统架构_计算机系统_04


1.4习题

  1. 下列关于计算机字长的描述中正确的是
    A.字长一般与通用寄存器的位数相同
    B.字长一般与存储器的地址位相同
    C.字长一般与运算器的数据位相同
    D.字长一般与存储器数据位相同
【答案】:AC
【解析】:字长指机器一次能处理的二进制位数/32x,64x。
所以一般与通用寄存器位数相同,与运算器数据位相同。
但CPU字长往往是固定的,
不一定和存储器的数据位,地址位相同,甚至常常不相同。
  1. 下列可用于评价计算机系统性能的指标是
    A. IPC
    B. 字长
    C.MIPS
    D.CPI
【答案】:ABCD
【解析】:时间指标有ACD,非时间指标有B;
IPC:CPU每一时钟周期内所执行的指令数量;
字长:指机器一次能处理的二进制位数/32x,64x;
MIPS:每秒处理的百万级的机器语言指令数;
CPI:执行每一条指令所需要的时钟周期数。
  1. CPU地址线数量与下列哪项指标密切相关
    A.存储数据位
    B.内存容量
    C.运算精确度
    D. 运算速度
【答案】:B
【解析】:数据总线与访问内存成2^n关系。
  1. 计算机的字长与下列哪项指标密切相关
    A. 内存容量
    B.运算速度
    C. 运算精确度
    D.存取速度
【答案】:C
【解析】:字长指机器一次能处理的二进制位数,
字长越长,运算处理的数据位数越高,运算精确度越高。
  1. 下列关于计算机系统层次结构的描述中,正确的是

A. 指令集架构层是软、硬件间的接口
B.不同层次面向不同用户,看到计算机的属性不同
C. 低层用户对硬件的透明性比高层用户要低
D. 低层代码执行效率比高层代码执行效率高

【答案】:ABCD
	【解析】:见上文计算机系统层次结构。
  1. 程序必须存放在哪里才能被CPU访问并执行
【答案】:内存。
  1. 计算机系统包含哪几个部分?
【答案】:硬件和软件
  1. 阐述计算机系统的组成
【答案】:运算器,控制器,存储器,输入,输出设备