计算机组成原理第1章计算机系统概述（一轮习题总结）_smar和dmar存储器的相同和不同-优快云博客

第1章计算机系统概述

1.1 计算机发展历程
1.2 计算机系统层次
1.3 计算机的性能指标

1.1 计算机发展历程
1.2 计算机系统层次（1 2 6 7 9 10 13 14 15 16 17 19 20 21 22 24 26）
1.3 计算机的性能指标（2 3 8 11 13 14 15 17 18 20 21 22）

1.1 计算机发展历程

1.2 计算机系统层次

T1
主机的组成部分/计算机硬件：存储器（主存？）、运算器、控制器
完整的计算机系统：配套的硬件设备和软件系统
T2
冯诺依曼机最根本的特征是采用“存储程序”原理，基本工作方式是控制流驱动方式。
T3
多指令单数据流—不存在；多指令多数据流—多处理机，冯诺依曼是单处理机
相联存储器：又称按内容寻址的存储器，既可以按地址寻址又可以按内容寻址（通常是某些字段）
T6
MAR：在存储器中，存储数据的地址
PC：在控制器中，下一条指令的地址
T7
CPU/中央处理器的组成部分：运算器、控制器
地址寄存器：在主存/CPU中？，用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。一般属于主存中，但现代计算机CPU中也集成了
通用寄存器：CPU中的寄存器取名为通用寄存器
地址译码器：在主存中，用来接受CPU送来的地址信号并对它们进行译码，选择与地址码相对应的存储单元
（见：第三章 3.3 主存储器与CPU的连接）
T9
状态寄存器：又称CPSR，是CPU运算器的一部分
在运算器中，包含数据总线
T10
CPU存取速度：寄存器（在CPU内）>Cache（高速SMAR）>内存（DMAR）
T13
系统软件：操作系统、语言处理软件（编译程序）、服务性程序（连接程序）
应用软件：文本处理
T14 / T16
解释程序（Python）：高级语言/源程序——（一条一条）——>机器语言
编译语言（C/Java）：高级语言/源程序——（全部）——>汇编语言 or 机器语言作为目标程序
汇编操作：汇编语言——>机器语言
T15
机器语言：0/1，计算机直接执行
汇编语言：英文缩写的标识符、助记符
T17
全面代表计算机性能的是实际软件的运行情况，不是实际应用软件的测试结果。
系列机的基本特性是指令系统向后兼容。向后兼容指的是时间上向后兼容，即新机器兼容使用以前机器的指令系统。
T19
数据库系统：由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员构成
数据库管理系统DBMS：是系统程序/系统软件
T21
微指令系统—>用机器语言的机器—（硬件|软件）—>操作系统机器—>汇编语言机器—>高级语言机器
上层对下层：功能扩展；下层对上层：基础
T22
冯·诺依曼机区分指令和数据：指令周期的不同阶段，取指阶段—指令，执行阶段—数据。
T24
硬件只能执行机器语言（二进制0/1）
T23 / T26
见到“目标代码、目标文件、目标程序”，通常是编译。
编译：预处理（源程序）—>编译（汇编源程序）—>汇编（目标程序）—>链接（可执行程序）

1.3 计算机的性能指标

T1
CPU时钟周期=1/CPU主频
CPI：执行一条指令的时钟周期数（是数，而不是时钟周期）
CPU执行时间=（指令数*CPI）/ 主频
（理解：（指令数*CPI）表示时钟周期数；（1/主频）表示时钟周期）
IPS：每秒执行多少指令 =主频/平均CPI
FLOPS：每秒执行多少浮点数运算
（理解：主频表示你每秒多少个数字脉冲时钟周期，CPI表示执行一条指令的时钟周期数）
T2
MAR：存储单元个数
MDR：存储字长，每个存储单元的大小
机器字长：决定计算机的运算精度。可以是16位，32位，64位（8的倍数，1B/byte/字节=8bit/位）
数据字长：数据总线一次能并行传送信息的位数
（补充：区分字和字节；字长为4B=32bit；总容量1KB=25行字长为4B的数据——第三章存储系统：寻址）
T8
汇编程序员可见：PC、状态寄存器、通用寄存器
程序员不可见：IR、MAR、MDR（它们是CPU内部工作寄存器）
T11/T12/T15
评价性能的综合参数—吞吐率：单位时间内处理请求的数量
高性能计算机的重要技术—并行技术
优化数据通路结构，可以提高吞吐量，缩短程序执行时间
T14
计算机“运算速度”：每秒能执行多少条指令
T17
区分：CPU速度提高50%（除以1.5）≠ 时间减少50%
T18
（关于K M G T）
存储容量为2的幂次：(1024)K2¹⁰ M2^20 G2^30 T2^40
频率为10的幂次：(1000)K10³ M10⁶ G10⁹ T10¹² P10¹⁵（例如IPS/FLOPS）
T21
机器字长=CPU位数=运算器位数=寄存器位数=字长
指令字=存储字长的倍数=字节的倍数