第1章課后復(fù)習(xí)

1、第1章 系統(tǒng)概論課后復(fù)習(xí)人才是培養(yǎng)出來的目錄 （）本章復(fù)習(xí)提示 （二）課后習(xí)題參考答案 （三）部分練習(xí)（）本章復(fù)習(xí)提示（）本章復(fù)習(xí)提示人才是培養(yǎng)出來的 使讀者對(duì)計(jì)算機(jī)總體結(jié)構(gòu)有一概括的了解，使讀者對(duì)計(jì)算機(jī)總體結(jié)構(gòu)有一概括的了解，初步建立整機(jī)概念，并引導(dǎo)學(xué)生以宏觀思想為指初步建立整機(jī)概念，并引導(dǎo)學(xué)生以宏觀思想為指導(dǎo)，微觀物質(zhì)為基礎(chǔ)的辯證唯物主義觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)導(dǎo)，微觀物質(zhì)為基礎(chǔ)的辯證唯物主義觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)。第第篇篇 概論概論計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)第篇第篇計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)I/O系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器CPU CPU內(nèi)部互連內(nèi)部互連ALUCU寄存器寄存器中央處理器中

2、央處理器第第篇篇 CPU計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)I/O系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器CPU CPU內(nèi)部互連內(nèi)部互連ALUCU寄存器寄存器中央處理器中央處理器寄存器寄存器和解碼器和解碼器控制單元控制單元排隊(duì)排隊(duì)邏輯邏輯控制控制存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器第篇第篇 CU計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)I/O系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器CPU基本概念基本概念1. .計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)2. .硬件、計(jì)算機(jī)、主機(jī)、硬件、計(jì)算機(jī)、主機(jī)、CPU、主存、主存、 輔存、外部設(shè)備輔存、外部設(shè)備3. 軟件、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件軟件、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件4. .高級(jí)語言、匯編語言、機(jī)器語言高級(jí)語言、匯編語言、機(jī)器語言7. .

3、機(jī)器字長、指令字長、存儲(chǔ)字長機(jī)器字長、指令字長、存儲(chǔ)字長8. 計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)指標(biāo)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)指標(biāo)6. 存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)元件、存儲(chǔ)基元、存儲(chǔ)字、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)元件、存儲(chǔ)基元、存儲(chǔ)字、 存儲(chǔ)字長、存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)字長、存儲(chǔ)容量5. 計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)基本概念基本概念123567984CU控制控制單元單元主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器MDRMAR存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體CPUPC控制器控制器IR運(yùn)算器運(yùn)算器MQACCALUXI/O重點(diǎn)重點(diǎn)：主機(jī)框圖：主機(jī)框圖主機(jī)完成一條指令的信息流程主機(jī)完成一條指令的信息流程取指令取指令分析指令分析指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令取指階段取指階段執(zhí)行階段執(zhí)行階段 訪存訪存訪

4、存訪存完成一條指令完成一條指令難點(diǎn)難點(diǎn)如何區(qū)分存放在存儲(chǔ)器中的指令和數(shù)據(jù)如何區(qū)分存放在存儲(chǔ)器中的指令和數(shù)據(jù)取指階段取出的是取指階段取出的是 指令指令執(zhí)行階段取出的是執(zhí)行階段取出的是 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（二）課后習(xí)題參考答案第一章第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論 1. 什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件？硬件和軟件哪個(gè)更重要？ 解：P3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的綜合體。 計(jì)算機(jī)硬件：指計(jì)算機(jī)中的電子線路和物理裝置。 計(jì)算機(jī)軟件：計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的程序及相關(guān)資料。 硬件和軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中相互依存，缺一不可，因此同樣重要。 5. 馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？ 解：馮諾依曼計(jì)算機(jī)的

5、特點(diǎn)是：P8 計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成； 指令和數(shù)據(jù)以同同等地位存放于存儲(chǔ)器內(nèi)，并可以按地址訪問； 指令和數(shù)據(jù)均用二進(jìn)制表示； 指令由操作碼、地址碼兩大部分組成，操作碼用來表示操作的性質(zhì)，地址碼用來表示操作數(shù)在存儲(chǔ)器中的位置； 指令在存儲(chǔ)器中順序存放，通常自動(dòng)順序取出執(zhí)行； 機(jī)器以運(yùn)算器為中心（原始馮諾依曼機(jī)）。7. 解釋下列概念：主機(jī)、CPU、主存、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)元件、存儲(chǔ)基元、存儲(chǔ)元、存儲(chǔ)字、存儲(chǔ)字長、存儲(chǔ)容量、機(jī)器字長、指令字長。解：P9-10 主機(jī)：是計(jì)算機(jī)硬件的主體部分，由CPU和主存儲(chǔ)器MM合成為主機(jī)。 CPU：中央處理器，是計(jì)算機(jī)硬件的核心部

6、件，由運(yùn)算器和控制器組成；（早期的運(yùn)算器和控制器不在同一芯片上，現(xiàn)在的CPU內(nèi)除含有運(yùn)算器和控制器外還集成了CACHE）。 主存：計(jì)算機(jī)中存放正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，為計(jì)算機(jī)的主要工作存儲(chǔ)器，可隨機(jī)存?。挥纱鎯?chǔ)體、各種邏輯部件及控制電路組成。 存儲(chǔ)單元：可存放一個(gè)機(jī)器字并具有特定存儲(chǔ)地址的存儲(chǔ)單位。 存儲(chǔ)元件：存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的物理元件，是存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位，又叫存儲(chǔ)基元或存儲(chǔ)元，不能單獨(dú)存取。 存儲(chǔ)字：一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的邏輯單位。 存儲(chǔ)字長：一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的位數(shù)。 存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器中可存二進(jìn)制代碼的總量；（通常主、輔存容量分開描述）。 機(jī)器字長：指CPU一次

7、能處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與CPU的寄存器位數(shù)有關(guān)。 指令字長：一條指令的二進(jìn)制代碼位數(shù)。8. 解釋下列英文縮寫的中文含義：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS解：全面的回答應(yīng)分英文全稱、中文名、功能三部分。CPU：Central Processing Unit，中央處理機(jī)（器），是計(jì)算機(jī)硬件的核心部件，主要由運(yùn)算器和控制器組成。PC：Program Counter，程序計(jì)數(shù)器，其功能是存放當(dāng)前欲執(zhí)行指令的地址，并可自動(dòng)計(jì)數(shù)形成下一條指令地址。IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放當(dāng)前正在

8、執(zhí)行的指令。CU：Control Unit，控制單元（部件），為控制器的核心部件，其功能是產(chǎn)生微操作命令序列。ALU：Arithmetic Logic Unit，算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，為運(yùn)算器的核心部件，其功能是進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算。ACC：Accumulator，累加器，是運(yùn)算器中既能存放運(yùn)算前的操作數(shù)，又能存放運(yùn)算結(jié)果的寄存器。MQ：Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法運(yùn)算時(shí)存放乘數(shù)、除法時(shí)存放商的寄存器。X：此字母沒有專指的縮寫含義，可以用作任一部件名，在此表示操作數(shù)寄存器，即運(yùn)算器中工作寄存器之一，用來存放操作數(shù)；MAR：Memory Address R

9、egister，存儲(chǔ)器地址寄存器，在主存中用來存放欲訪問的存儲(chǔ)單元的地址。MDR：Memory Data Register，存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)緩沖寄存器，在主存中用來存放從某單元讀出、或要寫入某存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)。I/O：Input/Output equipment，輸入/輸出設(shè)備，為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱，用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與傳送。MIPS：Million Instruction Per Second，每秒執(zhí)行百萬條指令數(shù)，為計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度指標(biāo)的一種計(jì)量單位。9. 畫出主機(jī)框圖，分別以存數(shù)指令“STA M”和加法指令“ADD M”（M均為主存地址）為例，在圖中按序標(biāo)出完成該指令（包括取指令

10、階段）的信息流程（如）。假設(shè)主存容量為256M*32位，在指令字長、存儲(chǔ)字長、機(jī)器字長相等的條件下，指出圖中各寄存器的位數(shù)。解：主機(jī)框圖如P13圖1.11所示。（1）STA M指令：PCMAR，MARMM，MMMDR，MDRIR，OP(IR) CU，Ad(IR) MAR，ACCMDR，MARMM，WR（2）ADD M指令：PCMAR，MARMM，MMMDR，MDRIR， OP(IR) CU，Ad(IR) MAR，RD，MMMDR，MDRX，ADD，ALUACC，ACCMDR，WR假設(shè)主存容量256M*32位，在指令字長、存儲(chǔ)字長、機(jī)器字長相等的條件下，ACC、X、IR、MDR寄存器均為32位，

11、PC和MAR寄存器均為28位。 11. 指令和數(shù)據(jù)都存于存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們？ 解：計(jì)算機(jī)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下2種方法： 通過不同的時(shí)間段來區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即在取指令階段（或取指微程序）取出的為指令，在執(zhí)行指令階段（或相應(yīng)微程序）取出的即為數(shù)據(jù)。 通過地址來源區(qū)分，由PC提供存儲(chǔ)單元地址的取出的是指令，由指令地址碼部分提供存儲(chǔ)單元地址的取出的是操作數(shù) （三）部分練習(xí)（三）部分練習(xí)人才是培養(yǎng)出來的練習(xí)：1、用于科學(xué)計(jì)算的計(jì)算機(jī)中，標(biāo)志系統(tǒng)性能的主要參數(shù)是（ ）A.主時(shí)鐘頻率 B.主存容量 C. MPLOPS D. MIPS答案：C人才是培養(yǎng)出來的2、馮諾依曼計(jì)算機(jī)工作方式的基本特點(diǎn)是（

12、）A.多指令流單數(shù)據(jù)流 B. 按地址訪問并按順序執(zhí)行 C. 堆棧操作 D. 存儲(chǔ)器按內(nèi)容選擇地址答案：B人才是培養(yǎng)出來的3、一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該包括（ ）A.運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和控制器 B. 外設(shè)和主機(jī) C. 主機(jī)和實(shí)用程序 D. 配套的硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)答案：D人才是培養(yǎng)出來的4、下列說法不正確的是（ ）A.軟件能實(shí)現(xiàn)的功能硬件一定能實(shí)現(xiàn) B. 面向JAVA的機(jī)器也是有可能實(shí)現(xiàn)的 C. 就功能而言，固件類似于軟件；就形態(tài)來說，固件類似于硬件 D. 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，微程序?qū)儆谟布?jí)，其它各級(jí)都屬于軟件級(jí)答案：D人才是培養(yǎng)出來的課后思考：1、硬件和軟件實(shí)現(xiàn)在邏輯上是等價(jià)的，與軟件實(shí)現(xiàn)相比較，硬件實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)在