chapter-01组成原理概述总结

组成原理

计算机系统概述

Q1：计算机的发展历程？

计算机的发展历程主要经历了第一代电子管计算机；第二代晶体管计算机；第三代中小规模集成电路；和第四代超大规模集成电路；

Q2：计算机组成部分？哪些部分是中心部件？

计算机的组成部件：运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。
运算器和控制器集成在一个芯片上，叫做中央处理器。
微处理器之前是以运算器为核心的结构，而现代的计算机主要是以存储器为中心，为的是让IO操作能够不直接和CPU进行处理，能够很好地提升系统的整体运行效率。

Q3：主频高的CPU一定比主频低的CPU运行快吗？

衡量CPU运算速度的指标有很多，不能够单独地按照某一种指标来说明CPU的快慢。CPU的快慢还要看架构、缓存、指令集、CPU位数、cache大小进行综合评价。主频不直接代表运算速度。

Q4:翻译程序、汇编程序、编译程序、解释程序 区别和联系？

翻译程序：将高级程序翻译成机器语言（目标代码）
翻译程序：分为编译程序和解释程序；编译程序是将源代码一次性翻译成目标代码文件，解释程序是将源程序一句翻译成目标代码，并且立即执行。
汇编语言：是将汇编语言翻译成机器语言。汇编语言是一种低级语言；它与机器语言一一对应。
区别：查看源代码是否是高级语言。

Q5:机器字长、指令字长、存储字长区别和联系？

机器字长：计算机直接处理的二进制数据的位数。
指令字长：一个指令当中所包含的二进制代码的位数。
存储字长：一个存储单元中存储的二进制代码的位数。
指令字长必须是存储字长的整数倍。如果指令字长是存储字长的n倍，则需要进行n次取指，取指周期是机器周期的n倍。

Q6：性能指标有哪些?

机器字长：计算机进行一次整数运算处理的二进制的位数。
数据通路带宽：数据总线一次能并行传递信息的位数。
主存容量：主存储器存储信息的最大容量。
吞吐量：系统在单位时间内所处理请求的数量。
相应时间：从用户提交请求到系统首次产生相应并获得其所需要的结果所用的时间。
时钟周期：节拍、是CPU里面最小的时间单位。
主频：时钟周期的倒数。
CPI：执行一条指令所需要的时钟周期数。
执行时间：执行一个程序所需要的时间。
MIPS：每秒执行多少百万条指令。FLOPS每秒执行多少次浮点运算。

Q7:寄存器的含义、以及其它公式补充。

ACC 累加器
ALU 算术逻辑单元
MQ 乘商寄存器
X 操作数寄存器
IX 变址寄存器
BR 基址寄存器
PSW 状态寄存器
PC 程序计数器
IR 指令寄存器
CU 控制单元
IR MAR MDR对每个程序员是透明的
公式补充：
时钟周期=1/主频
CPU执行时间=CPU时钟周期(总)数/主频=指令条数CPI/主频
MIPS=指令条数/（执行时间10^6）=主频/CPI