第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論.doc

第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論本章系統(tǒng)地介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本知識(shí)，要求學(xué)生了解計(jì)算機(jī)的分類與應(yīng)用，掌握計(jì)算機(jī)的硬件組成，軟件與硬件的關(guān)系以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)提示：l 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理l 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的幾大部件及其功能l 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)1-1重點(diǎn)難點(diǎn)指導(dǎo)1-1-1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡介ENIAC（電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)，Electronic Numerical Integrator And Computer）是第一臺(tái)正式運(yùn)轉(zhuǎn)的通用電子計(jì)算機(jī)。自從這臺(tái)計(jì)算機(jī)問世以來，從使用的元器件角度來看，計(jì)算機(jī)的發(fā)展大致經(jīng)歷了4代的變化。l 第一代（19461954）電子管計(jì)算機(jī)；l 第二代（19551964）晶體管計(jì)算機(jī)；l 第三代（19651973）集成電路計(jì)算機(jī)；l 第四代（1974現(xiàn)在）大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展歷史中，摩爾定律（Moores Law）是一個(gè)很重要的概念。Intel的創(chuàng)始人之一高登摩爾（Gordon Moore）于1965年提出了著名的摩爾定律，預(yù)言單位平方英寸芯片的晶體管數(shù)目每過18到24個(gè)月就將增加一倍。計(jì)算機(jī)的分類方法有很多種，主要的分類方式有：按所處理的信號(hào)分類：模擬計(jì)算機(jī)；數(shù)字計(jì)算機(jī)。按硬件的組合及用途分類：專用計(jì)算機(jī)；通用計(jì)算機(jī)。按計(jì)算機(jī)的規(guī)模分類：微型計(jì)算機(jī)；工作站；小型計(jì)算機(jī)；主機(jī)；小巨型計(jì)算機(jī)；巨型計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)實(shí)中的分類：服務(wù)器；工作站；臺(tái)式機(jī)；便攜機(jī)；手持機(jī)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是按人的要求接收和存儲(chǔ)信息，自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，并輸出結(jié)果信息的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件（子）系統(tǒng)和軟件（子）系統(tǒng)組成。前者是借助電、磁、光、機(jī)械等原理構(gòu)成的各種物理部件的有機(jī)組合，是系統(tǒng)賴以工作的實(shí)體。后者是各種程序和文件，用于指揮全系統(tǒng)按指定的要求進(jìn)行工作。在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意如何區(qū)別計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)（Computer Architecture）與計(jì)算機(jī)組成（Computer Organization）、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)（Computer Implementation）這些基本概念。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)（Computer Architecture）：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是指那些能夠被程序員所看見的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性，即概念性的結(jié)構(gòu)與功能特性。計(jì)算機(jī)組成（Computer Organization）：計(jì)算機(jī)組成是指如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)的屬性，它包含了許多對(duì)程序員來說是透明的（即程序員不知道的）硬件細(xì)節(jié)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)（Computer Implementation）：指計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。它包括處理機(jī)、主存等部件的物理結(jié)構(gòu)，器件的集成度和速度，信號(hào)傳輸，器件、模塊、插件、底板的劃分與連接，專用器件的設(shè)計(jì)，電源、冷卻、裝配等技術(shù)以及有關(guān)的制造工藝和技術(shù)等。1-1-2 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)絕大部分都是采用馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是：l 采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令；l 采用存儲(chǔ)程序方式（指令流驅(qū)動(dòng)）；l 由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入裝置和輸出裝置5大部件組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?，F(xiàn)代的計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1-1所示。圖中實(shí)線為數(shù)據(jù)線，虛線為控制線和反饋線。結(jié) 果程 序輸入設(shè)備輸出設(shè)備運(yùn)算器存儲(chǔ)器控制器圖1-1-1 以存儲(chǔ)器為中心的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)框圖馮諾依曼計(jì)算機(jī)各個(gè)部件的功能：l 運(yùn)算器用來完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，并將運(yùn)算的中間結(jié)果暫存在運(yùn)算器內(nèi)。l 存儲(chǔ)器用來存放數(shù)據(jù)和程序。l 控制器用來控制、指揮程序和數(shù)據(jù)的輸入，運(yùn)行以及處理運(yùn)算結(jié)果。l 輸入設(shè)備用來將人們熟悉的信息形式轉(zhuǎn)換為機(jī)器能識(shí)別的信息形式，主要有鍵盤、鼠標(biāo)等。l 輸出設(shè)備可將機(jī)器運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為人們熟悉的信息形式，主要有打印機(jī)、顯示器等。其中，運(yùn)算器與控制器往往合成在同一芯片上，通常將它們合起來統(tǒng)稱為中央處理器，簡稱為CPU。將CPU與存儲(chǔ)器合在一起稱為主機(jī)，輸入與輸出設(shè)備統(tǒng)稱為外設(shè)。1-1-3 計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)虛擬機(jī)（Virtual Machine）是一個(gè)抽象的計(jì)算機(jī)，它由軟件實(shí)現(xiàn)，并與實(shí)際機(jī)器一樣，都具有一個(gè)指令集并可以使用不同的存儲(chǔ)區(qū)域。通過虛擬機(jī)的概念，將計(jì)算機(jī)的軟件和硬件聯(lián)系在一起。虛擬機(jī)可分為：操作系統(tǒng)虛擬機(jī)、匯編語言虛擬機(jī)、高級(jí)語言虛擬機(jī)和應(yīng)用語言虛擬機(jī)等幾個(gè)層次。如圖1-1-2所示。微程序機(jī)器 M0 （微指令）由硬件直接執(zhí)行傳統(tǒng)機(jī)器 M1 （機(jī)器語言）由微程序解釋機(jī)器指令操作系統(tǒng)虛擬機(jī) M2 （作業(yè)控制語言）由機(jī)器語言程序解釋操作系統(tǒng)命令匯編語言虛擬機(jī)M3 （匯編語言）匯編語言程序經(jīng)匯編程序翻譯成機(jī)器語言程應(yīng)用語言虛擬機(jī)M5 （應(yīng)用語言）用應(yīng)用語言編寫的應(yīng)用語言程序經(jīng)應(yīng)用程序包翻譯成高級(jí)語言高級(jí)語言虛擬機(jī) M4 （高級(jí)語言）高級(jí)語言程序經(jīng)編譯程序翻譯成匯編語言（或某種中間語言程序或機(jī)器語言程序）圖 1-1-2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)圖本課程主要討論傳統(tǒng)機(jī)器M1和微程序機(jī)器M0的組成原理和設(shè)計(jì)思想。某些特定的功能可以由軟件來完成，也可以由硬件來完成，即硬件和軟件在邏輯上是等價(jià)的。在具體應(yīng)用中，要根據(jù)當(dāng)時(shí)的成本、速度、可靠性等因素來決定由軟件還是由硬件來實(shí)現(xiàn)。1-1-4 計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)機(jī)器字長：指CPU一次能處理數(shù)據(jù)的位數(shù)，它標(biāo)志著計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度。存儲(chǔ)容量包含主存和外存的容量。主存儲(chǔ)器：CPU可以直接訪問的存儲(chǔ)器，需要執(zhí)行的程序與需要處理的數(shù)據(jù)就放在主存之中。主存容量大則可以運(yùn)行比較復(fù)雜的程序，并可存入大量信息，可利用更完善的軟件支持環(huán)境。所以，計(jì)算機(jī)處理能力的大小在很大程度上取決于主存容量的大小。外存容量：外存容量一般是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中聯(lián)機(jī)運(yùn)行的外存儲(chǔ)器容量。由于操作系統(tǒng)、編譯程序及眾多的軟件資源往往存放在外存之中，需用時(shí)再調(diào)入主存運(yùn)行。在批處理、多道程序方式中，也常將各用戶待執(zhí)行的程序、數(shù)據(jù)以作業(yè)形式先放在外存中，再陸續(xù)調(diào)入主存運(yùn)行。所以，聯(lián)機(jī)外存容量也是一項(xiàng)重要指標(biāo)，一般以字節(jié)數(shù)表示。描述計(jì)算運(yùn)算速度的指標(biāo)一般有如下幾個(gè)：MIPS（Million Instructions Per Second）：它表示每秒百萬條指令數(shù)。MFLOPS（Million Floating Point Operations Per Second）：每秒百萬次浮點(diǎn)操作次數(shù)。CPI（Cycle Per Instruction）：表示每條指令周期數(shù)，即執(zhí)行一條指令所需的平均時(shí)鐘周期數(shù)。吞吐量：一臺(tái)計(jì)算機(jī)在某一時(shí)間間隔內(nèi)能夠處理的信息量。響應(yīng)時(shí)間：從輸入有效到系統(tǒng)產(chǎn)生響應(yīng)之間間隔的時(shí)間。主頻/時(shí)鐘周期：CPU的工作節(jié)拍受一個(gè)主時(shí)鐘的控制，主時(shí)鐘的頻率叫做CPU的主頻；主頻的倒數(shù)叫做CPU的時(shí)鐘周期。CPU執(zhí)行時(shí)間：表示CPU執(zhí)行程序所占用的CPU時(shí)間。注意：各個(gè)指標(biāo)都不能完全表征出一臺(tái)計(jì)算機(jī)的性能。1-2 典型例題解析1、一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該包括（ ）兩大部分。A.主機(jī)和外設(shè)B.硬件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)C.硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)D.硬件系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件參考答案：選項(xiàng)C解析：選項(xiàng)A：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)通常把運(yùn)算器和控制器合起來做在一個(gè)芯片上，稱為中央處理器（CPU）。然后把CPU和內(nèi)存儲(chǔ)器合起來稱為主機(jī)。主機(jī)和外設(shè)構(gòu)成硬件系統(tǒng)。所以選項(xiàng)A不全面。選項(xiàng)B：一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)語言處理程序（各種程序翻譯軟件，包括編譯程序、解釋程序、匯編程序）、服務(wù)性程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件等。操作系統(tǒng)只是系統(tǒng)軟件的一種，所以不全面。選項(xiàng)D：系統(tǒng)軟件只是軟件系統(tǒng)中的一類軟件，因而，也不全面。2、下列是有關(guān)程序、指令和數(shù)據(jù)關(guān)系的敘述，其中錯(cuò)誤的是（ ）。A.一個(gè)程序由若干條指令和所處理的數(shù)據(jù)組成B.指令和數(shù)據(jù)形式上沒有差別，都是一串0/1序列C.指令和數(shù)據(jù)不能放在同一個(gè)存儲(chǔ)器中，必須分別存放在指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中D.啟動(dòng)程序前指令和數(shù)據(jù)都存放在外存中，啟動(dòng)后才被裝入內(nèi)存參考答案：選項(xiàng)C解析：選項(xiàng)A：在計(jì)算機(jī)上完成的所有任務(wù)都必須先編好程序，通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序來完成。所以執(zhí)行程序的過程就是周而復(fù)始執(zhí)行指令的過程。一個(gè)程序由一條條指令以及指令所處理的數(shù)據(jù)組成。指令規(guī)定程序的動(dòng)作和步驟，數(shù)據(jù)是動(dòng)作作用的對(duì)象。選項(xiàng)B：指令和數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部都是用二進(jìn)制表示的，因而都是0、1序列，在形式上沒有差別。選項(xiàng)C和D：程序編好后，先放到外存（如，磁盤）上保存。當(dāng)需要執(zhí)行程序時(shí)，通過操作系統(tǒng)提供的人-機(jī)接口（在命令行符下輸入命令，或鼠標(biāo)雙擊等）啟動(dòng)程序，程序被啟動(dòng)后，程序中的指令和數(shù)據(jù)被操作系統(tǒng)裝入主存，一般是裝入到同一個(gè)主存儲(chǔ)器（DRAM）中，而不區(qū)分是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器還是指令存儲(chǔ)器。CPU通過指令執(zhí)行的不同階段來區(qū)分取出的是數(shù)據(jù)還是指令，而不是靠分開存放數(shù)據(jù)和指令來區(qū)分的。所以，選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的。3、以下關(guān)于馮.諾依曼計(jì)算機(jī)工作方式的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）。A.計(jì)算機(jī)完成的所有任務(wù)都必須執(zhí)行相應(yīng)的程序來完成B.某任務(wù)用某語言（如C+）編好程序后，一旦被啟動(dòng)，則馬上可調(diào)至主存直接執(zhí)行C.程序執(zhí)行時(shí)，CPU按指令地址自動(dòng)按序到內(nèi)存讀取指令并執(zhí)行D.馮.諾依曼計(jì)算機(jī)工作方式稱為“存儲(chǔ)程序”控制方式參考答案：選項(xiàng)B解析：馮.諾依曼計(jì)算機(jī)的工作方式被稱為“存儲(chǔ)程序”控制方式。其主要內(nèi)容是：計(jì)算機(jī)的工作由程序控制，程序是一個(gè)指令序列，指令是能被計(jì)算機(jī)理解和執(zhí)行的操作命令； 程序(指令)和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼表示，均存放在存儲(chǔ)器中；存儲(chǔ)器中存放的指令和數(shù)據(jù)按地址進(jìn)行存??；指令是由CPU一條一條順序執(zhí)行的。用一句話來說，就是：一旦要計(jì)算機(jī)完成某個(gè)特定的任務(wù)，則計(jì)算機(jī)會(huì)將事先編好的程序，按指令的順序自動(dòng)一條一條從主存中讀出并執(zhí)行，整個(gè)過程不需要人的干預(yù)。這里，事先編好的程序是指機(jī)器可執(zhí)行的目標(biāo)程序。用C+這種高級(jí)語言編寫的源程序，不能直接裝入內(nèi)存后由CPU執(zhí)行，而是需要先用編譯程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為機(jī)器可直接執(zhí)行的目標(biāo)程序。4、下面是有關(guān)反映計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)器容量的計(jì)量單位的敘述，其中錯(cuò)誤的是（ ）。A.最小的計(jì)量單位為位（bit），表示一位“0”或“1”，一個(gè)字節(jié)為8位B.最基本的計(jì)量單位是字節(jié)（Byte），因而指令、數(shù)據(jù)和地址的長度都是8的倍數(shù)C.主存儲(chǔ)器的編址單位一般是字節(jié)的倍數(shù)D.主存容量為1KB，其含義是主存儲(chǔ)器中能存放1000個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制信息參考答案：選項(xiàng)D解析：選項(xiàng)A：馮偌依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)規(guī)定，計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息的表示采用二進(jìn)制，所以，所有信息都是由0或1構(gòu)成的0/1序列，用位（bit）來表示一個(gè)二進(jìn)制位“0”或“1”，它是最小的計(jì)量單位，一個(gè)字節(jié)為8位。選項(xiàng)B：計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)部件、傳送部件、運(yùn)算部件等的寬度（串行傳送部件例外）基本上都是字節(jié)的倍數(shù)，因而最基本的計(jì)量單位是字節(jié)（Byte）。為了數(shù)據(jù)、地址和指令信息的存儲(chǔ)、傳輸和運(yùn)算方便，一般把指令、數(shù)據(jù)和地址的長度都規(guī)定為8的倍數(shù)。選項(xiàng)C：對(duì)于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)單元的編號(hào)采用字節(jié)編址方式，也就是說，每8位構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)單元，所以其編址單位為一個(gè)字節(jié)。早期的機(jī)器也有用16位、24位、32位進(jìn)行編址的。所以一般應(yīng)該是8的倍數(shù)。選項(xiàng)D：主存容量的單位有KB、MB、GB等，分別表示210字節(jié)、220字節(jié)和230字節(jié)。而輔存容量中的kB、MB、GB分別表示103字節(jié)、106字節(jié)和109字節(jié)。所以，選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。5、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是硬件系統(tǒng)嗎？解析：說計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是硬件系統(tǒng)是不完整的。一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該包括硬件和軟件系統(tǒng)兩部分。硬件系統(tǒng)包括：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件。軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)語言處理程序（各種程序翻譯軟件，包括編譯程序、解釋程序、匯編程序）、服務(wù)性程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件等；應(yīng)用軟件包括各種特定領(lǐng)域的處理程序。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件和軟件是相輔相成的，缺一不可。軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂，沒有軟件的硬件不能被用戶使用，猶如一堆廢鐵。6、翻譯程序就是編譯程序嗎？解釋程序和編譯程序有什么差別？什么是匯編程序？解析：翻譯程序是指把高級(jí)語言源程序翻譯成機(jī)器語言程序（目標(biāo)代碼）的軟件。翻譯程序有兩種：一種是編譯程序，另一種是解釋程序。它們是兩種不同的翻譯程序。不同在于編譯程序?qū)⒏呒?jí)語言源程序一次全部翻譯成目標(biāo)程序，每次執(zhí)行程序時(shí)，只要執(zhí)行目標(biāo)程序，因此，只要源程序不變，就無需重新翻譯；解釋程序是將源程序的一條語句，翻譯成對(duì)應(yīng)的機(jī)器目標(biāo)代碼，并立即執(zhí)行，然后翻譯下一條源程序語句并執(zhí)行，直至所有源程序中的語句全部被翻譯并執(zhí)行完。所以解釋程序的執(zhí)行過程是翻譯一句，執(zhí)行一句。解釋的結(jié)果是源程序執(zhí)行的結(jié)果，而不會(huì)生成目標(biāo)程序。匯編程序也是一種語言翻譯程序，它是把匯編語言寫的源程序翻譯為機(jī)器語言程序（目標(biāo)代碼）的軟件。匯編語言是一種面向機(jī)器的低級(jí)語言，是機(jī)器語言的符號(hào)表示，與機(jī)器語言一一對(duì)應(yīng)。7、要計(jì)算機(jī)做的任何工作都要先編寫成程序才能完成嗎？解析：是的。要計(jì)算機(jī)完成的任何事情，都必須先編制程序，程序是由指令構(gòu)成的。不管是用哪種語言編寫的程序，最終都要翻譯成機(jī)器語言程序才能讓機(jī)器理解，機(jī)器語言程序是由一條一條指令組成的程序。CPU的主要功能就是周而復(fù)始地執(zhí)行指令，因此，要計(jì)算機(jī)完成的所有功能都是通過執(zhí)行一條一條指令來實(shí)現(xiàn)的，也就是由一個(gè)程序來完成的。有時(shí)我們說某個(gè)特定的功能是由硬件實(shí)現(xiàn)的，但并不是說不要編寫程序，如乘法功能可由乘法器這個(gè)硬件實(shí)現(xiàn)，但要啟動(dòng)這個(gè)硬件（乘法器）工作，必須先執(zhí)行程序中的乘法指令。8、指令和數(shù)據(jù)形式上沒有差別，且都存于存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們呢？解析：指令和數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部都是用二進(jìn)制表示的，因而都是0、1序列，在形式上沒有差別。在指令和數(shù)據(jù)取到CPU之前，它們都存放在存儲(chǔ)器中，CPU必須能夠區(qū)分讀出的是指令還是數(shù)據(jù)，如果是指令，CPU會(huì)把指令的操作碼送到指令譯碼器進(jìn)行譯碼，而把指令的地址碼送到相應(yīng)的地方進(jìn)行處理；如果是數(shù)據(jù)，則送到寄存器，或運(yùn)算器。那么，CPU如何識(shí)別讀出的是指令還是數(shù)據(jù)呢？實(shí)際上，CPU并不是把信息從主存讀出后，靠某種判斷方法來識(shí)別信息是數(shù)據(jù)還是指令的。而是在讀出之前就知道將要讀的信息是數(shù)據(jù)還是指令了。執(zhí)行指令的過程分為：取指令、指令譯碼、取操作數(shù)、運(yùn)算、送結(jié)果等。所以，在取指令階段，總是根據(jù)程序計(jì)數(shù)器PC的值去取指令，所以取來的一定是指令；取操作數(shù)階段取的一定是數(shù)據(jù)。1-3 練習(xí)題一、選擇題1、至今為止，計(jì)算機(jī)中的所有信息仍以二進(jìn)制方式表示的理由是_。 A. 節(jié)約元件 B. 運(yùn)算速度快 C. 物理期間性能所至 D. 信息處理方便2、馮諾依曼機(jī)工作方式的基本特點(diǎn)是_。 A. 多指令流單數(shù)據(jù)流 B. 按地址訪問并順序執(zhí)行命令 C. 堆棧操作 D. 存儲(chǔ)器按內(nèi)部選擇地址3、寄存器中的值有時(shí)是地址，因此只有計(jì)算機(jī)的_才能識(shí)別它。 A. 譯碼器 B. 判斷程序 C. 指令 D. 時(shí)序信號(hào)4、沒有硬盤存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)監(jiān)控程序可以存放在_。 A. RAM B. FLASH C.RAM 或ROM D. CPU5、目前大多數(shù)集成電路生產(chǎn)中，所采用的基本材料為_。 A.單晶硅 B. 非晶硅 C. 銻化鉬 D. 硫化鎘6、從器件角度看，計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了四代變化。但從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看，至今絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍屬于_計(jì)算機(jī)。A 并行 B 馮諾依曼 C 智能 D 串行7、運(yùn)算器的核心功能部件是_。A 數(shù)據(jù)總線 B ALU C 狀態(tài)條件寄存器 D 通用寄存器二、填空題1、在計(jì)算機(jī)術(shù)語中，將運(yùn)算器和控制器和在一起稱為_，而將_和存儲(chǔ)器和在一起稱為_。2、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的最小單位為_。1KB容量的存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)_個(gè)這樣的基本單位。3、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，多個(gè)系統(tǒng)部件之間信息傳送的公共通路稱為_。就其所傳送的信息的性質(zhì)而言，在公共通路上傳送的信息包括_、_ 和_信息。4、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)從下至上可分為五級(jí)，即微程序設(shè)計(jì)級(jí)（或邏輯電路級(jí)）、一般機(jī)器級(jí)、操作系統(tǒng)級(jí)、_級(jí)、_級(jí)。三、綜合應(yīng)用題1、同一個(gè)功能可以由軟件完成也可以由硬件完成嗎？2、什么叫透明性？透明是指什么都能看見嗎？3、數(shù)據(jù)通路寬度、機(jī)器字長、“字”寬、存儲(chǔ)單元寬度、編址單位、總線寬度、指令字長各指什么？它們之間有何關(guān)系?1-4 參考答案一、選擇題1、C 2、B 3、C 4、B 5、A 6、B 7、B 二、填空題1、CPU CPU 主機(jī)2、比特 81923、總線 數(shù)據(jù) 地址 控制4、匯編語言 高級(jí)語言三、綜合應(yīng)用題1、解：軟件和硬件是兩種完全不同的形態(tài)，硬件是實(shí)體，是物質(zhì)基礎(chǔ)；軟件是一種信息，看不見、摸不到。但是它們都可以用來實(shí)現(xiàn)邏輯功能，所以在邏輯功能上，軟件和硬件是等價(jià)的。因此，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，許多功能既可以直接由硬件實(shí)現(xiàn)，也可以在硬件的配合下由軟件來實(shí)現(xiàn)。例如：乘法運(yùn)算既可以用專門的乘法器（主要由加法器和移位器組成）實(shí)現(xiàn)，也可以用乘法子程序（主要由加法指令和移位指令等組成）來實(shí)現(xiàn)。2、解：在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，站在某一類用戶的角度，如果感覺不到某個(gè)事物或?qū)傩缘拇嬖?，即“看”不到某個(gè)事物或?qū)傩裕瑒t稱為“對(duì)xxxx用戶而言，某個(gè)事物或?qū)傩允峭该鞯摹薄＿@與日常生活中的“透明”概念（公開、看得見）正好相反。例如：對(duì)于高級(jí)語言程序員來說，浮點(diǎn)數(shù)格式、乘法指令等這些指令的格式、數(shù)據(jù)如何在運(yùn)算器中運(yùn)算，等等，是透明的；而對(duì)于機(jī)器語言程序員和匯編語言程序員來說，指令的格式、機(jī)器結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)格式等則不是透明的。3、解：在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，有指令和數(shù)據(jù)兩大類信息。指令和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制形式存放在存儲(chǔ)器中，運(yùn)行程序時(shí)，需要把指令和數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器讀出，通過總線傳輸?shù)紺PU，然后，CPU再通過執(zhí)行指令來對(duì)操作數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，最后把結(jié)果數(shù)據(jù)送到寄存器或存儲(chǔ)器中。所以，在設(shè)計(jì)或使用計(jì)算機(jī)過程中，要涉及到：指令和數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中按什么長度存放；寫入或讀出時(shí)按什么長度存取；在總線上傳輸時(shí)同時(shí)傳送多少位；數(shù)據(jù)和指令送到CPU后，在CPU的寄存器中按多少位存放；在運(yùn)算器中按多少位運(yùn)算；等等問題。因而出現(xiàn)了以下一些概念，它們的定義和關(guān)系如下： “數(shù)據(jù)通路”是指數(shù)據(jù)在CPU中所經(jīng)過的路徑，連同路徑上的部件，包括：通用寄存器、多路選擇器、符號(hào)擴(kuò)展器、零擴(kuò)展器、ALU、移