第一章 计算机系统概论

1.1 计算机系统简介

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系统软件：管理整个计算机系统，（语言处理程序、操作系统、服务性程序

服务性程序是指为了帮助用户使用与维护电脑，提供服务性手段并支持其他软件开发而编制的一类程序。服务性程序是一类辅助性的程序，它提供各种运行所需的服务。可以在操作系统的控制下运行，也可以在没有操作系统的情况下独立运行，主要有工具软件、编辑程序、软件调试程序以及诊断程序等几种。 例如用于程序的装入、链接、编辑和调试用的装入程序、链接程序、编辑程序及调试程序，以及故障诊断程序、纠错程序等，包括编辑程序、纠错程序、连接程序等。

1.2 计算机基本组成

指令和数据都可地址寻址，都用二进制表示，指令(由操作码和地址码组成）

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上图实线表示数据通路，虚线表示控制和状态的反馈

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​ 自顶向下

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ACC:累加器 MQ:乘商寄存器 X:操作数寄存器

指令：操作码+地址码

*乘法实例

初态:ACC 被乘数

​ [M] -> MQ

​ [ACC] -> X

​ 0 -> ACC

​ [X]X[MQ] -> ACC//MQ

控制器完成一条指令：1.取指令(PC存放地址) 2.分析指令IR（存放当前预执行的指令） 3.执行指令(CU，控制单元）

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​ 图1 综合图

带宽：带宽应用的领域非常多，可以用来标识信号传输的数据传输能力、标识单位时间内通过链路的数据量、标识显示器的显示能力。在数字设备中，带宽指单位时间能通过链路的数据量。通常以bps来表示，即每秒可传输的位数。

机器字长：CPU一次能处理数据的位数，与CPU中的寄存及位数有关。

运算速度：在相同的时间内完成的算法数量

存储容量：存放二进制信息的总位数。

练习题

错题一

单选(1分)

计算机系统中有很多条指令,不同指令主机完成一条指令的过程也不尽相同,以下是某指令的执行过程.

上述框图中,是指令____的执行过程。

• A.乘法指令
• B.存数指令
• C.取数指令
• D.加法指令

正确答案：C你错选为B

解析：指引线9-主存储器指向运算器，所以是从存储器中取出数到运算器中运行。

错题二

单选(1分)

计算机的运算速度与许多因素有关，如机器的主频、执行什么样的操作等。MIPS是衡量计算机运行速度普遍采用的计量单位。假想，机器A每秒能执行200万条指令，记做2MIPS，机器B每秒能执行500万条指令，记做5MIPS。在这两台机器上，运行同一程序时，两条机器上所用时间___

• A.A机器用的时间短
• B.B机器用的时间短
• C.A机器B机器所用时间相同
• D.无法确定

正确答案：D你错选为B

解析：不同的机器翻译同一程序出来的指令数也不一样，因此无法只用MIPS来评判计算机的运行速度。一个用户程序执行过程中可能会插入运行其他程序，所以通常观测到的用户程序执行时间要大于其真正的CPU执行时间。

错题三

多选(2分)

存放在寄存器ACC中的操作数有___

• A.乘数及乘积高位
• B.被除数及余数
• C.被加数及和
• D.减数及差

正确答案：B、C你错选为A、C

解析：[ACC]被加数、被减数、被乘数、被除数。结果和、差、积高位、除余数都在[ACC]内。

X寄存器：加数、减数、被乘数、除数

MQ:积低位、商

第二章 计算机的发展与应用

2.1计算机的发展史

需求推动发展，电子技术的发展，计算机体系结构计数的发展，从电子管发展到超大规模集成电路。

微处理器芯片：4位到64位

摩尔定律（英语：Moore’s law）是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔提出的。其内容为：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔两年便会增加一倍；经常被引用的“18个月”，是由英特尔首席执行官大卫·豪斯（David House）提出：预计18个月会将芯片的性能提高一倍（即更多的晶体管使其更快），是一种以倍数增长的观测。

软件技术的兴起

机器语言 汇编语言 面向机器

高级语言 面向问题

软件发展的特点：1.发展周期长 2.制作成本昂贵 3.检测软件产品质量的特殊性

2.2计算机的应用

1.科学计算和数据处理

2.工业控制和实时控制

3.网络技术

4.虚拟现实

5.办公自动化和管理信息系统

6.CAD/CAM/CIMS

7.人工智能

2.3计算机的展望

1.速度快

2.芯片集成度的提高，集成度受物理限制，成本几何级增长