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一：基本概念的考察
- （1）选择
- （2）大题
二：计算机性能指标
- （1）选择
- （2）大题

一：基本概念的考察

（1）选择

题型：选择、填空居多
知识点：计算机的发展、分类；计算机硬件组成；计算机层次结构

此部分概念较为繁琐，不便按节展开，所以直接把题目给出吧

答案：【C】

答案：【B】

答案：【C】

答案：【D】

解释程序：边翻译边执行
编译：高级语言转化为汇编语言的过程
汇编：汇编语言翻译为机器语言的过程

答案：【C】

答案：【D】

注意【A】不要误选，它只是硬件的部分组成

★★★

答案：【A】

冯诺依曼机相关：

中心：运算器
最根本特征：采用存储程序原理
基本工作方式：控制流驱动

答案：【B】

★★★

答案：【C】

取指阶段取出的是指令，执行阶段取出的是数据
本题易选【A】，需要注意CPU只有在确定取出的是指令后，才会取其操作码译码

答案：【D】

硬件具有更高的速度，软件具有更高的灵活性

★★★

答案：【D】

IR存放的是欲执行的指令；PC存放的是下一条指令的地址；MAR存放欲访问的存储单元的地址；MDR存放从存储单元取回来的数据

★★★

答案：【C】

CPU由运算器和控制器组成，IR属于控制器部分，通用寄存器自然不用多说。MAR虽然属于主存，但现在一般会将其集成在CPU中

地址译码器属于主存，用于翻译CPU给出的地址信息

★★★

答案：【A】

这是一个很重要的知识点

MAR存放的是访存地址，所以它的位数决定了地址空间大小
MDR存储要从存储器读或写的信息，所以它的位数与存储字长相等

★★★

ALU自然是运算器的核心部件，运算器需要将运算号的数据通过数据总线进行传递，状态寄存器例如溢出标志等需要辅助ALU进行计算

MAR它是集成在CPU内，但为未在运算器内

答案：【C】

答案：【C】

8位表示的是计算机一次可以处理8bit的数据；16位则表示地址码长度，所以216=655362^{16}=65536216=65536

答案：【B】

本题易选【C】。需要注意题目问的是程序运行时，计算机是不能与外存直接交换数据的

答案：【D】

答案：【C】

解释程序由于需要边翻译边执行，自然很慢

答案：【C】

★★★

答案：【C】

错误选项：

【A】：应该是不透明，因为汇编程序员需要对寄存器进行直接操作，也就说不能看不见
【B】：应该是实际软件的运行情况
【D】：软件和硬件在逻辑功能上是等效的，不是等价的

答案：【B】

★★★

答案：【A】

数据库系统是指在计算机系统内引入数据库后的系统，由以下四个部分组成

数据库
数据库管理系统：它是系统程序
应用系统
数据库管理员

答案：【B】

答案：【A】

★★★

答案：【D】

注意此题可能作为简答题考察

（2）大题

如果这一部分出大题的话可能就是一些简答题，不难，多理解记忆即可

1：数字计算机与模拟计算机的特点

模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的；数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算
模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式；数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式
数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强

2：数字计算机的分类及依据

数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的

3：数字计算机有哪些应用

科学计算
自动控制
测量和测试
信息处理
教育和卫生
家用电器
人工智能

★★★

4：冯诺依曼计算机的主要设计思想是什么，组成部分是什么

计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入和输出设备5部分组成
指令和数据以同等地位存储在存储器，并可按地址寻访
指令由操作码和地址码组成，操作码用于表示操作的性质，地址码用于表示操作数在存储器的位置
指令在存储器内按顺序存放。通常指令是按照顺序存放的，但是在特定条件下可以进行设定
早期的冯诺依曼机器以运算器为中心，输入输出设备通过运算器与存储器传送数据

5：什么是存储容量、单元地址、数据字、指令字

存储容量：存储器所有存储单元的综述称为存储器的存储容量
单元地址：每个存储单元都有编号，称为单元地址
数据字：如果某存储字代表要处理的数据，则称之为数据字
指令字：如果某存储字代表要处理的指令，则称之为指令字

6：什么是指令、程序

指令：计算机硬件可以直接执行的每一个基本的算数运算或逻辑运算操作
程序：解算某一问题的一串指令序列

★★★

7：指令和数据均存放在内存中，计算机是如何区分的

取指周期取出的是指令
执行周期取出的是数据

8：什么是内存、外存、CPU、适配器

半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外存共同用来保存二进制数据
运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU,它用来控制计算机及进行算术逻辑运算
适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作

9：计算机的系统软件有哪几类

系统软件：用于简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的效率，发挥和扩大计算机的功能用途
应用软件：是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序

10：现代计算机系统如何进行多级划分

第一级是微程序机器层，这是一个实在的硬件层，它由机器硬件直接执行微指令
第二级是传统机器语言层，它是一个实际的机器层，由微程序解释机器指令系统
第三级是操作系统层，它由操作系统实现。操作系统程序是由机器指令和广义指令组成的，这些广义指令是为了扩展机器功能而设置的，是由操作系统定义和解释的软件指令，所以这一层也称为混合层
第四级是汇编语言层，他为用户提供一种符号化的语言，借此可编写汇编语言源程序
第五级是高级语言层，它是面向用户的，是为方便用户编写应用程序而设置的

11：为什么软件和硬件可以相互转换

任何操作、任何指令的执行可以用软件来实现，也可以用硬件实现
实现这种转换的媒介是软件与硬件的逻辑等价性

二：计算机性能指标

题型：选择居多；大题可能涉及，一般会在第一问
知识点：计算机的性能指标和理解

一些计算公式如下

（1）选择

选择题题目考察较为集中，也不是太难，能帮助你尽快掌握计算方法
注意这一部分计算题要和后续章节结合才有考察的意义，后续会陆续补充

答案：【D】

CPU时钟频率（主频）越高，则时钟周期越小（因为时钟周期是主频的倒数），所以意味着其执行一个步骤的时间就越短

答案：【D】

答案：【D】

答案：【B】

★★★

答案：【C】

计算机一个字的长度一般是8的整数倍，不一定是32

★★★

答案：【C】

首先他们必须都是字节的整数倍

存储字长：一个存储单元中的二进制代码的位数，存储字长等于MDR位数
机器字长：计算机能够直接处理的二进制位数，机器字长一般等于内部寄存器的大小
指令字长：一个指令字包含的二进制代码位数

其中，指令字长一般会取存储字长的整数倍

如果指令字长等于存储字长的2倍，则表明需要2次访存才可以取出一条指令。将导致取指周期是机器周期的2倍

答案：【B】

答案：【C】

注意不要选【A】，因为这里是科学计算机，主要用途是运算

答案：【C】

★★★

答案：【B】

用户可见的寄存器（不透明）：通用寄存器组、PSW，PC
用户不可见的寄存器（透明）：MAR、MDR、IR和暂存寄存器

答案：【A】

★★★

答案：【A】

CPI是指一条指令所需的时钟周期数，【B】【C】【D】都会影响它。但是时钟频率不会，但是他可以加快指令的执行速度

答案：【B】

答案：【D】

答案：【C】

答案：【C】

错误选项：

【A】：属于数据处理方面的应用
【C】：是指令
【D】：它叫做CPU

★★★

答案：【C】

平均CPI即为2×0.5+3×0.2+4×0.1+5×0.2=3。其中IPS=主频/CPI=400

★★★

答案：【D】

由题意可知I/O时间为10s，CPU提速提高的是运算速度，假设原来的CPU速度为1，那么提速后就是1.5，设提速后的时间为x，由于工作量相同，所以1×90=x ×1.5，所以x=60，然后再加上10s的I/O时间就是70s

★★★

答案：【D】

由于
假设主频为f，原来的指令条数为a。那么就有20=a×CPIf20=\frac{a×CPI}{f }20=fa×CPI,所以CPICPICPI=20×fa\frac{20×f}{a}a20×f；优化后指令条数变为了0.7a，CPI变为20×fa\frac{20×f}{a}a20×f×1.2，所以现在的执行时间为（代入公式）16.8s

答案：【C】

（2）大题

（1）tCPU=NC×T=NCf=IN×CPIf=(∑i=1n×Ii)×Tt_{CPU}=N_{C}×T=\frac{N_{C}}{f}=\frac{I_{N}×CPI}{f}=(\sum_{i=1}^{n}×I_{i})×TtCPU=NC×T=fNC=fIN×CPI=(∑i=1n×Ii)×T

（2）CPI=NCIN=∑i=1n(CPIi×IiIN)CPI=\frac{N_{C}}{I_{N}}=\sum_{i=1}^{n}(\frac{CPI_{i}×I_{i}}{I_{N}})CPI=INNC=∑i=1n(INCPIi×Ii)

（3）MIPS=fCPI×106MIPS=\frac{f}{CPI×10^{6}}MIPS=CPI×106f

（4）NC=∑i=1nCPIi×IiN_{C}=\sum_{i=1}^{n}CPI_{i}×I_{i}NC=∑i=1nCPIi×Ii

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