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1.1冯诺依曼结构计算机工作原理

1. 概览
   
   

2. 硬件系统
   
   
   
   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

3. 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

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。
   

2. 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。
   

3. 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。
   

4. 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。
   

5. 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。

6. 程序必须存放在哪里才能被CPU访问并执行

   【答案】：内存。
   

7. 计算机系统包含哪几个部分？

   【答案】：硬件和软件
   

8. 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