計算機組成原理重要知識點及筆&面試常考題目（1）

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一 鞏固習題

1. 計算機的發展歷史大概可以分爲幾個階段？每個階段的計算機分別有什麼特點？
   分爲四個階段:
   電子管計算機：集成度低，體積大，功耗高，運行速度慢，操作複雜。
   晶體管計算機：相對電子管計算機，體積小，速度快，功耗低，可靠性高，配備顯示器。
   集成電路計算機：操作系統誕生。
   超大規模集成電路計算機：集成度高，速度快，體積小，價格低，用途廣泛。
2. 你瞭解“摩爾定律”嗎？“摩爾定律”對現代計算機產生了什麼影響？
     摩爾定律是由英特爾（Intel）創始人之一戈登·摩爾（Gordon Moore）提出來的。其內容爲：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術進步的速度。儘管這種趨勢已經持續了超過半個世紀，摩爾定律仍應該被認爲是觀測或推測，而不是一個物理或自然法。
3. 你瞭解馮諾依曼機嗎？你是否可以大概描述馮諾依曼機的基本組成和工作原理？馮諾依曼機相對於之前的計算機有什麼重要改進？
     馮諾依曼機有五大組成部分：輸入設備、輸出設備、運算器、存儲器、控制器。馮諾依曼機把程序指令和運行數據存儲起來，使得計算機從專用電路計算機發展成爲通用電路計算機。
4. 什麼是馮諾依曼瓶頸？馮諾依曼瓶頸對現代計算機產生了什麼影響？
     馮諾依曼瓶頸指的是存儲器和運算器之間的訪問速率差異巨大，使得計算機性能無法提升。現代計算機以存儲器爲核心，根據局部性原理設計了存儲器的層次結構，大幅提升計算機性能。
5. 你瞭解程序解釋和程序翻譯嗎？什麼是編譯型語言，什麼是解釋型語言呢？
     編程語言可以分爲解釋型語言和編譯型語言，程序解釋指的是程序代碼在運行時，逐行翻譯成較低層次的編程語言去執行；程序翻譯指的是程序代碼在編譯階段提前翻譯成較低層次的編程語言邏輯，在運行時直接運行。
6. 請你列舉十種以上的編程語言，並分別分類他們屬於什麼類型的語言。
     編譯型語言：C、C++、Go、OC，解釋型語言：Php、Python、Javascript、Perl、Lua，翻譯+解釋型語言：Java、C#、Kotlin等。
7. 你瞭解計算機的層次結構嗎？今天的軟件和硬件是怎麼界定的。
     計算機的層次結構劃分是爲了方便理解計算機的整一個體系，在不同書籍或領域會有不一樣的劃分，沒有絕對的正確。今天的軟件、硬件的劃分以硬件電路爲界限，從涉及硬件電路邏輯往下的都歸爲硬件，要注意軟件和硬件的劃分也是與時俱進的，今天的軟件很可能明天就變成了硬件，比如以前編寫硬件邏輯代碼是軟件，而隨着高級編程語言的出現和成熟，現在編寫硬件邏輯代碼已經視爲硬件部分了。
8. 請你嘗試說明高級語言、彙編語言和機器語言的區別和聯繫？
     高級語言是方便程序員描述程序邏輯的編程語言，與人類語言接近；彙編語言時方便程序員描述硬件邏輯的編程語言，與底層硬件接近；機器語言時方便計算機理解和運行的編程語言，一般程序員無法理解。
9. CPU的速度一般使用什麼做單位？它具有什麼物理意義？
     赫茲，是國際單位制中頻率的單位，它是每秒中的週期性變動重複次數的計量。1Hz = 1/s，即在單位時間內完成振動的次數，單位爲赫茲（1赫茲=1次/秒）。
10. 網絡的速度一般使用什麼做單位？
      bps，比特率是指每秒傳送的比特(bit)數。單位爲 bps(Bit Per Second)，比特率越高，每秒傳送數據就越多。
11. 20世紀80年代以前的計算機是不支持輸入中文的，當時的計算機使用的是什麼編碼集？
    ASCII編碼集。
12. ASCII編碼集佔用多少個字節？
    ASCII有128個字符，佔用7個比特位，擴展ASCII編碼機佔用8個比特位，一個字節。
13. ‘A’, ‘b’, 'C’對應的ASCII十進制數值分別是多少？
    65、98、67。
14. 你可以使用你熟悉的語言將 72、96、108轉換爲ASCII碼嗎？
    Python使用chr函數就可以將十進制數轉換爲ASCII碼對應字符。

>>> chr(72)
'H'
>>> chr(96)
'`'
>>> chr(108)
'l'

15. 你知道Unicode編碼和UTF-8編碼的區別和聯繫嗎？
      Unicode全名爲：統一碼、萬國碼，是計算機科學領域裏的一項業界標準。Unicode標準有不同的編碼實現，比如UTF-8、UTF-16、UTF-32，也即是可以有多種規則來實現Unicode標準，比如UTF-8使用的是不定長字節表示Unicode字符，在表示高位Unicode字符時可以自動擴展，UTF-32使用的是定長4個字節表示Unicode字符。
16. 假設有10000個漢字，6000個日本字，3000個韓國字，1000個特殊字符，如果讓你設計一套通用的編碼集，請問每個字至少幾個比特位？
      10000+6000+3000+1000=19000個字符，最起碼使用15個比特位，佔2個字節。

二 重要概念需要詳細瞭解

1. 摩爾定律
2. 馮諾依曼機
3. 馮諾依曼瓶頸
4. 程序解釋
5. 程序翻譯
6. 高級語言
7. 彙編語言
8. 機器語言
9. 計算機硬件
10. 計算機軟件
11. 計算機的層次結構
12. 計算機編碼集