計算機組成原理(唐朔飛)教材筆記 第一章 計算機系統概論

1.1 

1. 硬件與軟件的區別:硬件是指計算機的實體部分,看得見摸得着,包括主機、外部設備等;軟件是看不見摸不着的,通常將這些程序寄寓於各類媒體中,如RAM(隨機存取存儲器 Random Access Memory),ROM(只讀存儲器 Read Only Memory),磁盤、光盤、磁帶甚至紙帶等等;

2. 常用的縮寫解釋

M            存儲體
MAR          存放欲訪問的存儲單元的地址 Memory Address Register
MDR          存放從存儲單元讀出的信息或即將存入某存儲單元的信息 Memory Data Register
ACC          累加器    Accumulator
MQ           乘商寄存器      multiplier quotient register  
X            操作數寄存器
ALU          算術邏輯部件    Arithmetic Logical Unit
PC           存放欲執行指令的地址    Program Counter
IR           存放欲執行的指令       Instruction Register
CU           用來發出各種操作命令    Control Unit
MIPS         每秒百萬條指令 Million Instruction Per Second, 作爲運算速度的一種計量單位
CPI          執行一條指令所需時鐘週期 Cycle Per Instruction, 運算速度的另一種計量單位
FLOPS        每秒浮點運算次數 Floating Point Operation Per Second, 運算速度的第三種計量單位

3. 馮諾依曼計算機特點:5大部件組成,指令和數據的關係,以運算器爲中心等等,詳見習題集3頁;

4. 完成一條指令的信息流程,取數爲例,解釋見下第21條

取指令        PC->MAR->M->MDR->IR            把地址爲M的指令取到指令寄存器
分析指令      OP(IR)->CU                     指令譯碼交給控制單元CU
執行指令      Ad(IR)->MAR->M->MDR->ACC       譯碼後的指令將地址爲M(指令的地址碼)的存儲單元的數據存放到ACC中

5. 計算機硬件的主要技術指標:機器字長,存儲容量,運算速度

6. MAR爲16位,MDR爲32位,主存容量爲2^16 * 32= 2^21位, MAR表示可以存儲2^16個地址,每個地址位數爲32位;

7. 指令和數據都存於存儲器中,計算機如何區分?通過取指階段和執行階段的訪存性質不同,詳見5頁;

8. 控制器能理解、解釋並執行所有的指令及存儲結果;錯誤,執行指令不是控制器完成,6頁2題

9. 有些計算機將一部分軟件永恆地存於只讀存儲器中,稱之爲固件,它是具有軟件功能的硬件,一般用ROM實現, 6頁4題

10. PC和IR的區別,PC存放地址,IR存放指令;

11. 磁盤驅動器具有輸入和輸出的功能;

12. 計算機的算術邏輯單元ALU和控制單元CU合稱爲CPU;

13. 存儲單元、存儲元、存儲字長的關係,另見22條

存儲元        存儲器的最小存儲單位,存放一位二進制代碼0或1,用bit表示
存儲單元      存放一個存儲字的所有存儲元的集合,強調單位大小,計量單位爲Byte,1byte=8bit
存儲字        存放在一個存儲單元中的二進制代碼組合,強調組合的內容
存儲字長      存放在一個存儲單元中的二進制代碼位數,強調位數,一般爲8位,1byte=8bit
機器字長      CPU一次能處理數據的位數,通常與CPU的寄存器位數有關(如window 64位,32位)
指令字長      機器指令中二進制代碼的總位數,包含操作碼和地址碼

 14. 彙編語言與編譯語言的區別

彙編程序    將彙編語言翻譯成機器語言
編譯程序    將高級語言翻譯成機器語言

15. 完整的計算機系統應包括配套的硬件設備軟件系統;

16. 計算機硬件包括運算器、控制器、存儲器和輸入、輸出,其中,運算器、存儲器和控制器組成主機,運算器和控制器可以統稱爲CPU;

17. 基於存儲程序原理的馮諾依曼計算機工作方式的基本特點是按地址訪問並順序執行指令

18. 計算機與日常使用的袖珍計算器的本質區別在於自動化程度的高低

19. 指令數據都存放在存儲器中,控制器能自動識別他們;

20. 指令的解釋是由計算機的控制器來完成的、運算器用來完成算術和邏輯運算

21. 指令是機器完成某種操作的命令,典型的指令通常包括操作碼和地址碼兩部分,操作碼用來指出執行什麼操作(如加、傳送),地址碼用來指出操作數在什麼地方;程序是有序指令的集合,用來解決某一特定問題;

22. 存儲元件(又稱存儲元)用來存放一位二進制信息;存儲單元由若干個存儲元件組成,能存放多位二進制信息;許多個存儲單元可組成存儲矩陣(又稱存儲體);每個存儲單元中二進制代碼的組合即位存儲字,它可以代表數值、指令、地址或邏輯數等;每個存儲單元中二進制代碼的位數就是存儲字長;

 

 

 

 

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