第1章 计算机系统结构的基本概念
1.1 解释下列术语
层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。
虚拟机：用软件实现的机器。
翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。
解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。
计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。
在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。
计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。
系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。
Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。
程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。
CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。
测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。
存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。其基本点是指令驱动。程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。
第二章 计算机指令集结构设计
名词解释
1. 堆栈型机器——CPU中存储操作数的单元是堆栈的机器。
2. 累加型机器——CPU中存储操作数的单元是累加器的机器。
3. 通用寄存器型机器——CPU中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。
4. CISC——复杂指令集计算机。
5. RISC——精简指令集计算机。
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2.2 堆栈型机器、累加器型机器和通用寄存器型机器各有什么优缺点
指令集结构类型 优点 缺点
堆栈型 是一种表示计算的简单模型；指令短小。 堆栈不能被随机访问，从而很难生成有效代码。同时，由于堆栈是瓶颈，所以很难被高效地实现。
累加器型 > 减小了机器的内部状态；指令短小。 由于累加器是唯一的暂存器，这种机器的存储器通信开销最大。
寄存器型 是代码生成最一般的模型。 所有操作数均需命名，且显式表示，因而指令比较长。
2.3 常见的三种通用寄存器型机器的优缺点各有哪些
指令集结构类型 ~
优 点 缺 点
寄存器－寄存器型（0,3） 简单，指令字长固定，是一种简单的代码生成模型，各种指令的执行时钟周期数相近。 和指令中含有对存储器操作数访问的结构相比，指令条数多，因而其目标代码较大。
寄存器－存储器型（1,2） 可以直接对存储器操作数进行访问，容易对指令进行编码，且其目标代码较小。 指令中的操作数类型不同。在一条指令中同时对一个寄存器操作数和存储器操作数进行编码，将限制指令所能够表示的寄存器个数。由于指令的操作数可以存储在不同类型的存储器单元，所以每条指令的执行时钟周期数也不尽相同。
>
存储器－存储器型（3,3） 是一种最紧密的编码方式，无需“浪费”寄存器保存变量。 指令字长多种多样。每条指令的执行时钟周期数也大不一样，对存储器的频繁访问将导致存储器访问瓶颈问题。
指令集结构设计所涉及的内容有哪些
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第2章 计算机系统结构
计算机硬件系统基本结构
中央处理单元（CPU）：是硬件系统的核心。（2009填空/2011判断）
运算器：是计算机对数据进行加工处理的部件，包括算术运算和逻辑运算。（2010单选/2013填空）
控制器：译码，发出控制信号。
存储器：计算机记忆或暂存数据的部件。
输入设备：给计算机输入信息的设备。
输出设备：输出计算机处理结果的设备。
计算机软件系统基本结构
系统软件：操作系统 是最基本、最重要的系统软件。（2010填空）
应用软件
计算机语言处理程序
机器语言：指机器能直接认识的语言，它是由1和0组成的一组代码指令。（2010单选）
汇编语言
高级语言：如Basic、Fortran、C语言、Java。（2009单选）
文字处理程序
数据库管理系统
联网与通信软件
各类服务程序和工具软件
第二章 计算机系统结构练习题
(一)单项选择题
1．在现代计算机系统层次结构中，最内层是硬件,最外层是使用计算机的人，人与硬件之间是( )。 A．软件系统 B．操作系统 C．支援软件 D．应用软件
2．财务管理软件是一种专用程序,它属于( ) A．系统软件 B．应用软件 C接口软件 D．支援软件
3．当计算机被启动时，首先会立即执行( )。 A．接口程序 B．中断服务程序 C．用户程序 D．引导程序
4．当硬件的中断装置发现有事件发生，就会中断正在占用CPU的程序执行，让操作系统的( )占用CPU。 A．系统调用程序 B．中断处理服务程序 C．作业管理程序 D文件管理程序
5．操作系统支援软件和应用软件只有( )时才能履行自己的职责。 A．分配到主存空间 B．占有了必要的外设 C．占用中央处理器执行 D．找到了所需的文件
6．操作系统在中断处理服务程序完成之后，将( )。 A．选择刚被中断的程序执行 B．选择正在排队的作业执行 C．等待下—个事件的发生 D．按预定策略选择程序执行
7．在多道程序设计技术的计算机系统中，中央处理器( )。 A．只能被一个程序占用 B．可以被多个程序同时占用 C．可以被多个程序交替占用 D．可以被操作系统和另一个程序同时占用
8．外围设备通过相应的设备控制器和通道连接到公共系统总线上，这种结构( )。 A．有利于硬件保护 B．允许中央处理器与外设并行工作 C．可不用中断机制 D．外设的启动速度快
9．( )不是一种永久性的存储设备，当电源被切断时，其中的信息就会消失。 A．硬盘 B．磁带 C．软盘 D．主存储器
10．中央处理器可以直接存取( )中的信息。A．光盘 B．软盘 C．主存储器 D．硬盘
11．中央处理器存取寄存器中信息的速度与使用主存储器和辅存储器信息相比( )。 A．比较快
