计算机组成原理大纲_计算机组成原理大纲

2024年 9月 16日上午8:23 • 激活谷笔记

【计算机组成原理】第一章概述知识总结　　知识梳理　　本章主要是对组成原理进行概述，主要是针对相关概念或者性能指标进行考察。掌握好本章的基础概念对于后续章节的学习十分重要，萧剑在这里给大家提供第一章的知识思维导图。大家可以顺着每一个分支进行一次详细的知识梳理，考查一下自己有哪些还没有弄清楚的概念进行查漏补缺。　　
　　需要注意的是，本章作为概述会提出大量概念。在这些概念中必定会有不少大家还有些疑惑的细节，不过不用担心，后续的章节还会对细节部分进行详细的讲解。大家学习本章时需要抓准考查重点中的需要理解的部分：冯.诺依曼机的组成部分以及相关特点，冯.洛伊曼机的工作示意图，计算机工作的整体过程及指令，计算机性能指标的相应计算。这些概念经常用于综合题目或是计算类题目。　　常见问题解惑　　那么梳理完知识我们来看一些常见的问题吧！　　Q1：各字长的具体含义？　　※ 机器字长：CPU一次能处理二进制数据的位数，决定了计算机的运算精度　　※存储字长：存储器中一个存储单（存储地址）所存储的二进制位数　　※指令字长：计算机指令字的位数（一个指令字中包含的二进制代码的位数）　　※数据字长：计算机数据存储所占用的位数　　Q2：各周期的具体含义？　　※时钟周期：是CPU操作最基本的时间单位，CPU频率的倒数　　※机器周期：CPU完成一个基本操作所花费的时间（又称CPU周期），由多个时钟周期组成　　※指令周期：从取出指令到分析到执行完成指令的全部时间，由多个机器周期组成　　※存储周期：是存储器进行两次独立的存储器操作（读或写）所需的最小间隔时间　　※总线周期：CPU通过总线对外部进行一次访问所需的时间　　Q3：翻译程序、汇编程序、编译程序、解释程序是什么? 　　※翻译程序是指把高级语言源程序翻译成机器语言程序（目标代码）的软件。　　※ 翻译程序有两种: 　　一种是编译程序：它将高级语言源程序一次全部翻译成目标程序，每次执行程序时，只需执行目标程序，因此只要源程序不变，就无须重新翻译。　　另一种是解释程序：它将源程序的一条语句逐条翻译成对应的机器目标代码,并立即执行，不会生成目标程序。　　※汇编程序也是一种语言翻译程序，它把汇编语言源程序翻译为机器语言程序。汇编语言是一种面向机器的低级语言，是机器语言的符号表示，与机器语言一一对应。　　题目考查　　最后我们还是通过题目来考查本章你的学习情况吧！　　1.将高级语言源程序转换为机器级目标代码文件的程序是（）　　A. 汇编程序　　B. 链接程序　　C. 编译程序　　D. 解释程序　　答案解析：　　A: 汇编程序也是一种语言翻译程序，它把汇编语言源程序翻译为机器语言程序，A错误。　　B:链接程序是在编译后生成可执行程序，与题目不符故错误。　　D:解释程序不会生成目标程序故D错误。　　故选C。　　2.下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是( ) 　　（1）提高CPU时钟频率　　（2）优化通过数据结构　　（3）优化通过程序　　A. 仅1和2 　　B. 仅1和3 　　C. 仅2和3 　　D. 1，2，3 　　答案解析：　　缩短程序执行时间即提升性能，1，2，3都可以实现，故选D。　　3.假定基准程序 A 在某计算机上的运行时间为 100 秒,其中 90 秒为 CPU 时间,其余为 I/O 时间。若 CPU 速度提高 50%，I/O 速度不变，则运行基准程序 A 所耗费的时间是( ) 　　A. 55 秒　　B. 60 秒　　C. 65 秒　　D. 70 秒　　答案解析：　　分析题目可得，I/O时间为10S，I/O速度不变，故I/O时间还是10s。　　速度提高50%，也就是主频变为原来的1.5倍（100%+50%）　　根据公式：CPU执行时间=CPU时钟周期数/主频　　新时间变为：90/1.5=60s 　　基准程序A所耗费的时间＝60+10＝70(s) 　　这道题一定要注意陷阱：CPU速度提高50%并不代表时间就会变为一半！大家计算时一定要严谨按照公式进行推导计算！　　4.程序P在机器M上的执行时间是20秒，编译优化后，P执行的指令数减少到原来的70%，而CPI增加到原来的1.2倍，则P在M上的执行时间是（）　　A. 8.4秒　　B. 11.7秒　　C. 14秒　　D. 16.8秒　　答案解析：　　还是严格按照公式计算：CPU执行时间= (指令条数×CPI)/主频　　根据题目设原来指令数为x,则原来的时间就为：20=(x * CPI)/f (其中f为主频) 　　现在时间可表示为：( 0.7x * 1.2CPI )/f =0.84 *（x * CPI)/f 　　那么就可以得到时间是20*0.84=16.8(s)

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