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# 概论

  1. 冯诺依曼体系结构三大思想为?
    • 计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备 5 大部件组成。
    • “存储程序”:指令和数据以同等地位存储在存储器中。
    • 指令和数据均用二进制表示。
    • 以输入设备和输出设备为中心。

“存储程序” 的概念是指将指令事先输入计算机的主存,然后取程序在主存的首地址来执行程序的第一条指令,按程序规定的顺序执行其他指令,直到程序结束。

这揭示了计算机的工作过程:1)把程序和数据存入主存。2)把主存的源程序转换为可执行文件。3)从可执行文件的首地址开始逐条执行指令。

计算机系统结构层次从高到低分为:应用软件级、高级语言级、汇编语言级、操作系统级、机器语言级、硬件逻辑级。

  1. 编译是将源程序翻译为可执行的目标程序,也就是汇编语言文件。

    目标程序文件是二进制的机器语言文件。
    编译包含了汇编过程。

  2. 回顾一下,java 虚拟机 jvm 的作用是什么?

答案

java 程序并不一步到位编译为目标程序,而是先编译成中间文件字节码,即.class 文件,然后再用解释的方式一条一条执行。而 JVM 的作用就是作为一个中介将字节码逐条解释为目标代码,然后执行。

  1. 描述一下指令的执行过程和程序的执行过程。
答案

指令的执行过程:
取指:到 PC 取指令的地址,然后在主存中取出指令内容,最终送入指令寄存器 IR。
分析指令:控制器根据 IR 译码后送出控制信号。
执行指令:控制器根据控制信号在主存取出操作数,在运算器完成指令。

程序的执行过程:
程序的第一条指令在 PC 中被取出,经过分析和执行后,通过第一条指令的地址计算出下一条指令的地址,用新得到的指令地址继续读出第二条指令并执行,直到程序结束。

计算机主要四大性能指标:机器字长、数据通路带宽、主存容量、运算速度。运算速度有吞吐量、响应时间、时钟周期、主频、CPI 等指标。

  1. 数据通路带宽是指数据总线一次所能串行传送信息的位数。

    带宽是衡量并行传送信息的能力指标。

  2. 主存容量可以用字数×\times 字长(如 512K ×\times 16 位)来表示。

吞吐量是指系统单位时间内处理请求或指令的数量。
相应时间是指用户向系统发送一个请求,到计算机对该请求做出相应并获得结果的时间。

  1. CPU 最小的时间单位是时钟周期,又称为节拍脉冲。

  2. 什么是 CPI?

答案

英文全名叫 Clock cycle Per Instruction,即执行一条指令所需的时钟周期数。

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