BJFU 计算机组成原理知识点汇总

第一章

。计算机系统组成（硬件+软件）（掌握）

• 计算机系统（Computer System）是指电子数字通用计算机系统
  硬件系统：物理设备
  软件系统：1程序和相关数据 2系统软件和应用软件
  计算机系统的层次结构： 微程序级 一般机器级 操作系统级 汇编语言级 高级语言级

。计算机系统的分类（4类）（掌握）
 

。计算机的硬件组成（五大部件）（掌握）
运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备
计算机的功能部件通过总线连接（系统总线包括 数据总线 地址总线 控制总线）
 

。计算机软件系统（系统软件+应用软件）（掌握）
系统软件：操作系统、服务性程序、语言类程序、数据库管理系统
应用软件：文字与表格处理软件、图形与图像处理软件、辅助设计软件、信息管理软件、科学计算程序等

。计算机的语言（了解）
机器语言、汇编语言、高级语言
 

计算机主要的技术指标（掌握）：机器字长、主存容量、总线宽度、运算速度

• 机器字长：
  是指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数
  一般与内部寄存器位数相等
• 总线宽度：
  数据总线一次能并行传送的最大信息位数
• 主存容量、存储带宽：
  一台计算机主存所能存储的二进制位数
  指单位时间内与主存交换的二进制信息量
  运算速度：
• CPU内核数
• 吞吐量：
  单位时间处理的请求数
• 响应时间：

• 指从用户向计算机发送一个请求，到系统对该请求做出响应并获得它所需要的结果的等待时间。
  • 通常包括CPU时间（运行一个程序所花费的时间）与等待时间（用于磁盘访问、存储器访问、I/O操作、操作系统开销等时间）。

• 主频、时钟周期、外频、倍频：
  主频：CPU工作的时钟频率
  时钟周期：主频的倒数
  外频：系统总线的工作频率
  主频= 倍频×外频
• CPI、IPC
• MIPS、MFLOPS
• CPU执行时间
   

。计算机的发展、分类及应用（了解）
 

重点

。计算机系统的组成、计算机硬件组成和软件的分类
硬件系统和软件系统
硬件系统：物理设备
软件系统：1程序和相关数据 2系统软件和应用软件
 

。机器语言、汇编语言、高级语言的特点
 

机器语言：

•  1.从形式上表现为由0、1序列组成的指令系统
• 2.机器语言不需要经过任何翻译工作，执行效率高
• 3.难记忆，难理解，难开发，难调试，易出错
• 4.不同型号CPU的指令集有较大差异，对应的机器指令也不同，  但同一系列的CPU指令集有向上兼容性，如：Intel80386指令集就包含了8086的指令集
  
  汇编语言：
• 优点：可读性较好，便于检查和修改错误
• 缺点：
  • 1. 基本操作简单，描述问题的能力差，编写程序工作量大，源程序较长。
  • 2. 编写的程序与问题的描述相差甚远，可读性仍不好。
  • 3. 依赖于计算机的硬件结构和指令系统，可移植性差
     

• 高级语言：

• 优点

     1. 与计算机的硬件结构和指令系统无关

     2. 表达方式比较接近自然语言

     3. 描述问题的能力强

     4. 可读性、通用性和可维护性好

     5. 与机器的字长、寄存器、内存单元地址等无关

• 缺点
  • 1. 高级语言必须翻译成机器语言才能执行，需要给计算机配置一套用机器语言写的编译程序，将高级语言编写的源程序翻译成目的程序，然后由机器执行目的程序。由于编译过程复杂死板，翻译出来的机器语言冗长，占内存大，速度慢；
  • 2. 高级语言不能编写访问机器硬件资源的系统软件或设备控制软件。
    解决第二个缺点的方法：提供高级语言与汇编语言的调用接口

。计算机硬件系统基本组成部件及相互间的联系
 

。计算机的主要性能指标

• 机器字长：
  是指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数
  一般与内部寄存器位数相等
• 总线宽度：
  数据总线一次能并行传送的最大信息位数
• 主存容量、存储带宽：
  一台计算机主存所能存储的二进制位数
  指单位时间内与主存交换的二进制信息量
  运算速度：
• CPU内核数
• 吞吐量：
  单位时间处理的请求数
• 响应时间
• 主频、时钟周期、外频、倍频
• CPI、IPC
• MIPS、MFLOPS
• CPU执行时间
  
   

。影响CPU性能的因素

。求CPI、MIPS、程序执行时间T、时钟周期