计算机组成原理概论思考

思考题是章节末尾老师勾的，前三道都讲过，最后一道去查了资料才得出答案。如果有错误的地方，还请在评论区留言，感谢。

1>理解计算机系统的层次结构

解：计算机系统层次结构，指的是计算机系统不仅由硬件和软件两大部分所构成，如果按功能再分，又可以把计算机系统为多级层次结构。

2>冯·诺依曼计算机的特点

1>计算机以运算器为中心

2>计算机由五大部件(运算器、存储器、控制器、输入和输出设备)组成

3>指令和数据都用二进制表示

4>指令在存储程序(存储器中按顺序)存放

5>指令和数据(同等地位)在存储器中存储(都能通过地址找到)

6>指令由操作码和地址码组成(操作码表示性质，地址码表示位置)

3>画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标

计算机硬件组成框图

以两类计算机为例:<1>典型的冯·诺伊曼计算机(以运算器为中心的计算机)。<2>现代的计算机(以存储器为中心的计算机)

计算机各硬件作用

运算器进行算术逻辑运算、存储器存储数据和程序、控制器指挥程序运行、输入设备将信息转化成机器可以识别的信息、输出设备将机器的运算结果转化成人们可以识别的信息。

计算机硬件的主要技术指标

机器字长

机器字长是CPU一次能处理数据的位数(与CPU中的寄存器位数有关)

存储容量

存储容量分为主存容量和辅存容量(这里主要讲解主存容量)。

主存容量指主存中存放二进制数的总位数，其存储容量=存储单元个数x存储字长。(存储字长是由MDR的位数决定，存储单元个数由MAR的位数决定。)在现代计算机中常以字节数来描述容量的大小(因为一个字节已经被定义为8位二进制代码，所以用字节数就可以反映主存容量)。辅存容量通常也用字节数表示。

例如：MAR位数为10，MDR位数为8，那么总共的容量就应该是1K x 8位；其中存储单元个数是2的10次方，存储字长是8。

运算速度

运算速度可以从以下几个因素去衡量

4>指令和数据都存与存储器中，计算机如何区分它们

时间段区分

在取指阶段取出的是指令，在执行阶段取出的是数据。

地址来源区分

PC提供存储单元地址的取出的是指令，指令地址码提供存储单元地址取出的是操作数据。