计组期末复习之名词解释
计组期末复习之名词解释
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目前已更新完第四章
考试原题
通用计算机
功能齐全，通用性强，适应面广，可完成各种各样的工作但牺牲了效率、速度和经济型的计算机
计算机软件
是程序的有序集合
更详细一点的话，是计算机的灵魂，是由计算机程序构成的无形的东西，需要存储在有形的硬件中，可以实现更高层次的逻辑功能
程序状态字
用来表征当前运算的状态及程序的工作方式
指令系统的完备性
指用汇编语言编写各种程序时，指令系统直接提供的指令足够使用，而不必用软件来实现
指令周期
取出一条指令并执行这条指令的时间。
取指周期
- 取指令的一段时间
执行周期
- 执行指令的一段时间
顺序存储器
存储单元的内容只能按某种顺序来存取，存取时间与存储单元的物理位置有关，取决于访问存储单元的地址顺序的存储器
与顺序存储器相比，随机存储器的存取速度快得多，但每一位的价格也要高很多
复杂指令集计算机
计算机设计者增设了各种各样复杂的、面向高级语言的指令，使指令系统越来越庞大
时间并行
指时间重叠，即让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度
多核
指在一片处理器中包含两个或两个以上的独立的内核
并行计算
指通过网络相互连接的两个以上的处理机相互协调工作，同时计算同一个任务的不同部分
计算机硬件
是组成计算机的所有电子器件和机电装置的总称。
是计算机的基础，是由物理元器件构成的有形实体，主要是数字逻辑电路，主要是数字逻辑电路。
包括：控制器、运算器、存储器、输入输出设备和总线。
计算机组成
计算机体系结构的逻辑实现
数据通路
许多寄存器之间传输信息的通路
系统总线
CPU同计算机系统的其他功能部件（如存储器、通道等）连接的总线
超标量
超标量（Superscalar）计算机包含多个ALU，可以同时处理多条指令
CPU周期
CPU取出一条指令并执行该指令所需的时间
时间重叠
即时间并行，见上，这里就不套娃了。
第一章：概论
电子数字计算机
简称加算计，是按照一系列指令来对数据进行处理的机器
通用计算机
功能齐全，通用性强，适应面广，可完成各种各样的工作但牺牲了效率、速度和经济型的计算机
专用计算机
是专为某些特定问题而设计的功能单一的计算机，一般结构简单
单片机
是只用单片集成电路（Integrated Circuit，IC）做成的计算机
多处理
在一个或多个CPU之间划分工作
智能化
计算机将从数值计算为主过渡到知识推理为主， 进入知识处理阶段
微型化
微型计算机将向更加微型化、网络化、高性能、 多用途方向发展
巨型化
超级计算机将向更加巨型化、超高速、并行处理 、智能化方向发展
人工智能
使计算机模仿人的高级思维活动
计算机硬件
是组成计算机的所有电子器件和机电装置的总称。
计算机软件
是程序的有序集合
中央处理器（CPU）
控制器和运算器的合称
主机
CPU和存储器（通常组装在一个机箱内）的合称
外围设备
除去主机以外的硬件设备
控制器
是计算机的管理机构和指挥中心
程序计数器
是一个特殊的寄存器，记录着将要读取的下一条指令在存储器中的位置
取指周期
取指令的一段时间
执行周期
执行指令的一段时间
控制信息
即操作命令，发源地是控制器，分散流向各个部件
指令流
取指周期中从存储器读出的信息流，由存储器流向控制器
数据流
执行周期中从存储器读出的信息流，由存储器流向运算器
运算器
是一个用于信息加工的部件，用于对数据进行算术运算和逻辑运算
算术逻辑单元（ALU）
是具体完成算术与逻辑运算的单元，是运算器的核心，由加法器和其他逻辑运算单元组成
寄存器
用于存放参与运算的操作数，是CPU内部的一组特殊存储单元
累加器
一个特殊的寄存器， 除了存放操作数之外，还用于存放中间结果和最后结果
信息
程序和数据（都用二进制表示）的统称
访问存储器
向存储器存入或从存储器取出信息
地址
每个存储单元的编号
位
数字计算机的最小信息单位，包含1位二进制信息（0或1）
字
计算机一次所能处理的二进制位数，至少一个字节
字长
把组成一个字的二进制位数
存储容量
存储器中所有存储单元的总数
适配器
作用相当于转换器，保证外围设备按照计算 机系统特性所要求的形式发送或接收信息， 使主机和外围设备并行协调地工作。
总线
是构成计算机系统的骨架，是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路
数据总线
主要传送数据，双向，可输入输出的总线
地址总线
传送地址信息，单向，决定数据或命令传送给谁的总线
控制总线
传送各种控制信号的总线
程序
指令的有序集合
软件系统
一台计算机中全部程序的集合
应用软件
是为解决某种应用问题而编制的程序
操作系统
能控制和管理计算机的各种资源、自动调度用户作业程序、处理各种中断，是用户与计算机的接口
数据库
是一种计算机软、硬件资源组成的系统，能够有组织、动态地存储大量的相关数据，方便多用户访问
数据库管理系统
由数据库和数据库管理软件一起组成
指令助记符
为了编写程序方便、提高机器使用效率，人们用约定的文字、符号和数字按规定格式来表示各种不同的指令，每条基本指令都被指定 了一个表示其功能又便于记忆的短的名字，称为指令助记符
汇编语言
用指令助记符表示的指令来编写程序的语言
汇编程序
用来把汇编语言程序转换为计算机可以理解的、用机器语言表示的目的程序的程序
算法语言
是指按实际需要规定好的一套基本符号，以及由这套基本符号构成程序的规则
源程序
是指用算法语言编写的程序
编译程序
把用算法语言编写的源程序翻译成目的程序，然后在运行系统中执行目的程序，得出计算结果
编译系统
编译程序和运行系统的合称
解释程序
逐个解释并立即执行源程序的语句
软件固化
把复杂的、常用的程序用只读存储器制作成固件，就其功能而言是软件，但从形态来说又是硬件
计算机体系结构
机器语言程序员所看到的计算机系统的属性
计算机组成
计算机体系结构的逻辑实现
计算机实现
是计算机组成的物理实现
第二章：运算方法和运算器
信息的数字化编码
用“0”和“1”按照一定的组合规则来表示数据
进位计数制
采用从低位向高位进位的方式进行计数的数据表示方法
基数
每个数位所用到的数码符号的个数
权
每个数码所表示的数值等于该数码本身乘以一个与它所在数位有关的常数, 这个常数叫做权
符号位
把正负符号用1位二进制数码来表示
机器数（或机器码）
把符号位和数值位一起编码来表示的数。
“0”表示正号，“1”表示负号，符号位置于最高数值位之前，表示形式包括原码、补码、反码、移码
真值
用“+”、“-”来表示符号的数
补码
把某数X加上模数K，称为以K为模的X的补码。
正数的补码的最高位为符号“0”，数值部分为该数本身
负数的补码的最高位为符号“1”，数值部分为用模减去该数的绝对值(取反+1)
移码
移码也称为增码或偏码，常用于表示浮点数中的阶码
补码符号位取反即可得到移码
定点数
一个数中小数点的位置是固定的
浮点数
一个数中小数点的位置是浮动的
科学计数法
把数据表示成一个小数乘以一个以10为底的指数
机器零
如果一个浮点数尾数为0或者其阶码的值遇到比它所能表示的最小值还小时，计算机都将这个浮点数看作零值。
非数值数据
通常指的是字符、字符串、图形符号、汉字等数据，不用来表示数值的大小，一般也不进行算术运算
字符串
连续的一串字符
内码
计算机内部对汉字信息进行各种加工、处理所使用的编码
点阵
每个汉字字符包含m列n行，用一个由m×n个像素组成的位图表示，定义成一个被称为字模（Mask）的m×n点阵
奇偶校验的概念
是一种最简单且应用广泛的数据校验码,由若干位有效信息（如1个字节）再加上1位校验位组成，硬件成本很低。可以检测出一位或奇数位错误，但不能确定出错位置，也不能检测出偶数位错误
溢出
两数进行加减运算之后的运算结果超出了给定的取值范围
正溢
两个正数相加，结果大于机器所能表示的最大正数
负溢
两个负数相加，结果小于机器所能表示的最小负数
逻辑数
参加逻辑运算的数据
运算器
是数据的加工处理部件，是CPU的重要组成部分，主要功能是对数据进行加工处理
算术逻辑单元（ALU）
是具体完成算术与逻辑运算的单元，是运算器的核心，由加法器及其他逻辑运算单元组成
数据总线
为了减少运算器内部的数据传送线同时便于控制，通常将一些寄存器之间的数据传送通路加以归并，组成总线结构，使不同来源的信息在此总线上分时传送
简单地说，就是 用于完成运算器内部的数据传送的结构
内部总线
是指CPU内各部件的连线
外部总线
指系统总线，即CPU与存储器、I/O 系统之间的连线
累加器
是运算器中与ALU直接相连、使用频繁的一种寄存器
浮点数运算真正的溢出
是指在尾数相加的时候发生尾数上溢，并在向右规格化的时候使阶码也发生上溢
流水线原理
在完成第一条指令的前三步（取指、译指、取操作数）后，指令控制器不等运算器完成第一条指令的后两步（运算、写结果），就立即开始第二条指令的操作。对于运算器也是如此。形成一种与工厂中的装配流水线类似的流水线
第三章：存储器系统
存储器
计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据
位（bit）
二进制数的最小单位，也是数字计算机的最小信息单位，通常用“b”表示
字节（Byte）
包含8个bit，通常用“B”表示，存储器容量一般都是以字节为单位的
字（Word）
由若干个字节组成，一个字到底等于多少个字节取决于计算机的字长，即计算机一次所能处理的数据的最大位数
随机存储器
任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关的存储器，如半导体存储器
顺序存储器
存储单元的内容只能按某种顺序来存取，存取时间与存储单元的物理位置有关，取决于访问存储单元的地址的存储器
只读存储器（ROM）
是一种存储固定信息的存储器
随机读写存储器（RAM）
既能读出内容又能写入新内容的存储器，用来存放正在执行的程序和正在访问的数据
非永久记忆存储器
断电后信息消失的存储器，如半导体存储器RAM
永久记忆存储器
断电后仍能保存信息的存储器，如磁介质存储器、光盘存储器
内存储器
CPU能直接访问的存储器，包括高速缓冲存储器和主存储器
外存储器
CPU不能直接访问的存储器，外存的信息必须调入内存才能被CPU使用
高速缓冲存储器（Cache）
Cache是介于CPU和主存之间的小容量存储器，是主存的缓冲存储器
Cache是主存的缓冲存储器
主存储器（简称主存）
是CPU能直接访问的存储器
外存储器（简称外存）
计算机系统的大容量辅助存储器。用于存放系统中的程序和数据。与主存相比，存储容量大，位成本低，但访问速度慢。目前主要有磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器
地址译码器
将输入的地址代码翻译成相应单元地址的控制信号的存储器构成
存储矩阵
由大量能固定存放二进制信息的存储单元组成矩阵形式的存储器构成
输出缓冲器
增加数据输出负载能力，同时提供三态控制，以便和系统总线相连的存储器构成
静态存储器（SRAM）
利用双稳态触发器来保存信息，只要不断电信息就不会丢失的存储器。集成度低，成本高，功耗较大。通常作为Cache的存储体
动态存储器（DRAM）
利用MOS电容存储电荷来保存信息，使用时需要不断给电容充电才能保持信息的存储器。电路简单，集成度高，成本低，功耗小，但需要反复进行刷新（Refresh）操作，工作速度较慢。适合作为主存储器的主体部分
EDRAM芯片
在DRAM芯片上集成一个高速小容量的SRAM芯片，这个小容量的SRAM芯片起到高速缓存的作用，从而使DRAM芯片的性能得到显著改进
内存条
将由若干EDRAM芯片组成的存储模块做成小电路插件板形式
存储容量
在一个存储器中可以容纳的存储单元的总数
字存储单元+字地址
存放一个机器字的存储单元，相应的单元地址称为字地址
字节存储单元+字节地址
存放1个字节（8位二进制数）的存储单元，相应的地址称为字节地址
存取时间
即存储器访问时间（Memory Access Time），是指启动一次存储器操作到完成该操作所需的时间
取数时间
指存储器从接受读命令到信息被读出并稳定在存储器数据寄存器中所需的时间
存数时间
指存储器从接受写命令到把数据从存储器数据寄存器的输出端传送到存储单元所需的时间
存储周期
又称为访问周期，是指连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间
存储器带宽
指单位时间里存储器所存取的信息量
存储体
是一个由存储单元按照一定规则排列起来的存储阵列， 是存储器的核心，是存储信息的实体
寻址系统
是读出和写入信息的地址选择机构，包括存储器地址寄存器（MAR）和地址译码器
存储器数据寄存器（MDR）
存储器接收输入数据和发出输出数据用的数据缓冲器件
多模块存储器（多体存储器）
由多个能独立操作的模块所组成的存储器
相联处理器
是选择记录中的一个字段内容作为地址来存取的存储器
结合操作系统：就是放页表啊 快表啊 那些东西的存储器
关键字
选用来寻址存储器的字段
程序访问的局部性现象
程序员通常采用模块化的程序设计方法，某一模块的程序往往集中在存储器逻辑地址空间中很小的一块范围内，且程序地址分布是连续的
CPU在一段较短的时间内，是对连续地址的一段很小的主存空间频繁地进行访问，而对此范围以外地址的访问甚少
命中率
CPU要访问的信息在Cache中的概率
地址映射
为了把信息放到Cache中，必须应用某种函数把主存地址定位到Cache中，这称为地址映射
地址变换
CPU执行程序时，会将程序中的主存地址变换成Cache地址，这个变换过程叫做地址变换
直接映射
主存中的一个块只能映射 到Cache的某一特定块中去
全相联映射
主存中任何一块都可以映射到Cache中的任何一块位置上
组相联映射
直接映射与全相联映射的折中方案
主存与cache
- 组间采用直接映射
- 组内采用全相联映射
cacahe分成u组，每组v块
- 主存块放到哪个组是固定的
- 存放到该组哪一块是灵活的
最不经常使用算法（LFU）
将一段时间内被访问次数最少的那个块替换出去
近期最少使用算法（LRU）
把CPU近期最少使用的块替换出去
随机替换
完全不管Cache的情况，简单地根据一个随机数选择一块替换出去
写回法
当CPU写Cache命中时，只修改Cache的内容，而不是立即写入主存，只有当此块被换出时才写回主存
全写法
当写 Cache命中时，Cache与主存同时发生写修改
写一次法
当CPU写Cache命中时，第一次写要写入内存，其他时候与写回法一致，只修改Cache的内容，而不是立即写入主存，只有当此块被换出时才写回主存
虚拟存储器
是一个容量非常大的存储器的逻辑模型，不是任何实际的物理存 储器
物理地址
实际的主存单元地址，由CPU地址引脚送出，用于访问主存
虚拟地址
用户编程时使用的地址，由编译程序生成，是程序的逻辑地址
页式管理系统
以定长的页为基本信息传送单位
操作系统：
将用户程序的地址空间分为若干个固定大小的区域（页）。相应的，将内存空间分为若干个物理块或页框，页和块大小相同。这样就可以将用户程序的任一页放入任一物理块中，实现了离散分配。
段式管理系统
把主存按段分配
操作系统：
把一个程序分为若干个段，每个段都是一个逻辑实体，程序员需要知道并使用它。
段页式存储管理
程序按模块分段，段内再分页，进入主存仍以页为基本信息传送单位，用段表和页表（每段一个页表）进行两级定位管理
页式虚拟存储器
以页为基本单位的虚拟存储器，主存空间和虚存空间都划分成若干个大小相等的页
段式虚拟存储器
段式虚拟存储器中的段是按照程序的逻辑结构划分的，段长因程序而异，其中虚拟地址由段号和段内地址组成
段表
程序的逻辑结构段与其在主存中的存放位置之间的关系对照表
段页式虚拟存储器
把程序按逻辑单位分段以后，再把每段分成固定大小的页。主存空间也划分为若干个同样大小的页。虚存和实存之间以页为基本传送单位，每个程序对应一个段表，每段对应一个页表
第四章：指令系统
指令
是计算机硬件能够识别并直接执行操作的命令
指令系统
一台计算机中所有指令的集合
微指令
是微程序级的命令，属于硬件
宏指令
是由若干条机器指令组成的软件指令， 属于软件
机器指令
也就是我们通常所说的指令，介于 微指令与宏指令之间，每条指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作
指令系统的完备性
是指用汇编语言编写各种程序时，指令系统直接提供的指令足够使用，而不必用软件来实现
指令系统的有效性
是指利用指令系统提供的指令而编 写的程序能够高效率地运行
指令系统的规范性
是指指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性
指令的对称性
是指在指令系统中所有的寄存器和存储器单元都可同等对待，所有的指令都可使用各种寻址方式
指令的匀齐性
是指一种操作性质的指令可以支持各种数据类型
指令格式和数据格式的一致性
是指指令长度和数据长度有一定的关系，以方便处理和存取
指令系统的兼容性
是指计算机的体系结构设计基本相同，计算机之间具有相同的基本结构、数据表示和共同的基本指令集合
指令字（简称指令）
表示一条指令的机器字
指令格式
是指令字用二进制代码表示的结构形式 ，一般由两部分组成（操作码字段+地址码字段）
操作码字段表征指令的操作特性与功能
地址码字段通常用来指定参与操作的操作数的地址
操作码
指明操作性质的命令码
地址码
描述指令的操作对象
指令字长度
一个指令字中包含二进制代码的位数
机器字长
计算机能直接处理的二进制数据的位数
指令助记符
通常用一些比较容易记忆的文字符号来表示指令中的操作码和操作数，称为助记符
输入输出指令
主机与外围设备进行信息交换的一类指令
特权指令
具有特殊权限的指令，主要用于系统资源的分配和管理，一般不直接提供给用户使用
寻址方式
在程序运行过程中，形成指令或操作数地址的方式
操作数的寻址方式
指令中形成操作数或操作数地址的方式
形式地址
指令中直接给出的地址
各种不同的存储器寻址方式
从形式地址生成有效地址的各种方式
堆栈
一组能存储和取出数据的暂时存储单元
进栈或压栈
数据按顺序存入堆栈
栈顶
堆栈中的一个单元的数据
出栈或弹栈
栈项按与进栈相反的顺序从堆栈中取出
栈顶元素
最后进栈的数据或最先出栈的数据