计算机组成原理第一章作业

1、 冯诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？

主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备

2、 什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？

存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字。

3、 计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途。

计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。系统程序用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能用用途；应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。

4、 计算机的性能指标主要有哪些？其具体含义是什么？

吞吐量：表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量。

响应时间：表征从输入有效到系统响应之间的时间度量，用时间单位来度量。

利用率：在给定的时间间隔内系统被实际使用的时间所占的比率，用百分比表示。

处理机字长：指处理机运算器中一次能够完成二进制数运算的位数，如32位、64位。

总线宽度：一般指CPU中运算器与储存器之间进行互连的内部总线二进制数。

储存器带宽：单位时间内储存器读出的二进制数信息量，一般用字节数/秒表示。

主频/时钟周期：CPU的工作节拍受时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟，主时钟的频率（f）叫CPU的主频。度量单位是MHZ（兆赫兹）、GHZ（吉赫兹）。主频的倒数称为CPU时钟周期（T），T=1/f，度量单位是微妙、纳秒。

CPU执行时间：表示CPU执行一般程序所占用的CPU时间，可用下式计算：

CPU执行时间 = CPU时钟周期数 X CPU时钟周期

CPI：表示每条指令周期数，即执行一条指令所需的平均时钟周期数。用下式计算：

CPI = 执行某段程序所需的MIPS时钟周期数／程序包含的指令条数

ＭＩＰＳ：每秒百万指令数，即单位时间内执行的指令数，用下式计算：

MIPS ＝ 指令数/（程序执行时间 X 106）

MFLOPS：每秒百万次浮点操作次数，用来衡量机器浮点操作的性能。用下式计算：

MFLOPS = 程序中的浮点操作次数/（程序执行时间 X 106）

5、说明计算机的多级层次结构。

计算机系统是一个由硬件、软件组成的多层次结构，它通常由微程序级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能进行程序设计，且得到下面各级的支持。