计算机组成原理基础知识 - 概述 - 慕课网

历史和结构

 

习题
1. 计算机的发展历史大概可以分为几个阶段？每个阶段的计算机分别有什么特点？
2. 你了解“摩尔定律”吗？“摩尔定律”对现代计算机产生了什么影响？
3. 你了解冯诺依曼机吗？你是否可以大概描述冯诺依曼机的基本组成和工作原理？冯诺依曼机相对于之前的计算机有什么重要改进？
4. 什么是冯诺依曼瓶颈？冯诺依曼瓶颈对现代计算机产生了什么影响？
5. 你了解程序解释和程序翻译吗？什么是编译型语言，什么是解释型语言呢？
6. 请你列举十种以上的编程语言，并分别分类他们属于什么类型的语言。
7. 你了解计算机的层次结构吗？今天的软件和硬件是怎么界定的。
8. 请你尝试说明高级语言、汇编语言和机器语言的区别和联系？
9. 请完成常见的容量换算公式：
1). 1G = ( )Bytes
2). 1Byte = ( )bits
3). 一条内存条的容量大约2( )
4). 一个磁盘的容量大约1( )
5). 一个SSD的容量大约256( )
10. CPU的速度一般使用什么做单位？它具有什么物理意义？
11. 网络的速度一般使用什么做单位？
12. 20世纪80年代以前的计算机是不支持输入中文的，当时的计算机使用的是什么编码集？
13. ASCII编码集占用多少个字节？
14. ‘A’, ‘b’, 'C’对应的ASCII十进制数值分别是多少？
15. 你可以使用你熟悉的语言将 72、96、108转换为ASCII码吗？
16. 你知道Unicode编码和UTF-8编码的区别和联系吗？
17. 假设有10000个汉字，6000个日本字，3000个韩国字，1000个特殊字符，如果让你设计一套通用的编码集，请问每个字至少几个比特位？
 

重要概念
摩尔定律
冯诺依曼机
冯诺依曼瓶颈
程序解释
程序翻译
高级语言
汇编语言
机器语言
计算机软件
计算机硬件
计算机的层次结构
计算机编码集
 

1.

可以分为4个阶段：电子管、晶体管、集成电路、超大规模集成电路。

特点：集成化程度越来越高，运算速度越来越快。

2.

摩尔定律，是指集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也会翻倍。

影响：摩尔定律非常具有前瞻性，是对微电子行业发展的一种鼓励。因为公司会按照摩尔定律来制定发展计划，一旦公司的研发进度落后于摩尔定律，就可能被淘汰。

3.

冯诺依曼机的核心部件是存储器。

组成：输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器。

工作原理：输入设备将数据和程序输入到存储器中，在运行过程中，控制器从存储器中取出指令，运算器从存储器中取数据，计算，并放回到存储器中。

改进：使得计算机由专用电路计算机发展成为通用电路计算机。

4.

冯诺依曼瓶颈：CPU和存储器之间的速度瓶颈，导致计算机的运算速度瓶颈。

影响：现代计算机根据局部性原理设计了存储器的层次结构，缓存-主存-辅存

5.

程序解释：程序在执行的过程中逐行解释，解释一句后计算机就执行一句，不生成目标程序。

程序翻译：程序代码在编译阶段就翻译成较低层次的语言，在运行时直接运行。

编译型语言：在执行之前，需要经过编译系统将高级语言编译成机器语言文件。

解释型语言：在运行的时候再翻译，不需要经过单独的编译程序。

 

6.

编译型语言：C、c++、GO、OC。

解释型语言：Python、PHP、Javascript。

编译+解释：Java、C#。

7.

计算机的层次结构：数字逻辑层、微体系结构层、指令系统层、操作系统机器层、汇编语言层、面向问题语言层。

结构划分：指令系统层之上为软件层，指令系统层之下为硬件层。

8.

高级语言，是方便程序员描述程序逻辑的编程语言。

汇编语言，方便程序员描述硬件逻辑的语言。

机器语言，方便机器运行和理解。

9.

1024^3、8、GB、TB、GB

10.

赫兹，也称为CPU的时钟频率。代表CPU产生信号的频率。

 

11.

Mbps，兆比特每秒

12.

Extended-ASCII

13.

7

14.

65、98、67

15.

char c = 72;

c = 96;

c = 108;

16.

Unicode是一个符号集，规定了符号以及符号对应的二进制代码，却没有规定这个二进制代码怎么存储。

UTF-8就是一种Unicode编码的实现形式，规定了每个符号的具体实现编码，使用不定长字节表示字符。

17.

10000+6000+3000+1000 = 20000

15位