章节内容归纳及例题精选

第1章 计算机系统概论(4学时)

本章的内容重点旨在搞清楚计算机的系统层次结构,包括计算机硬件的基本组成(五大部件的构成)、计算机软件的分类,以及计算机的基本工作过程。还需要了解计算机性能评价指标和相关参数。

例题1.1 什么是计算机系统?说明计算机系统的层次结构。

【解】计算机系统包括硬件和软件。从计算机系统的层次结构来看,它通常可有五个以上的层次,在每一个层次上上都能进行程序设计。由下至上可排序为:第一级微程序机器级,微指令由硬件直接执行;第二级传统机器级,用微程序解释机器指令;第三级操作系统级,一般用机器语言程序解释执行操作系统调度控制命令;第四级汇编语言机器级,这一级由汇编程序支持和执行;第五级高级语言机器级,采用高级语言编程,由各种高级语言编译程序支持和执行。上述五级中的第一级和第二级是物理机器级,由硬件直接支持执行;第三级及以上级皆由相应的程序支持执行,所以属于虚拟机。还可以有第六级、第七级等由特定的应用程序支持的更高级虚拟机。

例题1.2 什么是主机?什么是CPU?什么是存储器?简述它们的功能。 【解】主机包括运算器、控制器和存储器。其功能是在控制器的指挥下,逐条地从存储器中取出指令、分析指令,发出各种不同的命令,在运算器中完成各种算术逻辑运算,并将结果存储与存储器中。

CPU包括运算器和控制器,又称为中央处理机,它具有运算器和控制器的功能。

存储器用来存放程序和数据。

例题1.3 计算机的硬件指标有哪些? 【解】计算机的硬件指标主要有:

(1) 机器字长:CPU一次能处理数据的位数,通常与CPU的内部寄存器位数

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有关;

(2) 存储容量:包括主存容量和辅存容量,是存放二进制信息量的总和,可用

位(bit)或字节(Byte)来衡量;

(3) 运算速度:可用MIPS(Million Instruction Per Second,每秒执行的百万条指

令数)、CPI(Cycle Per Instruction,每执行一条指令所需的时钟周期数)或FLOPS(Floating Point Operation Per Second,每秒浮点运算次数)来衡量运算速度。

例题1.4 什么是机器字长?指令字长、存储字长?

【解】机器字长指CPU一次能处理数据的位数,通常与CPU的内部寄存器位数有关。指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数。存储字长是指存储单元中存放二进制信息的总位数。三者可以相等也可以不等,视不同机器而定。

第3章 系统总线(6学时)

总线就是一组进行互连和传输信息(指令、数据和地址)的信号线,通过本章的学习,要重点掌握:

(1) 总线的基本概念,总线的分类,以及总线的组成和性能指标(例如,各类

总线的宽度会影响哪些部件的性能等)。

(2) 总线操作规程、总线通信控制方式(同步通信方式和异步通信方式)及总线

仲裁方法(包括集中仲裁方式和分布仲裁方式)。

(3) 对总线的标准(正式标准和工业标准)有所了解,总线标准主要规定总线的

机械结构规范、功能结构规范和电气规范。

例题3.1 为了减轻总线负载且避免多个部件同时使用总线,总线上的部件应具备什么特点?

【解】以CPU片内总线为例,在每个需要将信息送至总线的寄存器输出端接

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三态门,由三态门的控制端控制什么时刻由哪个寄存器输出。当输出端无效时,寄存器和总线之间呈高阻状态。如下图所示:

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