计算机组成原理复习---第1章计算机组成原理概论-创新互联
目录
计算机的组成
计算机系统的组成是什么？
硬件组成及功能
计算机系统硬件组成包括哪些模块？各模块的主要功能是什么？
软件系统及功能
计算机系统的软件组成是什么？不同的软件的作用是什么？
计算机系统的层次结构概念
计算机系统的性能指标
计算机系统有哪些性能指标？如何定义的？
计算机系统的分类
计算机系统是如何分类的
什么是计算机软、硬件的逻辑等价性？理解软硬件的等价性的意义是什么？
什么是固件？举例说明固件在计算机系统中的应用。
计算机系统的发展
计算机发展历程
计算机的组成
- 计算机系统的组成是什么？
一个完整的计算机系统应当包括两大部分，即硬件系统和软件系统。
硬件组成及功能硬件系统是指构成计算机的物理设备，即由机械、光、电、磁等器件构成的具有计算、控制、存储、输人和输出功能的实体部件。如 CPU、存储器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、主机板、各种功能卡及整机中的主机、显示器、打印机、绘图仪、调制解调器等,整机硬件也称为“硬设”。
软件系统则是指管理计算机软件系统和硬件系统资源、控制计算机运行的程序、命令、指令数据等，软件系统就是程序系统，也称为“软设备”。
平时所说的“计算机”，都是指含有硬件和软件的计算机系统。计算机依靠硬件和软件的协同工作来执行具体的任务。计算机硬件是软件的基础，任何软件都是建立在硬件基础之上的，何软件也离不开硬件的支持。可以说，硬件是计算机系统的物质基础，而软件则是硬件功能的扩充和完善。
- 计算机系统硬件组成包括哪些模块？各模块的主要功能是什么？
软件系统及功能计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成，功能分别如下：
存储器：计算机用于存放指令和数据的部件。
运算器：在控制器的控制下，完成加减乘除运算、逻辑运算。
控制器：整个计算机的控制中心，其功能是对当前指令所需要完成的操作进行译码分析，产 生各部件所需要的控制信号，通过向计算机各个部件发出控制信号，使整个计算机自动、协调地工作。
输入设备：是向计算机输入信息的设备。外界信息通过输入设备转换为计算机可以识别的二 进制代码。
输出设备：是将计算机的处理结果转换成人们或其他设备所能接受的形式。
- 计算机系统的软件组成是什么？不同的软件的作用是什么？
计算机系统的层次结构概念计算机软件系统一般分为两大类：系统软件、应用软件。
系统软件是指管理、调度、监视和维护计算机系统资源的程序集合，这些系统资源包括硬件资源与软件资源，是系统得到合理调度，确保高效运行。常用的系统软件由操作系统、语言处理程序、标准程序库、服务程序、数据库管理系统、网络管理软件等，其核心是操作系统。
应用软件又称为应用程序，它是用户在各自的应用领域中根据具体的任务需要所开发的程序，如工程设计程序、数据处理程序、自动控制程序、企业管理程序、科学计算程序等。
- 什么是计算机系统的层次结构？计算机系统的层次结构包含哪些部分？每个部分的作用是什么？
计算机系统的性能指标第一层是微程序设计级。
第二层是机器指令系统级。
第三层是操作系统级即虚拟机。
第四层是语言处理程序及其他系统软件级。
第五层是面向用户的应用程序级。
- 计算机系统有哪些性能指标？如何定义的？
计算机系统的分类1.机器字长：CPU一次能处理的数据位数，它决定了寄存器、运算部件、数据总线的位数。
2.存储容量：包括主存储器容量和辅助存储器容量。
主存储器容量是指主存储器中存放数据的字节或字的数量，以字节为单位表示主存储器每个单元存放一个字节数据，而以字为单位则表示主存储器每个单元存放一个字数据。
辅助存储器的容量一般以字节数来表示。
3.运算速度：与许多因素有关，如计算机的主频、执行何种操作、访问存储器的速度等。
4.可配置的外围设备
5.性能价格比：衡量计算机性能的一项综合指标，性价比越高，就越表示该计算机价廉物美。
6.可靠性、可维护性和可用性
- 计算机系统是如何分类的
按计算机体系结构分：
（1）单指令流单数据流（SISD）结构
（2）单指令流多数据流（SIMD）结构
（3）多指令流单数据流（MISD）结构
（4）多指令流多数据流（MIMD）结构
按计算机的用途分类：
（1）通用计算机
（2）专用计算机
按计算机的使用方式分类：
（1）桌上型计算机
（2）服务器型计算机
（3）嵌入式计算机
按计算机的规模分类：
（1）巨型计算机（2）大/中型计算机
（3）小型计算机
（4）微型计算机
- 什么是计算机软、硬件的逻辑等价性？理解软硬件的等价性的意义是什么？
在计算机中任何由软件实现的操作，都可以由硬件来实现，反之亦然。只不过由硬件实现的操作速度更快，但缺乏软件实现的灵活性。软、硬件的这种特性叫做逻辑等价性。这是特指在实现计算机指令和程序功能上的逻辑等价。
意义：随着大规模集成电路和计算机系统结构的发展，实体硬件机的功能范围不断在扩大。第一级和第二级的边界范围，要向第三级乃至更高级扩展。这是因为容量大、价格低、体积小、可以改写的只读存储器提供了软件固化的良好物质手段。现在已经可以把许多复杂的、常用的程序制作成所谓固件。就它的功能来说，是软件；但从形态来说，又是硬件。其次，目前在一片硅单晶芯片上制作复杂的逻辑电路已经是实际可行的，这就为扩大指令的功能提供了物质基础，因此本来通过软件手段来实现的某种功能，现在可以通过硬件来直接解释执行。进一步的发展，就是设计所谓面向高级语言的计算机。这样的计算机，可以通过硬件直接解释执行高级语言的语句而不需要先经过编译程序的处理。传统的软件部分，今后完全有可能“固化”甚至“硬化”。
- 什么是固件？举例说明固件在计算机系统中的应用。
计算机系统的发展固件是指设备内部保存的设备“ 驱动程序 ”，通过固件，操作系统才能按照标准的设备驱动 实现特定机器的运行动作，比如光驱 、刻录机等都有内部固件。
- 计算机发展历程
从第一台电子计算机诞生至今的 60 多年来,计算机经历了一个快速发展的过程。
按计算机所使用的器件及其规模,可以将电子计算机的历史分为以下几个阶段。
1946-1956年：第一代，电子管计算机。
1956-1964年：第二代，晶体管计算机。
1964-1971年：第三代，中、小规模集成电路(MSI、SSI)计算机。
1971-1990年：第四代，大规模、超大规模集成电路(LSI、VLSI)计算机，第一、二代微处理。
1990年至今：第五代，甚大规模集成电路(ULSI)计算机，第三、四、五、六代及多核微处理器。
以上复习资料均由作者本人根据所学计算机组成原理课程大纲，参考包健《计算机组成原理与系统结构》整理而成。
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