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1、1第1章計算機系統(tǒng)概論1.什么是計算機系統(tǒng)、計算機硬件和計算機軟件?硬件和軟件哪個更重要?解:P3計算機系統(tǒng)——計算機硬件、軟件和數(shù)據(jù)通信設(shè)備的物理或邏輯的綜合體。計算機硬件——計算機的物理實體。計算機軟件——計算機運行所需的程序及相關(guān)資料。硬件和軟件在計算機系統(tǒng)中相互依存,缺一不可,因此同樣重要。5.馮諾依曼計算機的特點是什么?解:馮氏計算機的特點是:P9由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成;指令和數(shù)據(jù)以同一形式(
2、二進(jìn)制形式)存于存儲器中;指令由操作碼、地址碼兩大部分組成;指令在存儲器中順序存放,通常自動順序取出執(zhí)行;以運算器為中心(原始馮氏機)。7.解釋下列概念:主機、CPU、主存、存儲單元、存儲元件、存儲基元、存儲元、存儲字、存儲字長、存儲容量、機器字長、指令字長。解:P10主機——是計算機硬件的主體部分,由CPUMM(主存或內(nèi)存)組成;CPU——中央處理器(機),是計算機硬件的核心部件,由運算器控制器組成;(早期的運、控不在同一芯片上)主存
3、——計算機中存放正在運行的程序和數(shù)據(jù)的存儲器,為計算機的主要工作存儲器,可隨機存取;由存儲體、各種邏輯部件及控制電路組成。存儲單元——可存放一個機器字并具有特定存儲地址的存儲單位;存儲元件——存儲一位二進(jìn)制信息的物理元件,是存儲器中最小的存儲單位,又叫存儲基元或存儲元,不能單獨存取;存儲字——一個存儲單元所存二進(jìn)制代碼的邏輯單位;存儲字長——一個存儲單元所存二進(jìn)制代碼的位數(shù);存儲容量——存儲器中可存二進(jìn)制代碼的總量;(通常主、輔存容量分
4、開描述)機器字長——CPU能同時處理的數(shù)據(jù)位數(shù);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、IO、MIPS、CPI、FLOPS解:全面的回答應(yīng)分英文全稱、中文名、中文解釋三部分。CPU——CentralProcessingUnit,中央處理機(器),見7題;PC——ProgramCounter,程序計數(shù)器,存放當(dāng)前欲執(zhí)行指令的地址,并可自動計數(shù)
5、形成下一條指令地址的計數(shù)器;IR——InstructionRegister,指令寄存器,存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的寄存器;CU——ControlUnit,控制單元(部件),控制器中產(chǎn)生微操作命令序列的部件,為控制器的核心部件;ALU——ArithmeticLogicUnit,算術(shù)邏輯運算單元,運算器中完成算術(shù)邏輯運算的邏輯部件;ACC——Accumulat,累加器,運算器中運算前存放操作數(shù)、運算后存放運算結(jié)果的寄存器;MQ——Multip
6、lierQuotientRegister,乘商寄存器,乘法運算時存放乘數(shù)、除法時存放商的寄存器。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,即運算器中工作寄存器之一,用來存放操作數(shù);MAR——MemyAddressRegister,存儲器地址寄存器,內(nèi)存中用來存放欲訪問存儲單元地址的寄存器;MDR——MemyDataRegister,存儲器數(shù)據(jù)緩沖寄存器,主存中用來存放從某單元讀出、或?qū)懭肽炒鎯卧獢?shù)據(jù)的寄
7、存器;IO——InputOutputequipment,輸入輸出設(shè)備,為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱,用于計算機內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與傳送;MIPS——MillionInstructionPerSecond,每秒執(zhí)行百萬條指令數(shù),為計算機運算速度指標(biāo)的一種計量單位;11.指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中,計算機如何區(qū)分它們?解:計算機區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下2種方法:3不互鎖不互鎖半互鎖半互鎖全互鎖全互鎖單機單機多機多機網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)通信8.為什么說半同
8、步通信同時保留了同步通信和異步通信的特點?解:半同步通信既能像同步通信那樣由統(tǒng)一時鐘控制,又能像異步通信那樣允許傳輸時間不一致,因此工作效率介于兩者之間。9.分離式通信有何特點,主要用于什么系統(tǒng)?(1)各模塊欲占用總線使用權(quán)都必須提出申請。(2)在得到總線使用權(quán)后,主模塊在限定的時間內(nèi)向?qū)Ψ絺魉托畔ⅲ捎猛椒绞絺魉?,不再等待對方的回答信號。?)各模塊在準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的過程中都不占用總線,使總線可接受其他模塊的請求。(4)總線被占用時都在做
9、有效工作,或者通過它發(fā)送命令,或者通過它傳送數(shù)據(jù),不存在內(nèi)存等待時間,充分的利用了總線的有效占用,從而實現(xiàn)了總線在多個主、從模塊間進(jìn)行信息交叉重疊并行使傳送,這對大型計算機系統(tǒng)是極為重要的。10.什么是總線標(biāo)準(zhǔn)?什么是即插即用,哪些總線有這一特點?為什么要設(shè)置總線標(biāo)準(zhǔn)?你知道目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有哪些?解:所謂總線標(biāo)準(zhǔn),可視為系統(tǒng)與各模塊,模塊與模塊之間的一個互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)界面總線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置主要解決不同廠家各類模塊化產(chǎn)品的兼容問題;目前流行的
10、總線標(biāo)準(zhǔn)有:ISA、EISA、PCI等;plugplay——即插即用,EISA、PCI等具有此功能。第4章存儲器3.存儲器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在什么地方?為什么要分這些層次?計算機如何管理這些層次?答:存儲器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在Cache—主存和主存—輔存這兩個存儲層次上。Cache—主存層次在存儲系統(tǒng)中主要對CPU訪存起加速作用,即從整體運行的效果分析,CPU訪存速度加快,接近于Cache的速度,而尋址空間和位價卻接近于主存。主存—輔存
11、層次在存儲系統(tǒng)中主要起擴容作用,即從程序員的角度看,他所使用的存儲器其容量和位價接近于輔存,而速度接近于主存。綜合上述兩個存儲層次的作用,從整個存儲系統(tǒng)來看,就達(dá)到了速度快、容量大、位價低的優(yōu)化效果。主存與Cache之間的信息調(diào)度功能全部由硬件自動完成。而主存—輔存層次的調(diào)度目前廣泛采用虛擬存儲技術(shù)實現(xiàn),即將主存與輔存的一部份通過軟硬結(jié)合的技術(shù)組成虛擬存儲器,程序員可使用這個比主存實際空間(物理地址空間)大得多的虛擬地址空間(邏輯地址空
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