一、填空题
1. 计算机的硬件基本组成包括控制器、运算器、存储
器、输入和
输出等五个部分。
2. 计算机的软件一般分为系统软件和应用软件两大部分。
3. 计算机系统是一个由硬件和软件组成的多级层次结构，这通常由微程序
级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级
和高级语言级等组成，在每一级上都可以进行程序设
计。
4. 计算机系统的发展按其核心部件采用器件技术来看经历了五代的变化，分别
是电子管、晶体管、集成电路、大规模集
成电路和巨大规模集成电路。
1. 按IEEE754规范，一个浮点数由符号位S 、阶码E 、尾
数M三个域组成，其中阶码E 的值等于指数的真值e 加上一个固定偏移值。
2. 在进行浮点加法运算时，需要完成为零操作数检查、对
阶、尾数求和、结果规格化、舍入处理
和溢出处理
等步骤。
3. 对阶时，使小阶向大阶看齐，使小阶的尾数
向右移位，每右__ 移一位，其阶码加一，直到两数的阶码相等为
止。
4. 提高加法器运算速度的关键是降低进位信号的传播时间。先行进
位的含义是低有效位的进位信号可以直接向最高位传递。
5. 现代计算机的运算器一般通过总线结构来组织。按其总线数不同，大体有
单总线结构、双总线结构和三总线结构三种形
式。
6. 浮点运算器由阶码运算器和尾数运算器组成，它们都是
定点运算器。只要求能执行阶码运算器运算，而加法
和减法要求能进行尾数运算器运算。
7. 两个BCD码相加，当结果大于9时，修正的方法是将结果加6，并产
生进位输出。
8. 设有七位二进制信息码0110101，则低位增设偶校验码后的代码为
01101010 。
1. 对存储器的要求是容量大，速度快，成本
低，为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多级存储和
体系结构。
2. 存储器的技术指标主要有存储容量、存储时间、存
储周期和存储器带宽。
3. CPU能直接访问由CACHE和内存，但不能直接访问外
存。
4. 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，前者采
用空间并行技术，后者采用时间并行技术。
5. 主存与CACHE的地址映射有全相联、直接、组相联
三种方式。
6. 虚拟存储器指的是主存—外存，主存层次，它给用户提供了一个
比实际空间大得多的虚拟地址空间。
7. 虚拟存储器只是一个容量非常大的存储器逻辑模型，不是任何实
际的存储器，按照主存-外存层次的信息传送单位不同，虚拟存储器有物理式、段式页式和段页式三类。
8. DRAM存储器的刷新一般有集中式、分散式和异步式三种方式，之所以刷新是因为有电荷泄露需要定期补充。
1. 指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它的格式和功能不仅直
接影响到机器的硬件结构，也影响到系统软件。
2. 指令格式是指令用二进制代码和操作码表示的结构形式，指令格式由字段和
地址码两字段组成。
3. 指令字长度分为单字长、半字长、双字长三种形式。
4. 形成指令地址的方式，称为指令寻址方式，有顺序寻址和跳跃寻址两种。
5. 形成操作数地址的方式，称为数据寻址方式。操作数可以放在专用寄存器、
通用寄存器、内存寄存器和指令寄存器中。
6. 堆栈是一种特殊的数据寻址方式，它采用先进后出原理。按结构不同分为
寄存器堆栈和存储器堆栈。
7. 二地址指令中，操作数的物理位置有三种型式，分别是寄存器-寄存器(RR)
型、寄存器-存储器(RS)型和存储器-存储器(SS)型。
8. 地址码表示操作数的地址。以其数量为依据，可以将指令分为零地址指令、一地址指令、二地址指令和三地址指令等几种。
1. 在单机系统中，三总线结构的计算机的总线系统由系统总线、内存总线
和I/O总线等组成。
2. 一个适配器必须有两个接口：一个是和系统总线的接口，CPU和适配器的数
据交换是并行方式，二是和外设的接口，适配器和外设的数据交换是并行
或串行方式。
3. 总线是构成计算机系统的互连机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送
的公共通道，并在争用资源和的基础上进行工作。
4. 按照总线仲裁电路的位置不同，总线仲裁分为集中仲裁和分布仲裁。
5. PCI总线是当前流行的总线，是一个高带宽且与处理器无关的标准总线，又
是至关重要的层次总线。
6. 单处理器系统中的总线可以分为三类，CPU内部连接各寄存器及运算部件之
间的总线称为内部总线；中、低速I/O设备之间互相连接的总线称为I/O总
线；同一台计算机系统内的告诉功能部件之间相互连接的总线称为系统总
线。
7. 一次总线的信息传送过程大致可以分为五个阶段，依次为请求总线、总线仲
裁、寻址、信息传送和状态返回。
8. 在总线上，由一个主方向多个从方进行写操作称为广播；多个从方的数据在
总线上完成AND或OR操作称为广集。
1. 磁表面存储器的主要技术指标有存储密度、存储容量、平均存取时间和数据
传输率等四个部分。
2. CRT显示器上构成图像的最小单元或图象中的一个点称为像素，磁盘记录面
上的一系列同心圆称为磁道。
3. 汉字在输入时采用汉字输入编码如字形码、拼音码等，在存储时采用汉字机
内码，在显示或打印时采用汉字字模编码如点阵。
4. 磁盘上访问信息的最小物理单位是记录块(扇区)。
5. 温彻斯特是一种可移动磁头的固定盘片的磁盘机。
6. 按读写性质划分，光盘可以分为只读型光盘、一次型光盘和重写型光盘三种。
二、单项选择题
1. 计算机硬件能直接识别和执行的语言是C
A．高级语言 B．汇编语言 C．机器语言 D．符号语言
2. 输入、输出设备以及辅助存储器一般统称为 B
A．I/O系统 B．外围设备 C．外存储器 D．执行部件
3. 冯·诺依曼机工作方式的基本特点是A
A．按地址访问并顺序执行指令 B．精确结果处理
C．存储器按内部地址访问 D．自动工作
4. 控制器、运算器和存储器合起来一般称为D
A．I/O部件 B．内存储器 C．外存储器 D．主机
1. 某数在计算机中用8421BCD码表示为0111 1000 1001，其真值是A
A．789D B．789H C．1887D D．11110001001B
2. 若某数x的真值为-0.1010，在计算机中该数表示为1.0110，则该数所用的编
码方法是B码
A．原 B．补 C．反 D．移
3. 一个8位二进制整数，采用补码表示，且由3个“1”和5个“0”组成，则其最小
值是C 10000011
A．-127 B．-32 C．-125 D．-3
4. 下列数中最小的数为C
A．101001B B．52Q C．29D D．233H
1. 存储单元是指B
A．存放一个二进制信息位的存储元
B．存放一个机器字的所有存储元集合
C．存放一个字节的所有存储元集合
D．存放两个字节的所有存储元集合
2. 存储周期是指为C
A．存储器的读出时间 B．存储器的写入时间
C．存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔
D．存储器进行连续写操作所允许的最短时间间隔
3. 相联存储器是按C进行寻址的存储器
A．地址指定方式 B．堆栈存取方式 C．内容指定方式
D．地址指定与堆栈存取方式结合
4. 交叉存储器实质上是一种A存储器，它能执行独立的读写操作
A．模块式，并行，多个 B．模块式，串行，多个
C．整体式，并行，一个 D．整体式，串行，多个
5. 主存储器和CPU之间增加CACHE的目的是A
A．解决CPU和主存之间的速度匹配问题
B．扩大主存的容量
C．扩大CPU中通用寄存器的数量
D．既扩大主存容量又扩大CPU通用寄存器数量
6. 采用虚拟存储器的主要目的是D
A．提高主存储器的存取速度 B．提高外存储器的存取速度
C．扩大外存储器的存储空间
D．扩大主存的存储空间，并能进行自动管理和调度
1. 指令系统中采用不同方式的目的主要是B
A．实现存储程序和程序控制
B．缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性
C．可以直接访问外存
D．提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度
2. 寄存器间接寻址方式中，操作数处在C
A．通用寄存器 B．堆栈 C．主存储器 D．程序计数器
3. 指令的寻址方式有顺序和跳跃两种，采用跳跃寻址方式，可以实现_D_
A．堆栈寻址 B．程序的条件转移
C．程序的无条件转移 D．程序的条件转移或无条件转移
4. 方式对实现程序浮动提供了支持B
A．变址寻址 B．相对寻址 C．间接寻址 D．寄存器间接寻址
5. 单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，
另一个经常需采用C
A．堆栈寻址方式 B．立即寻址方式 C．隐含寻址方式 D．间接寻址方式
1. 计算机系统的输入输出接口是C之间的交接界面。
A．CPU与存储器 B．存储器与外围设备
C．主机与外围设备 D．CPU与系统总线
2. 在集中式总线仲裁中，B方式响应时间最快。
A．菊花链 B．独立请求 C．计数器定时查询 D．分布
3. 作为现行PC机的主要系统总线是A
A．PCI总线和ISA总线 B．EISA总线和VESA总线
C．ISA总线和AGP总线 D．PCI总线
4. 同步通信之所以比异步通信具有较高的传输速率，是因为D
A．同步通信不需要应答信号且总线长度比较短
B．同步通信用一个公共的时钟信号进行同步
C．同步通信中，各部件存取时间比较接近
D．以上各项因素的综合结果
1. 计算机的外围设备是指D
A．输入/输出设备 B．外存设备 C．通信设备 D．除主机外的其他设备
2. CRT的颜色数为256色，则刷新存储器每个单元的字长应该为B
A．256位 B．8位 C．7位 D．16位
3. 字符显示器中的VRAM用来存放A
A．显示字符的ASCII码 B．BCD码 C．字模 D．汉字内码
4. 下列外存中，属于顺序存取存储器的是C
A．软盘 B．硬盘 C．磁带 D．光盘
三、简答题
1. 说明定点运算器的主要组成
答：ALU，寄存器，多路选择器，移位器，数据通路等
2. 说明双符号位法检测溢出的方法
答：在数据运算前将符号位照样再写一次，构成双符号位。运算后，如果双符号位状态=00，表示结果为正，无溢出；=11，表示结果为负，无溢出；=01，表示结果为负，有溢出；=10，表示结果为正，有溢出。
1. 计算机存储系统分为哪几个层次？
答：计算机存储系统一般指：CPU内的寄存器、CACHE、主存、外存、后备存
储器等五个层次
2. 存储保护主要包括哪几个方面？
答：存储保护一般涉及存储区域保护和访问方式保护两大方面。前者主要有
页表保护、键保护、环保护等方式，后者则主要考虑对主存信息使用的读、写、执行三种方式的保护。
3. 说出至少三种加速CPU和存储器之间有效传输的措施。
答：主要有：
1) 加长存储器的字长
2) 采用双端口存储器
3) 加入CACHE
4) 采用多体交叉存储器
1. 一个比较完善的指令系统应该包括哪几类指令？
数据传送指令，算术运算指令，逻辑运算指令，程序控制指令，输入/输出
指令，堆栈指令，字符串指令，特权指令
2. 说明RISC指令系统的主要特点
指令条数少，指令长度固定，指令格式、寻址方式种类少，只有取数/存数
指令访问存储器
1. 说明外围设备有哪几种类型
有：输入设备、输出设备、外存设备、数据通信设备、过程控制设备
2. 说明磁盘找道时间和等待时间的含义
磁盘找道时间是指磁头移动到信息所在磁道所需要的时间，一般是一个平均
时间值。等待时间是指磁头等待当前磁道上对应扇区的信息到达磁头下的
时间，也一般是个平均时间值。
四、计算与分析题
1. 将十进制数（24/512）表示成浮点规格化数，要求阶码4位（含符号），移
码表示；尾数6位（含符号），用补码表示
解：（24/512）D=（16+8）×2-9 = 11000B ×2-9 =0.11000 ×2-4 阶码用补码表示为 1100，用移码即0100；整个数据表示即： 0 0100 11000
2. 写出十进制数 -5的IEEE754编码
解：（24/512）D=（16+8）×2-9 = 11000B ×2-9 =0.11000 ×2-4
阶码用补码表示为 1100，用移码即0100；整个数据表示即： 0 0100 11000
3. 已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出
1) X=0.11011，y=0.00011
解：由题：
1) [x]
补=0.11011，[y]
补
=0.00011，[x+y]
补
=[x]
补
+[y]
补
=00.11110
00. 11011
+ 00. 00011
00. 11110
用双符号位法检查，结果没有溢出，所以x+y=0.11110
4. 试用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器、直接补码并行乘法计算x×y
1) X=0.11011，y=-0.11111
解：由题：[x]
补= 0.11011， [y]
补
= 1.00001
1)
[x×y]
补
＝1.0010111011
2) [x×y]
原
＝1.1101000101 注意：求补器不作用
3) [x×y]
补
＝1.0010111011
5. 用原码阵列除法器计算x÷y
1) X=0.11000，y=-0.11111
解：[q]
原
＝1.q1q2q3q4q5＝1.11000
q＝-0.11000
余数 r＝(0.0000r5r6r7r8r9r10)＝0.0000011000
6.设阶码3位，尾数6位，按浮点运算方法，完成以下取值的[x+y]、[x-y]运算
1) X=2-011× 0.100101，y=2-010 ×（-0.011110）
解： [x+y]
浮
= 11100, 1.010010 即ｘ+y ＝2-100 × (-0.101110)
[x-y]
浮
= 11110, 0.110001 即ｘ-y ＝2-010 × 0.110001
1. 设某RAM芯片，其存储容量为16K×8位，问：
1) 该芯片引出线的最小数目应该是多少？
2) 存储器芯片的地址范围是多少？
解：由题：
1) 16K=214，所以地址线为14根，字长8位，所以数据线为8根，加上
芯片片选信号CS，读信号RD，写信号WR，电源线、地线，其引出线最小数目为27根。
2) 存储器芯片的地址范围为：0000H～3FFFH。
2. 有一个16K×16的存储器，用1K×4的DRAM芯片（内部结构为64×16）构成，
设读/写周期为0.1µs，问：
1) 采用异步刷新方式，如单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多
少？
2) 如采用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用多少读/写周期？死时间率
多少？
解：由题：
1) 刷新信号间隔为2ms/64=31.25µs，此即刷新信号周期
2) 设T为读/写周期，且列向16组同时进行刷新，则所需刷新时间为64T，
已知T=0.1µs，则死时间率=64T/2000×100%=0.32%
3. 设存储器容量为32M字，字长64位，模块数m=4，分别用顺序方式和交叉方式
进行组织。若存储周期T=200ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期τ=50ns。问：顺序存储器和交叉存储器的平均存取时间、带宽各是多少？
解：顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4字的信息总量都是：q=64位×4=256位
顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别是：
T1=mT=4×200ns=800ns
T2=T+(m-1)τ=200ns+3×50=350ns
顺序存储器和交叉存储器的平均存取时间分别是：
T1a=T=200ns
T2a=350ns/4=87.5ns
顺序存储器带宽w1=q/t1=256b/800ns=32×107(b/s)
交叉存储器带宽w2=q/t2=256b/350ns=73×107(b/s)
4. CPU执行一段程序时，CACHE完成存取的次数为5000次，主存完成存取的次数
为200次。已知CACHE存取周期为40ns，主存存取周期为160ns。分别求CACHE 的命中率H、平均访问时间Ta和CACHE-主存系统的访问效率e。
解：由题：H=Nc/(Nc+Nm)=5000/5200≈0.96
Ta=Tc+(1-H) ×Tm=40ns+(1-0.96) ×160ns=46.4ns
E=Tc/Ta=40ns/46.4ns×100%=86.2%
1. 设在异步串行传输系统中，每秒可传输20个数据帧，一个数据帧包含一个起
始位，7个数据位，一个奇校验位，一个结束位，试计算其波特率和比特率。
波特率=（1+7+1+1）×20=200波特，比特率=20×7=140b/s
2. 设某总线在一个总线周期中并行传送8个字节的数据，假设一个总线周期等
于五个总线时钟周期，总线时钟频率为60MHz，求总线带宽等于多少？
总线带宽=8B×60×106/5=96MB/s
1. 某显示器的分辨率为800×600，灰度级为256色，试计算为达到这一显示效
果需要多少字节？
所需字节数为：256色即28，每像素占8位=1字节，则800×600×B=480000B
2. 设显示器分辨率为1024×768，颜色深度3B，帧频为72Hz，计算刷新屏幕时
存储器带宽是多少？
所需带宽=1024×768×3B×72/s=768K×216B=162MB/s
3. 设某硬盘有20个磁头，1024个柱面，每柱面46个扇区，每扇区可记录512字
节。试计算该硬盘的容量。
硬盘的容量=20×46×1024×512B=460MB
五、设计题
1.某机器中，已知配有一个地址空间为0000H～3FFFH的ROM区域，现在再用一个
RAM芯片（8K×8）形成40K×16的RAM区域，起始地址为6000H，假设RAM芯片
有CS#和WE#信号控制端，CPU的地址总线为A15～A0，数据总线为D15～D0，
控制信号为R/W#（读/写），MREQ#（访存），要求：
1) 画出地址译码方案
2) 将RAM与ROM同CPU连接
解：由题：
1) 所需RAM芯片数＝(40K×16)/(8K×8) = 5×2
2) RAM存储器子系统扩展方式为字位同时扩展方式
3) 另由题意可知：ROM存储器子系统地址空间区域为0000H～3FFFH，即16K
×16的区域。简单起见，假设ROM子系统由一块16K×16的ROM芯片构成。
4) 由于RAM子系统的起始地址为6000H，即与ROM子系统相隔 8K 的地址单
元。可先作出存储系统的地址映像分析如下：
5) 由前述存储映像表可知：如果把扩展的存储器看成每8K一个基本单位，
则ROM芯片占2个8K，每个RAM模块占一个8K，此时系统总共需要6个8K，针对8K所需要的片内地址是13位：A0～A12，
6) 如果采用3-8译码器来产生片选信号，可选用地址的A13、A14、A15三位
作为译码器信号输入端，MREQ#信号控制译码器的动作，产生的八个译码器输出中，ROM芯片需要占用连续的两个输出端，且从Y0开始；每个RAM模块则只需占用一个输出端，RAM部分总共要5个，由于是从6000H 开始，实际是Y3～Y7。
7) 对于RAM子系统，由于是字位同时扩展，按以下步骤进行：
A. 先考虑位向扩展：每两片RAM芯片构成一个模块，存储 8K×16
的信息。这两个芯片共享以下信号：A0～A12，CS，WE#，区别是一
片RAM处理D0～D7的数据信息，另一片处理同地址信号的D8～D15的
数据信息。
B. 再考虑用前述小模块构成字向扩展，共5个模块。模块内共享
A0～A12、D0～D15和WE#以及CS信号，模块间的片选CS信号不同。
8) 对于ROM子系统，由于只有一片芯片，接A0～A13、D0～D15和OE以及CS
信号即可。
9) 参考连接图示意如下：
四、综合题
1. 指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
RS或SS型指令，有直接、寄存器、寄存器间接寻址方式，访存范围1M，
可表示16个寄存器。
2. 设某计算机数据线、地址线均是8位，有一条相对寻址的无条件转移指令
存于内存的20H单元中，指令给出的位移量D=00010101B，该指令占用2
个字节，试计算：
1) 取该指令时PC的内容
PC=20H
2) 该指令执行结束时PC的内容
PC=PC+D+2=20H+2+00010101B=37H
3. 设某机16位单字长访内存指令格式如下所示，其中D为形式地址，
15 12 11 10 9 7 0 补码表示（1位符号
I为直接/间接寻址方式，1表示间接寻址，0表示直接寻址方式；M为寻址模式，0表示绝对地址，1表示基址寻址，2表示相对寻址，3表示立即寻址；
X为变址寻址。再设PC、RX、RB分别为程序计数器、变址寄存器、基址寄存器，又基址寄存器、E为有效地址，则：①该指令格式可定义多少种不同的操作？②立即寻址操作数的范围是多少？③间接寻址时，寻址范围是多少？
④设RB为14位，则不考虑变址因素时，存储器的寻址范围是多少？
1）16种； 2）-128～+127； 3）64K； 4）EA=（RB）+D
4. 指令格式如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
2) 单字长指令
3) R-R型指令
4) 操作码字段有15-10+1=6位，所以最多可能有26=64条不同指令
5) 寄存器位都是4位，所以每种寄存器最多有24=16个
6) 操作数肯定在寄存器中
5. 某计算机字长为16位，主存容量为640K字，采用单字长单地址指令，共
有40条指令。试采用直接、立即、变址、相对四种寻址方式设计指令格
式。
1) 40条指令需要 6位操作码字段，这样单字长时剩余 16-6 = 10位可做
地址码
2) 题目提供了四种寻址方式，假设所涉及寄存器全部隐含提供。则最少
需 2 位做寻址方式字段，则此时此时还剩余 10-2 = 8 位做地址码
3) 主存容量640K字，理论上要20位地址码。
4) OP MOD D
6 2 8
对于MOD字段，约定如下：
MOD = 00：EA=D，直接寻址，256单元
MOD = 01：D，立即寻址，8位数据
MOD = 10：EA=（RX）+D，64K单元
MOD = 11：EA=（PC）+D，640K/64K单元
上述讨论中的64K是以计算机寄存器字长为16位假设的。
电脑主机构成：1. CPU；2. 主板；3. 硬盘；4. 内存；5. 显卡；6. 声卡；7. 网卡； 8. 光驱；9.电源。 电脑机箱主板，又叫主机板、系统板或母板，它分为商用主板和工业主板两种。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有芯片部分（BIOS芯片、CMOS 芯片等）、接口部分（COM、LPT、USB、MIDI、IDE、SATA、PS/2等）、扩展槽部分（AGP插槽、PCI插槽、CNR插槽、内存插槽等）。 芯片 BIOS芯片：是一块方块状的存储器，里面存有与该主板搭配的基本输入输出系统程序。能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系统的设备，调整CPU外频等。BIOS芯片是可以写入的，这方便用户更新BIOS的版本，以获取更好的性能及对电脑最新硬件的支持。 CMOS芯片：是一种低耗电随机存贮器，其主要作用是用来存放BIOS中的设置信息以及系统时间日期。如果CMOS中数据损坏，计算机将无法正常工作，为了确保CMOS数据不被损坏，主板厂商都在主板上设置了开关跳线，一般默认为关闭。当要CMOS数据进行更新时，可将它设置为可改写。为使计算机不丢失CMOS和系统时钟信息，在CMOS芯片的附近有一个电池给他持续供电。 南北桥芯片：横跨AGP插槽左右两边的两块芯片就是南北桥芯片。南桥多位于PCI插槽的上面；而CPU插槽旁边，被散热片盖住的就是北桥芯片。 北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间的“交通”。 南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的数据流通。 南桥和北桥合称芯片组。芯片组以北桥芯片为核心，一般情况，主板的命名都是以北桥的核心名称命名的。芯片组在很大程度上决定了主板的功能和性能。需要注意的是，AMD平台中部分芯片组因AMD CPU内置内存控制器，可采取单芯片的方式，如nⅥDIA nForce 4便采用无北桥的设计。从AMD的K58开始，主板内置了内存控制器，因此北桥便不必集成内存控制器。现在在一些高端主板上将南北桥芯片封装到一起，只有一个芯片，这样大大提高了芯片组的功能。 RAID控制芯片：相当于一块RAID卡的作用，可支持多个硬盘组成各种RAID模式。RAID是一种把多块独立的物理硬盘按不同方式组合起来形成一个逻辑硬盘，从而提供比单个硬盘有着更高的性能和提供数据冗余的技术。数据冗余的功能是在用户数据一旦发生损坏后，利用冗余信息可以使损坏数据得以恢复，从而保障了用户数据的安全性。 扩展槽 AGP插槽：颜色多为深棕色，位于北桥芯片和PCI插槽之间。AGP插槽有1×、2×、4×和8×之分。AGP4×的插槽中间没有间隔，AGP2×则有。在PCI Express出现之前，AGP显卡较为流行，其传输速度最高可达到2133MB/s(AGP8×）。 PCI Express插槽：随着3D性能要求的不断提高，AGP已越来越不能满足视频处理带宽的要求，目前主流主板上显卡接口多转向PCI Exprss。PCI Exprss插槽有1×、2×、4×、8×和16×之分。注：目前主板支持双卡：（NⅥDIA SLI/ ATI 交叉火力)
第一章: 1.what is the computer architecture 计算机体系结构是那些对程序员可见的系统属性，换句话说，这些属性直接影响到程序的逻辑执行。 2.what is the computer organization 计算机组成是实现结构规范的操作单元以及其相互连接。组成的属性包括那些对程序员可见的硬件细节，如控制信号、计算机和外设的接口以及储存器使用的技术。 3.what is the structure of a computer system 分层性质的系统。是由一系列互相关联的子系统，每个子系统又在结构上分层，直到分成我们所能达到的一些基本子系统的最低级。 4.what are the functions of a computer ---处理数据(Data processing)---数据的储存(Data storage)---数据传送(Data movement)---对之前的三种功能进行控制(Control)。 5.describe the principal elements of a computer ---中央处理器（CPU）---主储存器---I/O---系统互连： 6.describe the principal elements of a CPU ---控制单元---算术逻辑单元（ALU）---寄存器---CPU内部互连 第二章 1.Describe the structure of von Nuemann machine: ---主储存器---算术逻辑运算单元（ALU）---控制器---输入/输出设备（I/O）。 2.Describe the Stored Program concept 程序以某种形式与数据一同存在储存器中，编程的过程就可以简化。这样，计算机就可以通过在储存器中读取程序来获取指令，而且通过设置一部分储存器的值就可以编写和修改程序。 3.Describe moore’s law 摩尔定律指的是单芯片上所能包含的晶体管数量每年翻一番，并且这种态势在不远的将来还会一直走下去。 4.Describe the ways to speed up the microprocessor ---流水线技术---加入cache，L1&L2cache---通过增加新的电路，减小电路间的距离来提高速度，使得性能提高---Branch prediction（转移预测）--- Data flow analysis （数据流分析）---Speculative execution（推测执行）: 第三章 1.Describe three key of von Neumann architecture ---数据和指令储存在单一的“读、写储存器”中---储存器的内容通过位置寻址，而不关心储存在其中的数据类型---以顺序的形式从一条指令到下一条指令的（除非有明确的修改）执行 2.Program concept: ---A sequence of steps ---for each steps, an arithmetic or logical operation is done.---for each operation, a different set of control signals is needed.(e.g. ADD, MOVE)
计算机体系结构与组成原理计算机体系结构与组成原理讨论了计算机系统的基本原理、组成结构和相互关系。它研究了计算机的硬件和软件组件，并介绍了计算机如何执行指令以及数据在计算机内部的处理方式。本文将从计算机体系结构和计算机组成原理两个方面来探讨这一主题。 一、计算机体系结构 计算机体系结构是指计算机硬件和操作系统之间的接口关系。它定义了计算机的结构、功能和性能特征，包括内存、输入输出设备和处理器等组件。计算机体系结构的设计决定了计算机系统的可扩展性和性能。 1. 冯·诺依曼体系结构 冯·诺依曼体系结构是一种广泛应用的计算机体系结构，是由冯·诺依曼于1945年提出的。它包括了一个存储器、一个运算器、一个控制器、输入设备和输出设备等组件。其中存储器用于存储数据和指令，运算器用于执行算术和逻辑运算，控制器用于指挥各个组件的操作。 2. 硬件层次结构 计算机体系结构还可以按照硬件的层次结构进行分类。常见的硬件层次结构包括计算机系统、总线、处理器和存储器等。计算机系统是最高层次的硬件，它由多个处理器和存储器组成，并通过总线进行连接。
二、计算机组成原理 计算机组成原理研究了计算机硬件的内部结构和功能，包括处理器、存储器、输入输出设备等。它关注计算机内部数据的存储、传输和处 理方式。 1. 处理器 处理器是计算机的核心组件，负责执行指令和处理数据。它由控制 器和算术逻辑单元组成。控制器用于解析和执行指令，算术逻辑单元 用于执行算术和逻辑运算。 2. 存储器 存储器用于存储计算机内部的数据和指令。根据存取方式的不同， 存储器可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM用于临时存储数据和程序，而ROM则用于存储固定的指令和数据。 3. 输入输出设备 输入输出设备用于将数据和指令传递给计算机系统，或将计算结果 输出到外部设备。常见的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器和打 印机等。 三、计算机体系结构与组成原理的关系 计算机体系结构和组成原理是相互关联的，在计算机系统设计和优 化过程中起着重要作用。
计算机的基本组成 计算机是一种电子设备，它的功能包括存储、处理和传输信息。为了更好地理解和使用计算机，我们需要了解它的基本组成。 1、硬件系统 计算机的硬件系统是它的物理部分，包括中央处理器（CPU）、存储器（内存和硬盘）、输入/输出设备（键盘、鼠标、显示器、打印机等）和总线（用于连接各个部件）。 中央处理器是计算机的“大脑”，负责执行程序中的指令并处理数据。存储器分为内存和硬盘。内存包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM用于存储运行中的程序和数据，ROM用于存储固件和操作系统。硬盘是用于长期存储数据的外部存储器。 输入/输出设备允许用户与计算机交互。键盘和鼠标是最常见的输入设备，而显示器和打印机是最常见的输出设备。总线是用于连接各个部件的通信通道。 2、软件系统 计算机的软件系统是它的程序部分，包括系统软件和应用软件。系统
软件包括操作系统、编译器和数据库管理系统等，它们为应用程序提供了一个运行环境。应用软件是为特定任务设计的程序，例如办公软件、图像处理软件和游戏等。 3、网络系统 现代计算机通常通过互联网与其他计算机连接，形成一个网络。网络系统包括硬件（如路由器和调制解调器）和软件（如浏览器和电子邮件客户端），这些部件可以帮助用户连接到其他计算机并共享资源。计算机的基本组成包括硬件系统、软件系统和网络系统。这些组件协同工作，使计算机成为一种强大的信息处理工具，可以满足我们的工作、学习和娱乐需求。 计算机系统的基本组成 计算机系统是一种复杂的电子系统，它由多个不同的部分组成，这些部分协同工作，使计算机能够执行各种任务。以下是计算机系统的基本组成： 1、硬件系统 硬件系统是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器（CPU），内存，硬盘，显卡，声卡，网卡，电源，主板，显示器，键盘，鼠标
计算机硬件系统组成及工作原理 一、计算机硬件系统组成 任何一台计算机，都是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件组 成，其结构框图如网1—1所示。 1．运算器 运算器是对数据进行运算的部件，它能够快速地对数据进行加、减、乘、除等基本算术运算及“与”、“或”、“非“等逻辑运算。在运算过程 中，运算器不断得到由存储器提供的数据，运算 后把结果(包括中问结果)送回存储器保存起 来。整个运算过程是在控制器统一指挥下，按程 序中绢诽的操作次序进行的。 运算器主要由算术逻辑单元(A小hme小 L08ic Un入简称Aeu)、寄存器以及一些控制 数据传送的电路组成。算术逻辑单元是运算器 中实现算术和逻辑运算的电路；寄存器是运算 器中的数据暂存器，在运算器中往往设置多个 寄存器，每个寄存器能够保存一个数据。寄存器 可以直接为算术逻辑单元提供参加运算的数 据，运算的中间结果也可以保存在寄存器中。这 样，一个简单的运算过程就可以在运算器内部 完成，避免了频繁地与存储器打交道的工作，从 而提高了运算速度。Atmel代理运算器中还设有标志寄存器，它用来存放运算结果的特征．如进位标志 (c)、零标志(Z)、符号标志(s)等。在不同的机器中，标志寄存器的标志位有不同的规定。
2．控制器 控制器是计算机的控制中心，计算机的工作就是在控制器的控制下有条不亲地协调工作。控制器通过地址访问内存储器，逐条取出选中单元的指令，分析指令，并根据指令码产生 相应的控制信号作用于其他各个部件，控制这些部件完成指令要求的操作。上述过程周而复始，保证了计算机能自动、连续地工作。 控制器主要由指令计数器(又称程序计数器)、指令寄存器、指令译码器、时序电路及操作控制器等电路组成。当计算机执行程序时，指令计数器中保存的是耍执行的下一条指令的地址，控制器根据这个地址，从内存中取出指令并送人指令寄存器。指令译码器对指令寄存器中的指令代码进行分析后，发出各种相应的操作命令，指挥计算机的有关部件进行工作，比如一次内存读／写操作，一个算术／逻辑运算操作，或一个输入／输出操作等。 指令计数器是控制器中的一个重要部件，它的功能是指示程序的执行顺序。在取指令阶段它保留本条指令的地址，当指令执行完成后它存放的是下条将要执行的指令地址。它的位长一般是能表示内存的最大容量。AT90CAN64下条指令地址的形成有两种可能，一种是顺序执行，下条 指令地址通过指令计数器自动加1完成，另一种是通过转移指令形成下条指令地址。 通常将运算器和控制器合在一起称为中央处理单元CPU(CentralPr。cessinR Unlt)，cPu是计算机的核心部件，现已做在一块集成芯片里。 3．存储器 (1)内存和外存 存储器是用来存放信息的部件。计算机的存储器可分为内存储器（也称主存储器）
硬件： 尽量别换平台 更换顺序：硬盘光驱软驱内存显卡CPU 主板 要换先换前面的 软件 以硬件为主，不要因为软件更换硬件。 不要频繁重装系统 。。。。 计算机系统结构 研究内容: 从外部来研究计算机系统 使用者所看到的物理计算机的抽象 软硬件功能分配及分界面的确定 学习目的: 建立计算机系统的完整概念 学习计算机系统的分析方法和设计方法 掌握新型计算机系统的基本结构及其工作原理 与其他学科的交叉 主要包括:计算机组成原理,计算机操作系统,汇编语言,数据结构, 微机原理,高级语言等第一章计算机系统结构的基本概念 一,计算机系统的组成 由硬件和软件组成. 1_ 硬件:可视为多种资源: 1)处理信息资源—CPU; 2)存储信息资源—存储器; 3)交换信息资源—I/O设备. 1.1 计算机系统结构的概念 二,计算机系统的多级层次结构 (逐级或越级向下实现) 2 软件:即程序 1)系统软件:各用户共同使用,如OS,编译/解释程序,汇编程序,诊断程序等; 2)应用软件:为解决用户问题编写的程序. 微程序级L0实际机器 机器语言级L1实际机器 操作系统级L2虚拟机 汇编语言级L3虚拟机 高级语言级L4虚拟机 应用语言级L5虚拟机 系统软件
软,硬交界面 硬件 固件 执行方式 应用程序包翻译(用户) 编译/解释程序翻译 (程序员) 汇编程序翻译 (汇编语言程序员) 机器语言程序解释 (操作员) 微指令程序解释 (机器语言程序员) (逻辑设计员) 1 机器语言级:二进制语言是计算机中必不可少的语言. 2 汇编语言级:用符号表示的机器语言. 3关于操作系统: ①OS是管理计算机系统的系统软件; ②OS的若干命令又可视为机器语言指令功能的扩充; ③OS虽已发展成用高级语言编写,但其属服务于高级语言,汇编语言等的功能,并最终用机器语言或微指令程序解释执行的. 4 虚拟机:以软件为主实现的机器. 5 实际机器:由硬件或固件实现的机器. 6 固件:将微程序固化在器件上的硬件. 三,计算机系统结构定义及其属性 一个计算机系统可以看成是由若干机器级组成的,从低层的硬件直到高层的应用程序级,在每一级上都可以定义一个系统结构,而传统的讲,计算机系统结构是指处在软件,硬件之间界面的描述,它反映了计算机系统的外特性. _ 定义一: Amdahl于1964年在推出IBM360系列计算机时提出: 计算机系统结构是程序员所看到的计算机系统的属性,包括概念结构和功能特性.是对计算机系统中各机器级之间界面的划分和定义,以及对各级界面上,下进行功能分配,各级都有它自己的系统结构. 定义二: 计算机系统结构主要研究软硬件功能分配和对软硬件界面的确定 计算机系统由软件,硬件和固器组成,它们在功能上是同等的. 同一种功能可以用硬件实现,也可以用软件或固件实现. 不同的组成只是性能和价格不同. 本课程定义 计算机系统结构或称计算机体系结构(Computer Architecture)是汇编语言程序员所见到的计算机属性,即软,硬件的交界面(是机器语言,汇编语言或编译程序设计者看到的机器物理系统
计算机系统结构和计算机组成原理 计算机系统结构和计算机组成原理是计算机科学和技术领域中的两个重要概念。计算机系统结构是指计算机硬件和软件之间的组织和交互方式，而计算机组成原理是指计算机硬件的组成和工作原理。本文将从计算机系统结构和计算机组成原理两个方面进行阐述，深入探讨计算机的工作原理和组成部分。 一、计算机系统结构 计算机系统结构包括硬件和软件两个方面。硬件部分主要包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等，而软件部分主要包括操作系统、编译器、应用程序等。 1. 中央处理器(CPU) 中央处理器是计算机系统的核心部件，负责执行指令和控制计算机的运行。它由控制单元和算术逻辑单元组成。控制单元负责指令的解码和执行，而算术逻辑单元负责进行算术和逻辑运算。 2. 内存 内存是计算机用于存储数据和指令的地方，也称为主存。它分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种。RAM可以读写数据，而ROM只能读取数据。内存的大小决定了计算机可以存储的数据量。
3. 输入输出设备 输入输出设备用于与计算机进行数据的输入和输出。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，而常见的输出设备有显示器、打印机、音频设备等。输入输出设备通过与计算机系统的接口进行数据传输。 4. 操作系统 操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机的资源。它提供了用户接口、文件管理、内存管理、进程管理等功能。常见的操作系统有Windows、Linux、Mac OS等。 5. 编译器 编译器是将高级程序语言转换为机器语言的软件工具。它将程序源代码进行词法分析、语法分析和语义分析，生成目标代码。常见的编译器有C语言编译器、Java编译器等。 6. 应用程序 应用程序是计算机系统中的具体应用，如文字处理、图像处理、数据库管理等。它们利用计算机系统的硬件和软件资源，完成特定的任务。 二、计算机组成原理
简述计算机系统的结构组成计算机系统是由多种硬件和软件组成的复杂系统，能够执行各种计算任务。它包括计算机硬件、操作系统、应用软件以及用户等多个方面。下面将从计算机硬件、操作系统、应用软件和用户四个方面来详细介绍计算机系统的结构组成。 一、计算机硬件 计算机硬件是计算机系统的物理部分，主要包括中央处理器（CPU）、内存、存储器、输入设备、输出设备和通信设备等。 1.中央处理器（CPU） 中央处理器是计算机的核心部件，负责执行计算机程序中的指令以及进行数据处理。它包括运算单元、控制单元和寄存器等组成。运算单元负责进行各种算术运算和逻辑运算，控制单元负责控制指令的执行顺序，寄存器用于临时存放数据和指令。 2.内存
内存是计算机系统中用于存储数据和指令的部件，也是中央处理器能够快速访问数据的地方。它分为主存储器和辅助存储器两种。主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），用于存储程序和数据；辅助存储器包括硬盘、光盘、闪存等，用于长期存储和备份数据。 3.存储器 存储器是指计算机系统中用于存储数据的硬件设备，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器用于临时存放数据和程序，具有读写功能；只读存储器则用于存放固化的程序和数据，只能读取而不能写入。 4.输入设备 输入设备用于将外部信息传输给计算机系统，包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。键盘用于输入文字和命令，鼠标用于控制光标和选择操作，扫描仪和摄像头用于将实物转化为数字格式。 5.输出设备
输出设备用于将计算机系统处理结果显示或输出，包括显示器、 打印机、投影仪、耳机等。显示器用于显示文字、图像和视频等，打 印机用于将计算结果打印出来，投影仪用于将计算结果投影到屏幕上，耳机用于音频输出。 6.通信设备 通信设备用于计算机之间或计算机与外部设备之间的数据传输， 包括网卡、调制解调器、路由器等。网卡用于计算机和局域网之间的 数据传输，调制解调器用于计算机和广域网之间的数据传输，路由器 用于数据包的转发和路由选择。 二、操作系统 操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机硬件 的各个部件以及协调用户和计算机系统之间的交互。 1.进程管理 操作系统通过进程管理来管理计算机系统中的各个进程，包括进 程的创建、调度、切换和销毁等。它能够确保每个进程都能够得到合 理的资源分配，并协调进程之间的相互影响。
计算机的基本组成 计算机的基本组成 以下是关于计算机的基本组成内容，欢迎阅读！ 1. 中央处理器 中央处理器称为CPU(Central Processing Unit)，它的主要技术指标之一是主频，主频表示CPU的内部工作频率。主频越高，表明CPU的运算速度越快，当然性能也越好。 在微型计算机(简称微机或个人计算机)中，CPU又称为微处理器，其典型代表是Intel公司的Pentium系列产品。例如，Pentium II的主频在233～450MHz之间，而Pentium III的主频可达800MHz。通常，人们所说的微机速度是指CPU的主频。它主要由控制器和运算器组成，是计算机的核心部件。 (1) 运算器 运算器(Arithmetical Unit)的主要功能是完成对数据的算术运算、逻辑运算和逻辑判断等操作。在控制器控制下，运算器对取自存储器或其内部寄存器的数据按指令码的规定进行相应的运算，并将结果暂存在内部寄存器或送到存储器中。 (2) 控制器 控制器(Control Unit)是计算机中指令的解释和执行结构，其主要功能是控制运算器、存储器、输入输出设备等部件协调动作。控制器工作时，从存储器取出一条指令，并指出下一条指令所在的存放地址，然后对所取指令进行分析，同时产生相应的控制信号，并由控制信号启动有关部件，使这些部件完成指令所规定的操作。这样逐一执行一系列指令组成的程序，就能使计算机按照程序的要求，自动完成预定的任务。 2. 存储器 存储器(Memory)是用来存储程序和数据的部件，是计算机的重要组成部分。在实际应用中，用户先通过输入设备将程序和数据放在存储器中，运行程序时，由控制器从存储器中逐一取出指令并加以分析，发出控制命令以完成指令的操作。
第一章计算机系统概论 一、计算机软硬件概念 一个完整的计算机系统由硬件和软件两大部分组成。 硬件的组成：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。 软件：系统软件和应用软件。 二、计算机系统的层次结构 计算机系统的层次结构通常可有五个以上的层次，在每一层次（级）上都能进行程序设计。由下至上可排序为：第一级微程序设计级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持和执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持和执行。 理解机器语言、汇编语言及高级语言的联系和区别。 三、计算机的基本组成 1、冯•诺依曼计算机的特点 2、计算机的硬件框图：以存储器为中心的硬件框图 3、计算机的工作过程 要求能掌握每个部件内部组成及操作过程。 四、计算机硬件的主要技术指标 机器字长、运算速度、存储容量概念。 本章重点：掌握一个较细化的计算机组成框图，并能根据框图描述计算机内部的控制流和数据流的变化，从而初步认识计算机内部的工作过程。 难点：计算机如何区分同样以0、1代码形式存储在存储器中的指令和数据。 习题：P19习题2、3、9、11 第二章计算机的发展及应用 一、计算机的发展史 第一台计算机的诞生及特点，四代计算机的特点。 二、计算机的应用领域 理解计算机在各个领域的应用。 本章重点：了解计算机的产生、发展、应用的简要历史。
第三章系统总线 一、总线的基本概念 总线是计算机中的各个通信模块共享的，用来在这些部件间传送信息的一组导线和相关的控制和接口部件，它可以把信息从多个源部件之一传送给一个或多个接收部件。信息的发送部件分时地把信息送到总线上，接收部件则从总线上可同时接收信息。 总线传输的特点：某一时刻只允许有一个部件向总线发送信息，但多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。 二、总线的分类 1、根据传输方向（总线的逻辑结构），可分为：单向总线、双向（全双工）总线 2、根据传送内容（功能），可分为：数据总线、地址总线、控制总线。 3、根据传送方式（传送的信息格式，连线数量），可分为：串行总线、并行总线。 4、根据连接部件不同，可分为：片内总线，系统总线（数据总线、地址总线、控制总线），通信总线。（注意各类总线概念） 三、总线的性能指标 1、总线宽度：总线上同时能够传输的数据位数。 2、总线带宽：单位时间内总线上可传输数据的位数，通常用每秒钟传送信息的字节数来衡量。（掌握计算方法） 3、时钟同步/异步：总线上的数据与时钟同步工作的总线称为同步总线，与时钟不同步工作的总线称为异步总线。 4、总线复用：一条信号线上分时传送两种信号。 5、信号线数： 6、总线控制方式： 7、其他指标： 四、总线结构 1、单总线结构 将CPU、主存以及各种速度不一的I/O设备（通过I/O接口）都挂在一组总线上，允许I/O设备之间、I/O设备与CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。这种结构极易形成计算机系统的瓶颈。 在数据传输需求量和传输速度要求不太高的情况下，为克服总线瓶颈问题，尽可能采用增加总线宽度和提高传输速率来解决；而当数据量很大和传输速度要求相当高的时候，必须采用多总线结构。 2、多总线结构 （1）双总线结构：将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来，形成主存总线与I/O总线分开的结构。 （2）三总线结构：将速率不同的I/O设备进行分类，连接在不同的通道上。 （3）四总线结构：增加了一条与计算机系统紧密相连的高速总线。 五、总线判优控制 1、基本概念 什么是主设备（模块）和从设备（模块）？ 2、什么是总线判优？为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种，各有何特点？ 注意：BR、BS、BG信号的控制。 六、总线通信控制 1、总线传输周期的4个阶段：申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。 2、总线的通信控制 （1）总线通信的目的：主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调配合。 （2）总线的通信方式： 主要分同步和异步两大类，注意两类的特点和区别。 同步通信：采用统一时标控制 异步通信：采用应答方式 注意：同步通信和异步通信都可以实现不同速度设备之间传送数据。 本章重点：有关总线的基本概念；如何克服总线的瓶颈；如何对总线进行管理，包括判优控制和通信控制。 难点：总线的通信控制，既要解决通信双方如何获知传输开始和结束，又要使通信双方按规定的协议互相协调配合来完成通信任务。 习题：P66～67习题1、4、6、14、15 第四章存储器 一、存储器的分类 1、按存储介质分类：半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器。 2、按存取方式分类：随机存储器、只读存储器、串行访问存储器 3、按在计算机系统中的作用分类：主存储器、辅助存储器和高速缓冲存储器等。 二、存储器的层次结构 为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾，通常把各种不同存储容量、不同存取速度的存储，按一定的体系结构组成起来，形成一个统一整体的存储系统，即三级存储器结构：高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。 存储器系统的层次结构可以提高计算机存储系统的性能/价格比，实现存储器系统的层次结构的先决条件是程序访问的局部性。 由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次，其中高速缓冲存储器和主存之间称为Cache-主存层次，主存和辅存间称为主存－辅存层次。 Cache－主存层次的存取速度接近于Cache的存取速度，但容量接近于主存，每位价格也接近于主存的每位价格，因此解决了高速度和低成本
计算机体系结构解析 计算机体系结构是指计算机硬件与软件之间的接口和互动关系，是 计算机系统中最重要的组成部分之一。计算机体系结构的设计和优化 对于计算机的性能和功能起着至关重要的作用。本文将对计算机体系 结构进行解析，探讨其基本原理和发展趋势。 一、计算机体系结构的定义和分类 计算机体系结构是指计算机硬件与软件之间的接口和互动关系。在 计算机体系结构的发展过程中，出现了多种不同的体系结构类型，其 中最主要的有冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构。 1. 冯·诺依曼体系结构 冯·诺依曼体系结构是一种基于存储程序概念的计算机体系结构。它的关键特点是将数据和指令存储在同一存储器中，并采用顺序执行的 方式进行计算。冯·诺依曼体系结构的优点是程序灵活，易于编程和维护，但缺点是存在冯·诺依曼瓶颈，即计算机在执行指令时需要通过存 储器进行数据传输，限制了计算能力的提升。 2. 哈佛体系结构 哈佛体系结构是一种将指令存储和数据存储分离的计算机体系结构。在哈佛体系结构中，指令存储和数据存储使用不同的存储器，可以同 时进行指令的取指和数据的读写操作，提高了计算机的并行性和运算 速度。哈佛体系结构的缺点是编程和维护相对困难，且成本较高。
二、计算机体系结构的基本原理 计算机体系结构的设计和实现是建立在一系列基本原理之上的。下 面介绍一些常见的计算机体系结构基本原理。 1. 指令集架构(ISA) 指令集架构是计算机体系结构的基础，它定义了计算机能够执行的 指令集合。不同的指令集架构拥有不同的指令集和寻址方式，对计算 机的性能和功能有着重要影响。常见的指令集架构包括x86、ARM等。 2. 存储器层次结构 存储器层次结构是计算机体系结构中的重要组成部分。它由多级存 储器组成，包括寄存器、高速缓存、主存储器等。存储器层次结构的 设计旨在提高存储器的访问速度和容量，以满足计算机系统对数据和 指令的高效访问需求。 3. 流水线和乱序执行 流水线和乱序执行是提高计算机性能的常见技术。流水线技术将指 令的执行过程划分为多个阶段，并同时执行多条指令，以提高指令的 执行效率。乱序执行技术通过动态调度指令的执行顺序，充分利用计 算资源，提高指令的并行度和整体性能。 三、计算机体系结构的发展趋势 计算机体系结构的发展一直在不断演进和改进，以适应不断增长的 计算需求和技术挑战。以下是计算机体系结构未来发展的一些趋势。
填空题 计算机的硬件基本组成包括 控制器 、 运算器 、存储 器 、 输入 和 _____________ 等五个部分。 计算机的软件一般分为 系统软件 和 应用软件 两大部分。 计算机系统是一个由硬件和软件组成的多级层次结构，这通常由 微程序 级 、一般机器级 、操作 系统级 、汇编语言级 和 高级 语言 级 等组成，在每一级上都可以进 行 程序设 计 _____________。 计算机系统的发展按其核心部件采用器件技术来看经历了五代的变化, 分别 是电子管 、晶体管 、集成电路 、大规模集 成电路 和 巨大规模集成电路 。 1.按IEEE754规范，一个浮点数由 符号位S 、 阶码E 、 尾 数M 三个域组成，其中 阶码E ________ 的值等于指数的 真值e 加上一个固定 偏移值 _________ 。 向 右 移位，每右 移一位，其阶码加一，直到两数的阶码相等为 止。 提高加法器运算速度的关键是降低进位信号的传播时间 _________________ 。先行进 位的含义是 低有效位的进位信号可以直接向最高位传递 ________________ 。 现代计算机的运算器一般通过总线结构来组织。按其总线数不同，大体有 单总线结构 、双总线结构 和三总线结构 三种形 式。 浮点运算器由阶码运算器 和尾数运算器 组成，它们都是 定点 _____________ 运算器。 只要求能执行 阶码运算器 _________ 运算，而 加法 和减法 要求能进行尾数运算器 运算。 两个BC 码相加，当结果大于9时，修正的方法是将结果 加6 ，并产 生进位输出。 设有七位二进制信息码0110101，则低位增设偶校验码后的代码为 01101010 。 1. 对存储器的要求是 ___________________ 容量大 ， 速度快 ， 成本 低 _____________ ，为了解决这三方面的矛盾，计算机采用 多级存储 ___________ 和 体系结构。 存储器的技术指标主要有 存储容量 ________________ 、存储时间 ___________ 、 存 1. 2. 3. 4. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 2. 3.
计算机组成原理解析 计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的一门重要学科，它主要研究计算机硬件系统的组成原理和工作原理。了解计算机组成原理对于深入理解计算机的工作原理、提高计算机性能以及解决计算机系统中出现的问题非常重要。下面将从三个方面详细介绍计算机组成原理。 一、计算机组成原理的重要性 1. 计算机组成原理是计算机科学与技术的基础，对于学习计算机领域的其他知识具有重要的指导作用。 2. 了解计算机组成原理可以帮助我们更好地设计和开发新的计算机硬件系统，提高计算机的性能和运行效率。 3. 计算机组成原理的研究可以帮助我们理解计算机的工作原理，从而更好地进行故障诊断和问题解决。 二、计算机组成原理的基本内容 1. 计算机的基本组成部分：中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等。 2. 计算机的工作原理：指令的执行过程、数据的传输和处理过程等。 3. 计算机存储器的层次结构：寄存器、高速缓存、内存等，以及它们之间的联系和作用。 4. 指令的解析和执行：指令格式、地址寻址方式、指令周期等。 三、学习计算机组成原理的步骤 1. 理论学习：通过阅读教材、参加课程等方式，了解计算机组成原理的基本概念和原理。
2. 实践操作：通过搭建计算机原型、进行实验等方式，亲自操作和体验计算机组成原理的实际应用。 3. 深入研究：通过阅读相关的论文、专著等方式，深入研究计算机组成原理的前沿问题和最新进展。 4. 实际应用：将所学的知识应用于实际问题中，例如优化计算机系统性能、解决计算机系统中的故障等。 总结： 计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的一门重要学科。通过学习计算机组成原理，可以帮助我们更好地理解计算机的工作原理，提高计算机的性能和运行效率，并且在实际应用中解决计算机系统中出现的问题。希望通过学习计算机组成原理，大家能够对计算机科学与技术有更深入的了解，并且能够运用所学的知识去解决实际问题。
操作系统的基本组成与架构解析操作系统是计算机系统中的核心软件之一，负责管理和控制计算机 硬件资源，提供给用户和应用程序一个友好、高效的运行环境。它由 多个模块和组件组成，构建了一个复杂而高效的软件体系结构。本文 将对操作系统的基本组成和架构进行解析，以加深对操作系统的理解。 一、引言 在计算机科学领域，操作系统是一种中间软件，对计算机的硬件进 行管理和控制。操作系统的主要任务包括进程管理、内存管理、文件 系统管理、输入输出设备管理等。通过这些管理和控制，操作系统为 用户提供了一个高效、安全以及友好的计算机使用环境。 二、操作系统的基本组成 1. 内核（Kernel） 内核是操作系统的核心组件，负责管理和分配计算机的各种资源。 它提供了一个统一的接口，使得其他软件和硬件能够与操作系统进行 交互。内核包括两个主要部分：核心内核（Core Kernel）和外围内核（Periphery Kernel）。核心内核管理计算机的主要资源，如CPU、内 存和硬盘；外围内核则管理与计算机外部设备（如打印机、鼠标等） 的交互。 2. 进程管理
进程是指计算机中正在运行的程序。进程管理是操作系统最重要的功能之一，它负责在计算机的CPU上分配不同的进程，以确保每个进程都能得到充分的运行时间。进程管理包括进程调度、进程同步和进程通信等。 3. 内存管理 内存管理是操作系统的另一个重要组成部分，它负责对计算机的内存资源进行分配和管理。内存管理的主要任务包括内存分配、内存回收和虚拟内存管理等。通过有效地管理内存，操作系统可以提高计算机的运行效率和资源利用率。 4. 文件系统管理 文件系统管理是操作系统的一个重要功能，它负责对计算机中的文件进行组织和管理。文件系统管理包括文件存储和检索、文件保护和权限控制、文件共享和备份等。通过文件系统管理，操作系统可以提供一种统一的文件访问方式，使得用户和应用程序可以方便地对文件进行操作。 5. 输入输出设备管理 输入输出设备管理是操作系统的另一个重要组成部分，它负责管理计算机与外部设备（如键盘、鼠标、显示器等）之间的数据传输和交互。输入输出设备管理包括设备驱动程序的编写、设备控制和设备调度等。通过输入输出设备管理，操作系统可以提供一种统一的接口，使得用户能够通过各种外设与计算机进行交互。
计算机信息技术基础 计算机信息技术基础是指计算机科学和数学原理，包括计算机编程、算法分析、数据结构、计算机网络和数据通信等领域的基本概念和技能。本文将介绍计算机信息技术基础的主要概念和应用。 一、计算机科学原理 计算机科学是指计算机技术的理论和方法。计算机科学的主要领域包括计算机体系结构、计算机组成原理、计算机操作系统、编译原理、计算机图形学、计算机安全等方面。计算机科学的发展历程一般分为三个阶段：第一阶段是硬件时代，包括从电子管到晶体管的发展过程；第二阶段是软件时代，涉及计算机操作系统的发展过程；第三阶段是应用时代，包括计算机网络和数据库的发展过程。 1.计算机体系结构 计算机体系结构是指计算机硬件系统的组成方式和结构。计算机的体系结构包括如下各部分：中央处理器、内存、输入输出设备、总线和控制器等。计算机体系结构对计算机的性能和可靠性有很大影响。 2.计算机组成原理 计算机组成原理是指计算机硬件系统的功能和组成。计算机组成原理包括如下各部分：逻辑电路设计、存储器、输入输出控
制电路、中央处理器和输入输出设备等。计算机组成原理对计算机的功能和性能有很大影响。 3.计算机操作系统 计算机操作系统是指计算机硬件和软件的管理和控制。操作系统是计算机系统中最重要的组成部分之一。操作系统的功能包括如下各方面：文件管理、内存管理、进程管理、设备管理和网络管理等。 4.编译原理 编译原理是指将高级程序设计语言翻译成计算机可执行的机器语言程序的技术和方法。编译原理涉及编译程序设计、语法和语义分析、代码生成等方面。编译原理对计算机语言设计和程序优化有很大影响。 5.计算机图形学 计算机图形学是指计算机生成图形和图像的技术和方法。计算机图形学涉及如下各方面：2D或3D图像的表示和处理、显示和输入输出设备的控制等。计算机图形学对计算机游戏、虚拟现实、CAD设计等方面应用很广泛。 6.计算机安全 计算机安全是指计算机硬件和软件系统的安全性和保密性。计算机安全涉及如下各方面：信息安全、网络安全、系统安全和
2.1计算机的组成与分类 2.1.1计算机的发展与应用 1.计算机的发展 现代计算机的诞生是20世纪人类最伟大的发明创造之一。经历了半个多世纪的发展，计算机已经成为信息处理系统中最重要的一种工具，它不仅承担着信息加工、信息存储的任务，而且信息传递、感测、识别、控制和显示等也都离不开计算机。 从20世纪40年代电子计算机诞生以来，计算机已经走过了半个多世纪的发展历程。在微电子技术的进展和计算机应用需求的强力推动下，其发展速度之快，大大超出了人们的预料。60多年来，计算机在提高速度，增加功能，缩小体积，降低成本和开过业务等方面取得了飞跃的进步.早期的计算机大约每隔8至10年其运算速度就提高10倍，而成本和体积只有原来的1/10.从20世纪80年代开始，更进一步发展到几乎每3年计算机的性能就提高近4倍，成本却下降一半。 计算机硬件的发展受到所使用的电子器件的极大影响，因此过去很长时间，人们都按照计算机主机所使用的元器件为计算机划代。 在20世纪50年代至70年代，计算机的应用模式主要是依赖于大型计算机的集中计算模式，80年代由于个人计算机的广泛使用而演变为分散计算模式，90年代起由于计算机网络的发展，使计算机的应用进入了网络计算模式。在这种模式下，用户不仅使自己的计算机处理信息处理，而且还从网络获得他所需要的信息处理能力。在这里，这种能力广泛指硬件、软件和数据资源。 自20世纪90年代开始，计算机在提高性能、降低成本、普及和深化应用等方面的发展趋势不仅仍在继续，而节奏进一步加快，市场竞争大大加剧。学术界和工业界大多已不再沿着第x代计算机的说法。人们正在研究开发计算机系统，主要着眼于计算机的智能化，它以知识处理为核心，可以模拟或部分替代人的智能活动，具有自然的人机通信的能力，当然，这是一个需要长期努力才能实现的目标。 2.计算机的巨大作用 计算机得以飞速发展的根本原因，除了微电子技术等相关的学科的发展之外，还归功于计算机作为信息处理工具的通用性以及由此带来的计算机应用的广泛性。 计算机是一种通用的信息处理工具。使用计算机进行信息处理具有如下一些特点:①速度快、通用性强②具有多种多样的信息处理能力，不仅能进行复杂的数运算，而且能对文字、图像和声音等多种形式的信息进行获取、编辑、转换、存储、展现等处理。③信息存储容量大、存取速度高④具有互连、互通、互操作的特性，计算机网络不仅能进行信息的交流和分享，还可借助网络上的其他计算机协同完成复杂的信息处理任务。 计算机是20世纪40年代以来人类的伟大创造。它以非凡的渗透力与亲和力深入人类活动的各个领域，对人类社会的进步与发展产生了巨大的影响。 计算机应用于科学研究，大大增强了人类认识自然以及开发、改造和利用自然的能力，促进现代科学技术的发展。计算机应用于工农业生产，大大提高了人类物质生产水平和社会生产率，促进经济的飞跃发展。 计算机应用于社会服务，大大扩展和改善了社会范围和质量，提高了工作效率，推动了社会进步。 计算机应用与社会文化，为人类传承并创造文化提供了现代化的工具，改善了人们创造和传播文化的方式、方法和性质，大大扩展了人类文化活动的领域，丰富了文化的内容，提高了质量。 计算机进入了办公室和家庭，正改变着人们的工作方式和生活方式。 计算机科学技术对于一个国家在政治，经济，科技，文化，军事，国防等方面发展的催
第1章计算机组成与体系结构 根据考试大纲，本章内容要求考生掌握3个知识点。 （1）构成计算机的各类部件的功能及其相互关系； （2）各种体系结构的特点与应用（SMP、MPP）； （3）计算机体系结构的发展。 1.1 计算机体系结构的发展 冯·诺依曼等人于1946年提出了一个完整的现代计算机雏形，它由运算器、控制器、存储器和输入/输出设备组成。现代的计算机系统结构与冯·诺依曼等人当时提出的计算机系统结构相比，已发生了重大变化，虽然就其结构原理来说，占有主流地位的仍是以存储程序原理为基础的冯·诺依曼型计算机，但是，计算机系统结构有了许多改进，主要包括以下几个方面。 （1）计算机系统结构从基于串行算法改变为适应并行算法，从而出现了向量计算机、并行计算机、多处理机等。 （2）高级语言与机器语言的语义距离缩小，从而出现了面向高级语言机器和执行高级语言机器。 （3）硬件子系统与操作系统和数据库管理系统软件相适应，从而出现了面向对象操作系统机器和数据库计算机等。 （4）计算机系统结构从传统的指令驱动型改变为数据驱动型和需求驱动型，从而出现了数据流计算机和归约机。 （5）为了适应特定应用环境而出现了各种专用计算机。 （6）为了获得高可靠性而研制容错计算机。 （7）计算机系统功能分散化、专业化，从而出现了各种功能分布计算机，这类计算机包括外围处理机、通信处理机等。 （8）出现了与大规模、超大规模集成电路相适应的计算机系统结构。 （9）出现了处理非数值化信息的智能计算机。例如自然语言、声音、图形和图像处理等。 1.2 构成计算机的各类部件的功能及其相互关系 计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备组成。