计算机组成原理答案（1-10章，唐朔飞）

### 计算机组成原理关键知识点解析 #### 1. 计算机系统与组成 计算机系统是由**硬件系统**和**软件系统**组成的综合体。其中，硬件包括电子线路和物理装置，是计算机运行的物理基础；软件则涵盖运行所需的程序及相关资料，两者相辅相成，缺一不可。 #### 2. 计算机层次结构 计算机系统分为**硬件系统**、**系统软件**和**应用软件**三个层次。硬件是最底层，系统软件位于硬件之上，提供基础的操作界面，而应用软件则构建在系统软件之上，服务于具体的用户需求。这种层次结构确保了计算机功能的拓展性和兼容性。 #### 3. 高级语言、汇编语言与机器语言的关系 - **机器语言**：直接被计算机硬件识别的二进制代码。 - **汇编语言**：机器语言的符号化表示，更接近人类可读。 - **高级语言**：面向算法和逻辑，需通过编译或解释转换为机器语言才能执行。 #### 4. 计算机组成与体系结构的区别 - **计算机体系结构**：程序员可见的计算机特性，如指令系统、数据类型等。 - **计算机组成**：实现体系结构特性的硬件设计，包括功能部件的结构和功能，以及它们之间的连接方式。 #### 5. 冯·诺依曼架构特征 冯·诺依曼计算机遵循以下原则： - 由五个基本部分构成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 - 指令和数据统一存储，可按地址访问。 - 使用二进制编码。 - 指令由操作码和地址码组成，支持自动顺序执行。 #### 6. 计算机硬件组成部分与技术指标 - **控制器**：指挥中心，协调各部件工作。 - **运算器**：执行算术和逻辑运算。 - **存储器**：存储程序和数据，支持“存储程序控制”。 - **输入/输出设备**：信息的输入和输出接口。 技术指标包括： - **机器字长**：CPU一次处理数据的位数，影响计算能力和精度。 - **数据通路宽度**：数据总线的位宽，影响数据传输效率。 - **存储容量**：最大存储信息量，区分主存和辅存。 - **运算速度**：常用MIPS、MFLOPS或CPI衡量。 - **主频**：主时钟频率，影响处理速度。 - **吞吐量**：信息处理速率，依赖主存性能。 - **响应时间**：对外部事件的反应时间，对实时系统尤其重要。 #### 7. 关键概念定义 - **主机**：CPU和主存储器的组合。 - **CPU**：中央处理器，包括运算器和控制器。 - **主存**：运行中的程序和数据存储处。 - **存储单元**：存储机器字的独立地址空间。 - **存储元件**：最小的二进制信息存储单位。 - **存储字**：存储单元中数据的逻辑单位。 - **存储字长**：存储单元中二进制代码的位数。 - **存储容量**：存储器可存储的二进制代码总量。 - **机器字长**：CPU一次处理的二进制数据位数。 - **指令字长**：指令中二进制代码的总位数。 #### 8. 英文缩写与中文含义 - **CPU**：中央处理器 - **PC**：程序计数器 - **IR**：指令寄存器 - **CU**：控制单元 - **ALU**：算术逻辑单元 - **ACC**：累加器 - **MQ**：乘商寄存器 - **X**：通用寄存器 - **MAR**：内存地址寄存器 - **MDR**：内存数据寄存器 - **I/O**：输入/输出 - **MIPS**：每秒百万条指令 - **CPI**：执行一条指令所需的时钟周期数 这些概念和术语构成了理解计算机组成原理的基础，对于深入学习计算机科学至关重要。