第1章 计算机系统知识
1.1 考试要点
计算机系统
结构
计算机系统由软件系统和硬件系统两部分组成。软件系统包括系统软件和应用软件。系统软件如操作系统、程序设计语言、编译系统、通用数据库管理系统等;应用软件如文字处理软件、表处理软件等。硬件系统包括主机、输入/输出设备、存储器等,主机由中央处理器(CPU)和主存(内存储器)等组成。计算机硬件系统从功能上可分为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个部分。
指令系统
指令系统是计算机所有指令的集合,可分为复杂指令系统和精简指令系统。
(1)复杂指令系统
随着硬件成本的不断下降,软件成本的不断提高,人们热衷于在指令系统中增加更多的指令和复杂的指令,来提高操作系统的效率,并尽量缩小指令系统与高级语言的语义差别,以便于高级语言的编译和降低软件成本。同时,为了保证程序兼容,新的计算机的指令系统只能增加而不能减少,所以就使得指令系统越来越来复杂。由于指令系统的复杂性,CPU硬件结构也变得十分复杂,又反过来限制了CPU运行速度。因此,复杂指令计算机在性能上遇到了很大困难。
(2)精简指令系统
通过简化指令使计算机的结构更加简单合理,从而提高运算速度。若只保留20%的最简单指令,使指令系统尽可能简单,从而设计硬件结构简单、执行速度快的CPU,这就是精简指令计算机(RISC)。
RISC计算机的主要特点:
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