计算机组成原理 第一章 计算机系统概述(1)
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计算机组成原理书籍计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程,也是计算机相关专业的基础课程之一。
它主要介绍计算机系统的基本组成和工作原理,包括计算机硬件、软件及其相互关系等内容。
本书籍旨在系统地介绍计算机组成原理的相关知识,帮助读者全面理解计算机系统的工作原理,为进一步学习计算机相关课程打下坚实的基础。
第一章,计算机系统概述。
计算机系统由硬件和软件两部分组成,硬件是计算机的物理实体,包括中央处理器、存储器、输入输出设备等;软件是指控制计算机硬件工作的程序和数据。
计算机系统的基本组成包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等。
了解计算机系统的概念和基本组成对于深入学习计算机组成原理至关重要。
第二章,数字逻辑基础。
数字逻辑是计算机组成原理中的基础知识,它主要研究数字信号的产生、传输、处理和控制等。
数字逻辑包括数字信号的表示、逻辑运算、布尔代数、逻辑门电路等内容。
理解数字逻辑对于理解计算机内部运行机制和设计数字电路至关重要。
第三章,指令系统。
指令系统是计算机硬件和软件之间的接口,它规定了计算机能够执行的指令集合和指令的格式。
指令系统的设计直接影响了计算机的性能和功能。
了解指令系统的结构和功能对于理解计算机工作原理和进行汇编语言编程非常重要。
第四章,中央处理器。
中央处理器是计算机系统的核心部件,它负责执行各种指令和数据处理操作。
中央处理器由运算器和控制器两部分组成,它通过总线与存储器和输入输出设备进行数据交换。
深入理解中央处理器的结构和工作原理对于理解计算机的运行机制至关重要。
第五章,存储器系统。
存储器是计算机系统中用于存储数据和程序的设备,它包括主存储器和辅助存储器两部分。
存储器系统的设计和管理直接影响了计算机的性能和可靠性。
了解存储器系统的结构和工作原理对于优化程序设计和系统性能具有重要意义。
第六章,输入输出系统。
输入输出系统是计算机与外部环境进行信息交换的接口,它包括输入设备、输出设备和接口电路等。
计算机组成原理期末复习资料(陆瑶编著)第一章计算机的系统概述(P1-8)1.1计算机的组成任务(P1)1.计算机系统由硬件和软件两个子系统组成;2.计算机系统结构主要有a、研究计算机系统硬件、软件功能的分配;b、确定硬件和软件的界面;c、完成提高计算系系统性能的方法;3.计算机的组成是按照计算机系统结构分配给硬件子系统的功能以与确定的概念结构,研究硬件子系统各组成部分的内部构造和相互联系,以实现机器指令集的各种功能和特性。
4.计算机实现是计算机组成的物理实现,即按计算机组成制定的方案,制作出实际的计算机系统,它包括处理器、主存、总线、接口等各部件的物理结构的实现,器件的集成度和速度的选择和确定,器件、模块、插件、底板的划分和连接,专用器件的设计,电源配置、冷却、装配等各类技术和工艺问题的解决等。
1.2计算机的硬件系统结构P2(1.2.1)5.电子数字计算机普遍采用冯·诺依曼计算机系统结构。
6. 主机:由、存储器与接口合在一起构成的处理系统称为主机。
7. :中央处理器,是计算机的核心部件,由运算器和控制器构成。
8.冯·诺依曼计算机系统结构由运算器、控制器、储存器、输入设备、输出设备5大部件组成,相互间以总线连接。
9.运算器的作用:计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。
运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以与移位、比较和传送等操作,亦称算术逻辑部件()。
(算数逻辑部件():用于完成各种算术运算和逻辑运算(主要用于条件判断、设备控制等)。
)10.控制器的作用:是计算机的指挥中心,负责决定执行程序的顺序,给出执行指令时机器各部件需要的操作控制命令.由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成,它是发布命令的"决策机构",即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。
11储存器的作用:是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。
【章节】第一章计算机系统概述1.运算器的核心部件是。
A.数据总线 B.数据选择器 C.累加寄存器 D.算术逻辑运算部件答案:D2.存储器主要用来。
A.存放程序 B.存放数据 C.存放微程序 D.存放程序和数据答案:D3.对计算机软、硬件资源进行管理,是的功能。
A.操作系统 B.数据库管理系统 C.语言处理程序 D.用户程序答案:C4.电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为______。
A.CPU B.ALU C.主机 D.UP 答案:C5.输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为______。
A.操作系统 B.存储器C.主机 D.外围设备答案:D6.下列______属于应用软件。
A.操作系统 B.编译程序C.连接程序 D.文本处理答案:D7.冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是______。
A.多指令流单数据流;B.按地址访问并顺序执行指令;C.堆栈操作;D.存储器按内容选择地址。
答案:B8.计算机硬件能直接执行的只能是。
A.符号语言 B.机器语言 C.汇编语言 D.机器语言和汇编语言答案:B 9.由0、1代码组成的语言称为______。
A.汇编语言 B.人工语言 C.机器语言 D.高级语言答案:C10.计算机的算术逻辑单元和控制单元称为______。
A.ALU B.UP C.CPU D.CAD 答案:C11.计算机操作的最小单位时间是______。
A.时钟周期;B.指令周期;C.CPU周期;D.中断周期。
答案:A12.存储字长是指______。
A.存放在一个存储单元中的二进制代码组合;B.存放在一个存储单元中的二进制代码位数;C.存储单元的个数;D.机器指令的位数。
答案:B13.存储单元是指______ 。
A.存放一个字节的所有存储元集合;B.存放一个存储字的所有存储元集合;C.存放一个二进制信息位的存储元集合;D.存放一条指令的存储元集合。
答案:B 14.32位的个人计算机,一个字节由______位组成。
计算机组成原理复习题带答案第1章计算机系统概述⼀、选择题1、在下列四句话中,最能准确反映计算机主要功能的是 C。
A、计算机可以存储⼤量信息B、计算机能代替⼈的脑⼒劳动C、计算机是⼀种信息处理机D、计算机可实现⾼速运算2、1946年2⽉,在美国诞⽣了世界上第⼀台电⼦数字计算机,它的名字叫(1)C,1949年研制成功的世界上第⼀台存储程序式的计算机称为(2)。
(1)A、EDVAC B、EDSAC C、ENIAC D、UNIVAC-Ⅰ(2)A、EDVAC B、EDSAC C、ENIAC D、UNIVAC-Ⅰ3、计算机硬件能直接执⾏的只能是B。
A、符号语⾔B、机器语⾔C、汇编语⾔D、机器语⾔和汇编语⾔4、对计算机软、硬件资源进⾏管理,是 A 的功能。
A、操作系统B、数据库管理系统C、语⾔处理程序D、⽤户程序⼆、填空题1、计算机的各⼤部件通过____总线____________连接在⼀起,它是各部件之间传输信息的通道。
2、计算机按内部信息形式可以分为___模拟____________和___数字信号_两类。
3、计算机硬件⼀般由_运算器,控制器_______、__存储器______、_输⼊_______和、____输出____和五⼤部分组成。
4、运算器是⼀个数据加⼯部件,主要完成⼆进制___算术_______运算及__逻辑________运算。
5、运算器的___位数________越多,计算的精度就越⾼,但是所费的电⼦器件也越多,成本越⾼。
三、简答题1、简述计算机的发展过程。
1、第⼀代电⼦管计算机1946年2⽉,诞⽣了世界上第⼀台电⼦数字计算机——ENIAC ,1949年研制成功的世界上第⼀台存储程序式的计算机EDSAC。
2、第⼆代晶体管计算机1947年在贝尔实验室制成第⼀个晶体管,进⼊20世纪50年代全球出现⼀场以晶体管代替电⼦管的⾰命。
3、第三代集成电路计算机4、⼤规模集成电路计算机5、超⼤规模集成电路计算机3、冯.诺依曼计算机的特点是什么?它包括哪些主要组成部分?各部分的功能是什么?1、计算机由运算器、存储器、控制器、输⼊设备和输出设备五⼤部件组成2、指令和数据以同等的地位存放在存储器内,并可以按地址寻访3、指令和数据均⽤⼆进制数表⽰4、指令由操作码和地址组成。
第一章计算机系统概述1.电子(电子线路)数字(电子线路是数学式)通用(计算机本身功能多样)计算机系统。
2.计算机系统由计算机硬件(构成计算机的所有实体部件的组合)和计算机软件(一系列按照待定顺序组织的计算机数据和指令的集合)组成。
3.硬件指由中央处理器,存储器以及外围设备等组成的实际装置,硬件的作用是完成每条指令规定的功能。
指令是计算机运行的最小的功能单位,指令是指示计算机硬件执行某种运算,处理功能的命令。
4.软件是为了使用计算机而编写的各种系统的和用户的程序,程序由一个序列的计算机指令组成。
指令是用于设计的一种计算机语言。
5.计算机系统的层次结构:数字逻辑层,微体系结构层(这两层是硬件部分),指令系统层(处在硬件和软件系统),操作系统层,汇编语言层,高级语言层(这三层是软件部分)。
6.运算器(ALU,算术逻辑单元)(1)算术运算和逻辑运算(2)在计算机中参与运算的数是二进制的(3)运算器的长度一般是8,16,32或64位。
7.存储器(1)存储单元:在存储器中保存一个n位二进制数的n个触发器,组成一个存储单元。
(2)存储器地址:存储器是由许多存储单元组成,每个存储单元的编号称为地址。
(3)内存储器(ROM,RAM)8.信息单位(1)位(bit,简写b)数字计算机信息单位;包含1位二进制(0或1)(2)字节(Byte,简写B)由8位二进制信息组成(3)字(Word)计算机一次所能处理的二进制位数,至少一个字节,通常把组成一个字的二进制位数称为字长9.存储器的分类(1)按照在计算机中的作用(主存储器,寄存器,闪速存储器,高速缓冲存储器,辅助存储器等)10.主存储器(主存)通常采用半导体存储器(1)随机存取存储器(RAM)CPU可读写,断电时内容被消除(2)只读存储器(ROM)CPU只能读写,断电后可保留其数据,存储在ROM中的软件常被称为固件。
11.寄存器(CPU内部的一组特殊存储单元)(1)读写速度比主存快的多,通常被用于使用最为频繁的数据项,以避免多次访问主存,减少主存访问可大大加快计算机速度。
知识点概括计算机系统层次结构1.计算机系统基本组成;2.计算机硬件基本组成;3.计算机系统的工作原理.计算机性能指标吞吐量、响应时间、CPI 、CPU 执行时间等.第一章计算机系统概述计算机系统层次结构由具有各类特殊功能的信息(程序)组成1. 计算机系统计算机系统计算机的实体,如主机、外设等硬件软件按任务需要编制成的各种程序用来管理整个计算机系统系统软件应用软件高级语言虚拟机器M 3汇编语言虚拟机器M 2操作系统虚拟机器机器语言实际机器M 1微指令系统微程序机器M 0冯诺依曼机语言1. 计算机系统知识点:高级语言:需要经过编译程序编译为汇编程序后,经过汇编得到机器语言;或直接由高级语言程序直接翻译成机器语言。
汇编语言:用助记符代替二进制,必须要经过汇编才能在计算机硬件上执行。
机器语言:有二进制编码组成,是计算机唯一可以直接识别和执行的语言。
1. 计算机系统1.特点•存储程序•计算机由五大部件组成•指令和数据用二进制表示•指令由操作码和地址码组成•以运算器为中心•指令和数据以同等地位存于存储器,可按地址寻访知识点:冯·诺依曼计算机1.机器字长2.运算速度CPU一次能处理数据的位数,与CPU中的寄存器位数有关主频每秒执行百万条指令MIPS每秒浮点运算次数FLOPS执行一条指令所需时钟周期数CPICPU时钟频率,时钟周期的倒数一条指令的耗时=CPI乘CPU时钟周期M G T P E Z221b=256KB213b=1KB 如3.存储容量主存容量辅存容量存储单元个数×存储字长字节数字节数80 GB如MAR MDR 容量10 816 32存放二进制信息的总位数1K = 2101K×8位64K×32位K M G T P E Z知识点概括数制与编码1.进位计数值及其数据之间的相互转换;2.定点数的编码表示.整数表示和运算1.无符号整数的表示和运算;2.有符号整数的表示和运算.浮点数表示和运算1.浮点数的表示;2.浮点数的加/减运算.C语言中的类型转换应用运算方法和运算电路1.基本运算部件;加/减运算器;3.乘/除运算的基本原理和电路第二章数据的表示和运算数制与编码补码可表示的范围:-2的n次方~2的n次方-1补码可表示的范围:-2的n 次方~2的n 次方-1000000000000000100000010 (011111111000000010000001111111011111111011111111)…128129-0-1-128-127-127-126二进制代码无符号数对应的真值原码对应的真值补码对应的真值反码对应的真值012127 (253254255)…-125-126-127…-3-2-1…-2-1-0…+0+1+2+127…+0+1+2+127…+0+1+2+127…对有符号数:算数移位:左移移位:乘2的倍数。