第1章 计算机系统概论

电子计算机是一种能够自动、高速、精确地对各种信息进行处理和存储的电子设备，从总体上可以分为两大类：电子模拟计算机和电子数字计算机。

1．1 计算机发展简史

[填空]计算机最初是作为一种计算工具而问世的。早在计算机问世之前，就有各种各样的计算工具。纵观计算工具的发展历史，人类的计算工具已经经过了算筹、算盘、计算尺、手摇计算机、电动计算机、真空管计算机、晶体管计算机、大规模集成电路计算机，正在向生物

计算、光计算、量子计算等方向探索。

[单选、填空]ENIAC是个划时代的创举，是世界上第一台电子数字计算机，成为现代数字计算机的始祖。

1．2 计算机系统

[单选、填空]一个完整的计算机系统包括硬件和软件两大部分。硬件是指计算机的所有器件或装置的总称，它们是“看得见、摸得着"的有形设备。软件是相对硬件而言的，是指在计算机硬件上运行的各种程序以及有关文档资料，例如操作系统、汇编程序、编译程序、诊断程序、数据库管理系统、专用软件包、各种维护

使用手册、程序流程图和说明等，是无形的东西。’。

硬件是计算机系统的物质基础，没有硬件对软件的支持，软件的功能就无从谈起，也就无法计算、处理某一

方面的问题。同样，软件是计算机系统的灵魂，是硬件功能的完善与扩充。没有软件，计算机“仍是个“死"东

西，根本无法工作。因此，计算机的硬件与软件是相互渗透、相互依存、互相配合、相互促进的关系，二者缺一

不可。所以计算机系统性能的好坏取决于软、硬件功能的总和。

[简答]冯·诺依曼思想体制主要包括：

(1)采用二进制数字代码形式表示各种信息。

(2)采用存储程序控制工作方式。

(3)计算机硬件由五大部件组成。计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成，其组成框图如图1—1所示。图中，空心箭头代表数据信号流向，实心箭头代表控制信号流向。

[填空]运算器是对信息进行运算和处理的部件。在计算机中的运算有两类：算术运算和逻辑运算。运算器主要由算术逻辑运算部件(ALU)和用来暂存数据或存放运算结果的一系列寄存器组成。

[单选、填空]通常，人们把运算器和控制器统称为中央处理机(CPU)，而把CPU和内部存储器一起称为主机。主机内的存储器称为内部存储器或简称内存，位于主机之外的存储器称为外部存储器或简称外存。外存和输入、输出设备一起又统称为外部设备或简称外设。

[单选、填空]总线通常包括数据总线、地址总线和控制总线

[简答]计算机系统的层次结构如下：

(1)数字逻辑层。最底层是由逻辑门组成的逻辑电路，称为数字逻辑层。

(2)微程序设计层。这是一个实在的硬件层，它是机器硬件直接执行微指令。如果某一个应用程序直接用微指令来编写，那么可在这一级上运行该应用程序。对于非微程序控制的计算机，此层合并人数字逻辑层。

(3)机器语言层。又称为一般机器层，它是微程序解释机器指令系统。

(4)操作系统层。它由操作系统程序实现，而操作系统由机器指令和广义指令组成。所谓广义指令，是操

作系统定义和解释的软件指令。

(5)汇编语言层。它给程序员提供一种符号形式的语言，以减少程序员利用机器语言编写程序的复杂性。这一层由汇编程序支持或执行。

(6)高级语言层。这一层由各种高级语言编译程序支持。高级语言层上运行的程序是用比汇编语言更高级、更接近人类自然语言的高级语言所编写的。高级语言程序员在这一级上不需要了解计算机硬件、编译及操作系统等内容。

1·3 计算机系统的技术指标

[填空、简答]计算机系统的技术指标如下．

(1)字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。字长通常是字节的整倍数：它与计算机的功能和用途有很大的关系。字长不但决定着寄存器、加法器、数据总线等部件的位数，直接影响着硬件的代价，而且还决定了计算机的运算精度。字长越长：计算机的运算精度就越高。

(2)内存容量。一个内存所能存储的全部信息量称为内存容量。它可以以字长为单位来计算，也可以以字节为单位来计算。在以字节为单位时，约定以8位二进制位为一个字节(Byte，缩写为B)。

(2)运算速度。它是用每秒能执行的指令条数来表示的，单位一般用MIPS(每秒百万条指令)表示。

第2章 数字逻辑基础

2．1 逻辑代数与逻辑门

[简答]逻辑代数与普通代数的区别如下：

逻辑代数和普通代数一样用字母代表变量，称为逻辑变量。和普通代数不同的是，逻辑变量的取值只有两种：”1”和”0”，这里的”1"和”0”，不再像普通代数那样具有数值大小的含义，而是表示所研究问题的两个相互对立的逻辑状态。

在逻辑关系中，最基本的逻辑关系只有“与"、