计算机组成与体系结构基础概念解析

"该资源是关于《计算机组成与体系结构》课程的课后习题答案，涵盖了计算机基础知识、硬件系统的主要指标、机器字长的影响、存储器分类、计算机的分类方法等多个方面。" 计算机组成与体系结构是计算机科学的基础课程，涉及到计算机硬件和软件的基本原理。这份资料详细解答了课后习题，帮助学生巩固和理解相关概念。 1. 计算机的发展经历了五代，分别是电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成电路计算机和超大规模集成电路计算机。每一代的主要特征是由当时的技术进步决定，例如第一代的电子管计算机体积大、耗电多，而后续的代别则逐渐实现了小型化、高速化和功能强大。 2. 学习计算机知识后，学生可以根据个人兴趣和职业规划选择不同的应用方向，如软件开发、数据分析、网络安全、人工智能等。 3. 计算机应用的例子广泛，如银行系统的自动交易、医院的信息管理系统、游戏开发、社交媒体平台等。 4. 计算机分类方法多样，包括按用途（如通用计算机、专用计算机）、按规模（如巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机）、按性能（如超级计算机、工作站、个人计算机）等。个人计算机是最常见的类型，包括台式机和笔记本电脑。 5. 计算机硬件系统的主要指标包括：机器字长，影响计算机处理数据的速度和精度；存储容量，分为主存（RAM，随机存取存储器）和辅存（如硬盘、闪存），主存直接影响运行速度；运算速度，通常以每秒执行的指令数衡量；以及可配置的外设数量，决定了计算机的扩展能力和功能多样性。 6. 机器字长是指CPU一次能处理的数据位数，直接影响计算速度、指令系统的设计以及数据精度。更长的字长通常意味着更强的计算能力。 7. 存储容量是衡量存储器容量的指标，包括主存和辅存。主存是CPU可以直接访问的快速存储，而辅存虽然容量大但访问速度慢，常用于长期存储大量数据。 8. 习题中的匹配词汇解释如下： - （1）台式机或个人计算机：通常配备图形显示器、键盘和鼠标。 - （2）中央处理器（CPU）：执行指令并控制其他部件的核心部件。 - （3）主存储器：运行中的程序和数据通常存储在这里。 - （4）控制器：负责根据指令协调运算器、存储器和I/O设备操作的部件。 - （5）嵌入式系统：集成在其他设备中，执行特定任务的计算机系统。 - （6）VLSI（超大规模集成电路）：能在单一芯片上集成大量晶体管的技术。 - （7）操作系统：管理计算机资源，使程序得以运行的软件。 - （8）编译器：将高级语言转换为机器语言的程序。 - （9）汇编器：将汇编语言指令转化为机器代码的工具。 - （10）机器指令：计算机硬件直接理解和执行的二进制代码。 9. 计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，硬件包括控制器、运算器、存储器（主存和辅存）、输入设备和输出设备。 10. 冯·诺伊曼体系结构是现代计算机的基础，其主要特点是存储程序方式，即程序和数据存储在相同的存储空间内，由控制器按照存储的指令顺序执行。 通过这份习题答案，学生可以深入理解计算机的基本组成、工作原理和性能指标，为后续的计算机科学学习打下坚实基础。