1.CPU是什麼？它有什麼作用？

CPU(Central Processing Unit，中央處理器)負責操控資料在不同位置間的移動及對資料進行處理。它是計算機的核心部件。它主要由三個部分組成：算數/邏輯單元、控制單元、暫存器單元。算數邏輯單元負責在資料上執行運算；控制單元協調機器的活動；暫存器單元負責資訊臨時儲存。CPU透過匯流排和主儲存器通訊。

2.cache是什麼？

cache是快取記憶體暫存器。它是位於CPU內部高速儲存器的一部分。它儲存了主儲存器最重要部分的一個副本。這樣當CPU需要呼叫主存中的資料的時候，可以直接從cache裡呼叫，而不用再透過匯流排和主儲存器通訊。因此，CPU可以較快的執行它的機器週期。

3.機器語言是什麼？

CPU可以識別以二進位制模式編碼的指令，這組指令及編碼系統統稱為機器語言。用機器語言表達的指令稱為機器指令。機器指令主要由操作碼和操作欄位組成。操作碼指明瞭該指令是什麼運算，操作欄位為運算提供了詳細的資訊。

4.指令集是什麼？有哪些常用指令集？

不同的CPU被設計成能夠執行不同的指令集。指令集主要分為三類：（1）資料傳輸類，包含請求在各個位置之間傳輸資料的指令；（2）算數/邏輯類，告訴控制單元請求在算數/邏輯單元內實現一個活動；（3）控制類，包含指導程式執行而非操作的指令，比如跳轉。

5.RISC 和 CISC的各有什麼特點？

RISC是精簡指令集，它的設計背景是人們認為CPU只需執行最小的機器指令集。這樣設計的計算機效率高，速度快，製造起來便宜。ARM，PowerPC處理器採用的是RISC.

CISC是複雜指令集，它的設計背景是人們認為CPU應該能夠執行大量複雜的指令，來應對今天日益複雜的軟體複雜性。CISC耗電較大。Intel，AMD的CPU採用的都是CISC.

6.LOAD和STORE有什麼區別？

Load是指用儲存單元的內容填充通用暫存器的請求。Store是指將暫存器中的內容傳輸給儲存單元的請求。

7.主儲存器為什麼以2的冪為度量單位？

機器指令中儲存了若干位用來表示地址。如果滿滿的利用這幾位的話，那麼就有2的若干位次冪的地址。而每個儲存單元是8位，因此總得儲存空間也是2的冪。

8.CPU是如何執行程式的？

程式的程式碼儲存在主存裡，CPU透過不斷的重複執行一個演算法來完成工作，該演算法引導它完成一個機器週期。一個機器週期主要分為取指、譯碼和執行。透過不斷的執行機器週期，程式的程式碼被執行。

9.CPU的主頻是什麼意思？有什麼用嗎？

CPU的主頻是指CPU的時脈頻率。1Hz表示每秒一個週期。主頻越高表示執行一個機器週期的時間越短。但是，不同的CPU在一個時鐘週期裡完成的工作量不同，因此單純比較主頻並不能說明什麼。

10.什麼是超頻？

超頻就是使CPU工作在比額定頻率高的頻率下。比如一塊CPU的額定頻率是2.4GHz，如果將工作頻率提高到2.6GHz它還能正常工作，那就表示這次超頻成功了。主要透過CPU的倍頻和外頻來超頻。

11.修改開機啟動項的原理是什麼？

每個程式存放在主存中不同的位置。系統開機時，會去程式計數器中標識的位置尋找相應的程式。想要哪個程式開機啟動，只需把地址發給程式計數器即可。

電腦科學概論（2）資料的操控和程式的執行

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