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。
很详细的系统架构图 --专业推荐 2013.11.7 1.1. 共享平台逻辑架构设计 如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图，上图整体展现说明包括以下几个方面： 1 应用系统建设 本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发，从而建立行业的全面的应用系统架构群。整体应用系统通过SOA 面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。 2 应用资源采集 整体应用系统资源统一分为两类，具体包括结构化资源和非机构化资源。本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。对于非结构化资源，我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。对于结构化资源，我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建，采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。 3 数据分析与展现 采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现，具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。 4 数据的应用
最终数据将通过内外网门户对外进行发布，相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质量。 综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相 关架构进行描述。 1.2. 技术架构设计 如上图对本次项目整体技术架构进行了设计，从上图我们可以看出，本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。下面我们将分别进行说明。 1.3. 整体架构设计
[模拟] 计算机原理与体系结构 选择题 第1题： 中断响应时间是指(1) 。 A.从中断处理开始到中断处理结束所用的时间 B.从发出中断请求到中断处理结束后所用的时间 C.从发出中断请求到进入中断处理所用的时间 D.从中断处理结束到再次中断请求的时间 参考答案：C 第2题： A.13 B.183 C.193 D.203 参考答案：D 第3题： 在单指令流多数据流计算机(SIMD)中，各处理单元必(3) 。 A.以同步方式，在同一时间内执行不同的指令 B.以同步方式，在同一时间内执行同一条指令 C.以异步方式，在同一时间内执行不同的指令 D.以异步方式，在同一时间内执行同一条指令 参考答案：B 在计算机中，最适合进行数字加减运算的数字编码是(4) ，最适合表示浮点数阶码的数字编码是(5) 。 第4题： A.原码 B.反码 C.补码 D.移码
参考答案：C 第5题： A.原码 B.反码 C.补码 D.移码 参考答案：D 操作数所处的位置，可以决定指令的寻址方式。操作数包含在指令中，寻址方式为(6) ；操作数在寄存器中，寻址方式为(7) ；操作数的地址在寄存器中，寻址方式为(8) 。 第6题： A.立即寻址 B.直接寻址 C.寄存器寻址 D.寄存器间接寻址 参考答案：A 第7题： A.立即寻址 B.相对寻址 C.寄存器寻址 D.寄存器间接寻址 参考答案：C 第8题： A.相对寻址 B.直接寻址 C.寄存器寻址 D.寄存器间接寻址
参考答案：D 第9题： 两个同符号的数相加或异符号的数相减，所得结果的符号位SF和进位标志CF 进行(9) 运算为1时，表示运算的结果产生溢出。 A.与 B.或 C.与非 D.异或 参考答案：D 第10题： 若浮点数的阶码用移码表示，尾数用补码表示。两规格化浮点数相乘，最后对结果规格化时，右规的右移位数最多为(10) 位。 A.1 B.2 C.尾数位数 D.尾数位数-1 参考答案：A 第11题： A.10/70△t
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1.1.共享平台逻辑架构设计 如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图，上图整体展现说明包括以下几个方面： 1 应用系统建设 本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发，从而建立行业的全面的应用系统架构群。整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。 2 应用资源采集 整体应用系统资源统一分为两类，具体包括结构化资源和非机构化资源。本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。对于非结构化资源，我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。对于结构化资源，我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建，采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。 3 数据分析与展现 采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现，具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。 4 数据的应用 最终数据将通过外网门户对外进行发布，相关人员包括局各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质量。 综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相
关架构进行描述。 1.2.技术架构设计 如上图对本次项目整体技术架构进行了设计，从上图我们可以看出，本次项目整体建设容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。下面我们将分别进行说明。 1.3.整体架构设计 上述两节，我们对共享平台整体逻辑架构以及项目搭建整体技术架构进行了分别的设计说明，通过上述设计，我们对整体项目的架构图进行了归纳如下：
FPGA CPU (NIOSII 处理器) PLL PWM 模块PWM 模块IIC 模块 SDRAM EPCS LCD 显示 电源模块 电源模块电机驱动 1 电机驱动 2 MPU6050 MPU6050电机1 电机2编码器2 蓝牙模块 编码器1 如上图所示整个系统设计以DE0-Nano 平台为中心。FPGA 通过嵌入Nios II 核与 外部存储器EPCS 配置芯片、SDRAM 、IIC 模块、PWM 模块、实现了SOPC 系 统。Nios II 通过MPU6050读取平衡车的车轮运动加速度和外力引起的角加速度实现对车身倾角的测量；然后根据倾角的大小控制相应的PWM 模块对左右两个电机的控制，最终实现对小车保持平衡、加速运动以及转弯的基本运动的控制。同时通过编码器及时的将电机的状态反馈回来，从而实现精准控制。 SOPC 的硬件配置文件和软件文件都存储在EPCS 芯片中，当FPGA 上电后，硬件逻辑通过EPCS 芯片配置成功后，读取SOPC 的软件文件并转到 FPGA 电源 键盘 TFT LCD EPCS SDRAM ADC 控制 器 FIFO PLL CPU （NIOS II 处理器） 模数转换器ADC 信号调理电路
SDRAM中，软件是的运行在SDRAM中。 最后为了方便调试我们增加了LCD显示功能和蓝牙模块，实现对程序状态的显示和数据的传输。 独到之处： 第一，我们设计的FPGA的教学平台是一个基于移动机器人（两轮平衡车），因此更容易激起学生们的兴趣。但如以后推广之后，就要对成本和功耗都要做严格的考虑，而Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA也实现了低功耗、高性能和低成本。 1、降低系统成本 所有Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA只需要两路电源供电，简化了电源分配网络，降低了电路板成本，减小了电路板面积，缩短了设计时间。而且，利用灵活的收发器时钟体系结构，您可以充分利用收发器所有可用资源，实现多种协议。利用Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA的灵活性和高度集成特性，您可以设计体积更小、成本更低的器件，降低系统总成本。 2、降低功耗 采用经过优化的60-nm低功耗工艺，Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA 拓展了前一代Cyclone III FPGA的低功耗优势。最新一代器件降低了内核电压，与前一代产品相比，总功耗降低了25％。 第二，作为教学平台必须有全面的设计资源，而Altera提供全面的Cyclone IV FPGA设计环境，包括： 1、Quartus II 开发软件 2、成熟的IP库 3、Nios II -世界上最通用的嵌入式处理器
1软件总体架构图 软件结构如图1.1所示： 大容量数据采集与处理程序 工业以太网 网关路由程序 CGI BOA TCP/IP 操作系统界面 ucLinux 内核 MicroBlaze Ip 设计 图1.1 FPGA 数据采集软件架构图 以上是系统的软件结构框图，我们下面将就具体每一个步骤的设计进行一个简要的描述： 2 MicroBlaze IP 核设计 IP 字面意思是知识产权，在微电子领域，具有知识产权的功能模块成为IP Core 或IP 核。IP 可以用来生成ASIC 和PLD 逻辑功能块，又称为虚拟器件VC 。IP 核可以有很多种，比如UART 、CPU 、以太网控制器、PCI 接口等。根据IP 核描述的所在集成电路的设计层次，IP 可以分为硬IP 、软IP 、固IP 。硬IP 的芯片中物理掩膜布局已经得到证明，所有的验证和仿真工作都已经完成，用它可以直接生产硅片，系统设计者不能再对它进行修改。而软IP 是以行为级和RTL 级的Verilog 或VHDL 代码的形式存在，它要经过逻辑综合和版图综合才能最终实现在硅片上。固IP 则介于两者之间。 Xilinx 公司的MicroBlaze32位软处理器核是支持CoreConnect 总线的标准外设集合。MicroBlaze 处理器运行在150MHz 时钟下，可提供125 D-MIPS 的性能，非常适合设计针对网络、电信、数据通信和消费市场的复杂嵌入式系统。 1．MicroBlaze 的体系结构 MicroBlaze 是基于Xilinx 公司FPGA 的微处理器IP 核，和其它外设IP 核一起，可以完成可编程系统芯片(SOPC)的设计。MicroBlaze 处理器采用RISC 架构和哈佛结构的32位指令和数据总线， 可以全速执行存储在片上存储器和外部存储器中的程序， 并访问其中的数据， 如图4.1所示
各种软件开发系统架构图案例介绍
第一章【荐】共享平台架构图与详细说明 1.1.【荐】共享平台逻辑架构设计 (逻辑指的是业务逻辑) 注:逻辑架构图 --主要突出子系统/模块间的业务关系, 这里的逻辑指的是业务逻辑如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图，上图整体展现说明包括以下几个方面： 1 应用系统建设 本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发，从而建立行业的全面的应用系统架构群。整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。 2 应用资源采集 整体应用系统资源统一分为两类，具体包括结构化资源和非机构化资源。本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。对于非结构化资源，我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。对于结构化资源，我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建，采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。 3 数据分析与展现
采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现，具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。 4 数据的应用 最终数据将通过内外网门户对外进行发布，相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质量。 综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相关架构进行描述。 1.2.【荐】技术架构设计 注:技术架构图 --主要突出子系统/模块自身使用的技术和模块接口关联方式
第二章常规计算机硬件体系结构 早期的包处理系统是建立在常规计算机系统之上的，这也是最廉价的包处理系统。我们定义一个常规的计算机系统由四个基本部件组成：一个CPU，一个内存，一个或多个I/O设备，一条总线。总线连接另外的三个基本部件，并允许它们相互通信。PC机是一个常规计算机系统，因为它包括了以上所有四个部件。 为了将一台常规的计算机转换成一个可以处理数据包的网络系统，必须在计算机上增加一些硬件和软件。增加的硬件用来发送和接收数据包，增加的软件用来处理数据包。 2.1 早期的NIC 将一个计算机系统连接到一个网络的硬件设备称为网络接口卡（Network Interface Card，NIC）。对于计算机来说，NIC和其它I/O设备一样连接到计算机的总线并由CPU控制，CPU 控制NIC的方法与控制其它I/O设备的方法也相同。对于网络来说，NIC表现得像一台主机，即NIC可以发送和接收数据包。 主机和包分析器只连接到一个网络上，这样的系统只需要一块NIC。复杂一些的系统，像网桥、路由器等，要求多个网络连接。当系统需要多个网络连接时，有两种可能的实现方法。一种方法是将多块网卡插入到总线扩展槽中，每块网卡连接一个网络；另一种方法是在一块电路板上提供多个独立的网络接口，电路板插入扩展槽中，每个网络接口连接一个网络，目前已经出现了这种商用的NIC硬件。从计算机的角度来看，这两种方法没有什么区别。但是由于总线扩展槽的数量是有限的，因此后一种方法更好，可以节省扩展槽。 网络接口由CPU操作，这意味着CPU控制着所有数据包的发送和接收。为发送一个数据包，CPU首先在内存中组装好数据包，然后将包传递给NIC，NIC再将数据包发送到网络上。在系统接收一个数据包前，CPU必须先允许NIC，指明数据包存放的位置。NIC等待从网络上到来的数据包，将其存放到指定的位置，然后通知CPU。NIC中通常包含实现物理层协议标准的物理接口芯片组，它们保证每个输出的帧具有正确的格式并且产生出符合物理层协议标准的信号波形；类似地，它们检查每个到来的帧以保证每个帧是有效的。 数据总线上一次可以传输的数据量由数据总线的宽度（即数据线的数目）决定。一般来说，数据总线的宽度不足以一次传输一个完整的帧，因此一个帧必须分成许多较小的片段（如32比特）分多次传递给NIC。由于NIC是由CPU操作的，这意味着CPU必须参与到这种传输过程中。事实上，早期的NIC硬件依赖于计算机系统的CPU完成帧的收发。在帧的接收过程中，CPU反复地访问NIC取得下一个片段的数据，然后存放到内存中。在帧的发送过程中，CPU反复地将帧的片段发送给NIC。使用CPU传输数据包的主要优点是代价低，因为NIC硬件不需要做很多事，因此可以做得很简单。主要的缺点是开销大和可扩展性差，使用CPU处理输入输出意味着它不能做别的事；更重要的是，一个CPU无法适应高速网络，特别是当系统有多个网络接口时。 2.2 现代的NIC 为了支持多个网络接口和适应高速网络，必须将输入/输出和包处理分离开来，并尽可能避免使用CPU，因此现代的NIC都包含独立于CPU操作的复杂硬件。以下四种技术用来优化数据传输和减少开销：（1）卡上地址识别和过滤；（2）卡上包缓存；（3）直接内存访问DMA；（4）操作链。 （1）卡上地址识别和过滤 以太网使用共享媒体进行传输，每个节点实际上可以收到所有的帧，只是丢弃哪些不是
计算机硬件基本结构 计算机的5个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 算术逻辑部件P46 、P73 1.运算器 寄存器P46 、P72 随机存取存储器RAM P74 内存储器 （又称为只读存储器ROM P75 主存储器 或内存或互补金属氧化物半导体CMOS P76 主存） 1.44MB31/2英寸软盘P94 软盘Zip盘P94 大容量软盘超级盘P94 2.存储器HiFD盘P94 内置硬盘P95 盒式硬盘P95 外存储器硬盘硬盘组P95 （又称为辅USB移动硬盘P95 助存储器光盘-只读存储器CD-ROM 或外存或光盘CD 写一次，读多次光盘CD-R（又称为WORM） 辅存）P97可写光盘CD-RW 光盘-只读存储器DVD-ROM 数字化视频光盘DVD-R P97DVD-RAM和DVD-RW 磁盘P98 程序计数器PC P47 指令寄存器IR P47 3.控制器指令译码器ID P47 时序控制电路P47 微操作控制电路P47
传统设计键盘P80 键盘轮廓设计键盘P80 键盘输入无处理能力终端P81 智能型终端P81 终端网络终端P81 Internet终端P81 鼠标P82 游戏杆P82 触摸屏P82 定点输入设备光笔P82 数字转换器P83 4.输入设备数码相机P83 平台式扫描仪P83 图像扫描仪手持式扫描仪P83 扫描输入设备传真机P84 条形码阅读器P85 磁墨水字符识别MICR P85 字符和标记识别设备光学字符识别OCR P85 光学标记识别OMR P85 语音输入设备P86 数字笔记本P88 其他输入设备视觉系统P88 标准P89 显示器阴极射线管P89 平面显示器P89 高清晰度电视机P90 喷墨打印机P91 非接触式打印机激光打印机P91 热学打印机P91 打印机点针打印机P31 接触式打印机菊花轮打印机P31 5.输出设备行式打印机P31 笔式绘图仪P92 喷墨绘图仪P92 绘图仪静电绘图仪P92 直接成像绘图仪P92 缩微输出设备P93 其他输出设备语音输出设备P93
软件系统架构图-参考案例
各种软件开发系统架构图案例介绍
第一章【荐】共享平台架构图与详细说明 1.1.【荐】共享平台逻辑架构设计 (逻辑指的是业务逻辑) 注:逻辑架构图 --主要突出子系统/模块间的业务关系, 这里的逻辑指的是业务逻辑 如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图，上图整体展现说明包括以下几个方面： 1 应用系统建设 本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面
升级以及新的应用系统的开发，从而建立行业的全面的应用系统架构群。整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。 2 应用资源采集 整体应用系统资源统一分为两类，具体包括结构化资源和非机构化资源。本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。对于非结构化资源，我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。对于结构化资源，我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建，采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。 3 数据分析与展现 采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现，具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。 4 数据的应用 最终数据将通过内外网门户对外进行发布，相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询，从而有效提升了我局整体应用服务质
量。 综上，我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建，下面我们将从技术角度对相关架构进行描述。 1.2.【荐】技术架构设计 注:技术架构图 --主要突出子系统/模块自身使用的 技术和模块接口关联方式
1软件总体架构图 软件结构如图1.1所示： 大容量数据采集与处理程序 工业以太网 网关路由程序 CGI BOA TCP/IP 操作系统界面 ucLinux 内核 MicroBlaze Ip 设计 图1.1 FPGA 数据采集软件架构图 以上是系统的软件结构框图，我们下面将就具体每一个步骤的设计进行一个简要的描述： 2 MicroBlaze IP 核设计 IP 字面意思是知识产权，在微电子领域，具有知识产权的功能模块成为IP Core 或IP 核。IP 可以用来生成ASIC 和PLD 逻辑功能块，又称为虚拟器件VC 。IP 核可以有很多种，比如UART 、CPU 、以太网控制器、PCI 接口等。根据IP 核描述的所在集成电路的设计层次，IP 可以分为硬IP 、软IP 、固IP 。硬IP 的芯片中物理掩膜布局已经得到证明，所有的验证和仿真工作都已经完成，用它可以直接生产硅片，系统设计者不能再对它进行修改。而软IP 是以行为级和RTL 级的Verilog 或VHDL 代码的形式存在，它要经过逻辑综合和版图综合才能最终实现在硅片上。固IP 则介于两者之间。 Xilinx 公司的MicroBlaze32位软处理器核是支持CoreConnect 总线的标准外设集合。MicroBlaze 处理器运行在150MHz 时钟下，可提供125 D-MIPS 的性能，非常适合设计针对网络、电信、数据通信和消费市场的复杂嵌入式系统。 1．MicroBlaze 的体系结构 MicroBlaze 是基于Xilinx 公司FPGA 的微处理器IP 核，和其它外设IP 核一起，可以完成可编程系统芯片(SOPC)的设计。MicroBlaze 处理器采用RISC 架构和哈佛结构的32位指令和数据总线， 可以全速执行存储在片上存储器和外部存储器中
名词解释 填空 选择 简答 计算 1. 计算机系统的多级层次结构： 2. 系统结构的概念：计算机系统结构指的是计算机系统的软、硬件的界面，即机器语言程 序员或编译程序设计者所能看到的传统机器级所具有的属性。 3. 在计算机技术中，对本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好象不存在的概念称为 透明性。 4. 对于通用寄存器型机器，这些属性主要是指：（选择题） 1) 指令系统（包括机器指令的操作类型和格式、指令间的排序和控制机构等） 2) 数据表示 （硬件能直接辩认和处理的数据类型） 3) 寻址规则 （包括最小寻址单元、寻址方式及其表示） 4) 寄存器定义 （包括各种寄存器的定义、数量和使用方式） 5) 中断系统 （中断的类型和中断响应硬件的功能等） 6) 机器工作状态的定义和切换 （如管态和目态等） 7) 存储系统 （主存容量、程序员可用的最大存储容量等） 8) 信息保护 （包括信息保护方式和硬件对信息保护的支持） 9) I/O 结构（包括I/O 连接方式、处理机/存储器与I/O 设备间数据传送的方式和格式 以及I/O 操作的状态等） 5. 计算机组成指的是计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的 组成以及逻辑设计。 6. 计算机实现指的是计算机组成的物理实现。 7. 数据表示是指计算机硬件能够直接识别、指令集可以直接调用的数据类型。 8. 数据类型、数据结构、数据表示之间的关系 第6级 第5级 第4级 第3级 第2级 第1级
9.系列机指由同一厂商生产的具有相同体系结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型 号的机器。 10.常见的计算机系统结构分类法有两种：Flynn分类法和冯氏分类法。冯氏分类法是用系 统的最大并行度对计算机进行分类；Flynn分类法是指按照指令流和数据流的多倍性进行分类。 11.定量分析技术（简答题）： 1)以经常性事件为重点：在计算机系统设计中，经常需要在多种不同的方法之间进行 折中，这时应按照对经常发生的情况采用优化方法的原则进行选择。 2)Amdahl定律：加速某部件执行速度所能获得的系统性能加速比，受限于该部件的 执行时间占系统中总执行时间的百分比。 3)CPU性能公式：执行一个程序所需的CPU时间=执行程序所需的时钟周期数*时钟 周期时间 4)程序的局部性原理：指程序执行时所访问的存储器地址分布不是随机的，而是相对 簇聚的。分为时间局部性和空间局部性。 12.冯诺依曼结构的特点：以运算器为中心；在存储器中，指令和数据同等对待；存储器是 按地址访问、按顺序线性编址的一维结构，每个存储单元的位数是固定的；指令是按顺序执行的；指令由操作码和地址码组成；指令和数据均以二进制编码表示，采用二进制运算。 13.实现可移植性的常用方法有三种：采用系列机、模拟与仿真、统一高级语言。 14.系列机在兼容方面，向后兼容一定要保证，尽量保证向上兼容 15.模拟是指用软件的方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令集。（软件方法） 16.仿真是指用一台现有计算机上的微程序去解释实现另一台计算机的指令集。（硬件方法） 17.并行性包括同时性和并发性。 18.从执行程序的角度来看，并行性等级从低到高可分为：（简答） 1)指令内部并行：单条指令中各微操作之间的并行 2)指令级并行：并行执行两条或两条以上的指令 3)线程级并行：并行执行两个或两个以上的线程，通常是以一个进程内派生的多个线 程为调度单位。 4)任务级或过程级并行：并行执行两个或两个以上的过程或任务，以子程序或进程为 调度单位。 5)作业或程序级并行：并行执行两个或两个以上的作业或程序。 19.提高并行性的技术路径（12字）：时间重叠、资源重复、资源共享 20.能够对紧密耦合系统和松散耦合系统进行区分： 紧密耦合系统共享主存，松散耦合系统共享外设
计算机硬件的基本组成部分 基本由什么组成呢?看了下面的内容相信会对您有所收获。更多内容请关注 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 In tel公司的Pen tium 系列产品。例如，Pen tium 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(Co ntrol Un it)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。 在计算机中，存储器容量以字节(Byte,简写为B)为基本单位，一个字节由8个二进制位(bit)组成。存储容量的表示单位除了字节以外，还有KB、MB、GB、TB(可分别简称为K、M、G、T,例如，128MB可简称为128M)。其中： 1KB=1024B 1MB=1024KB
XX工程 工程编号： ] 系统架构设计；
目录1、概述4 .系统的目的4 .系统总体描述4 》 .系统边界图4 .条件与限制4 2、总体架构4 .系统逻辑功能架构4 .主要协作场景描述5 .系统技术框架5 .系统物理网络架构5 3、数据架构设计5 ； .数据结构设计5 .数据存储设计6 4、核心模块组件概要描述6 .<组件1>编号GSD_XXX_XXX_XXX6 功能描述6 对外接口6 .<组件2>编号GSD_XXX_XXX_XXX6 功能描述6 ~ 对外接口6 5、出错处理设计6 .出错处理对策7 .出错处理输出7 6、安全保密设计7 .网络安全7 .系统用户安全7 .防攻击机制7 — .数据安全7 .应用服务器配置安全7 .文档安全8 .安全日志8 7、附录8 .附录A外部系统接口8
.附录B架构决策8 .附录C组件实现决策8 。 修订记录 { 】
1、概述 1.1.系统的目的 [必须输出] ( [请明确客户建立本系统的目的，建议引用需求说明书的内容。] 1.2.系统总体描述 [必须输出] [描述系统的 总体功能说明 设计原则 设计特点] 1.3.系统边界图 ' [必须输出] [请明确本系统的范围及与其它系统的关系，划分本系统和其他系统的边界。同时描述本系统在客户整体信息化建设中的规划及定位情况，系统的设计必须遵守客户的信息化建设思路及规范，条件允许的情况下需画出本系统在客户信息化建设中的定位关系图。] 1.4.条件与限制 [可选项] [列出在问题领域，工程方案及其它影响系统设计的可能方面内，应当成立的假设条件，包括系统的约束条件。以及系统在使用上或者功能上的前提条件与限制。]
计算机硬件的组成 计算机硬件（Computer hardware）是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。简言之，计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。从外观上来看，微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等；外部设备包括鼠标、键盘等。计算机主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个逻辑部件组成。 运算器 运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。 控制器 控制器（Control Unit），是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。控制器从存储器中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后根据分析的结果向计算机其它部件发出控制信号，统一指挥整个计算机完成指令所规定的操作。计算机自动工作的过程，实际上是自动执行程序的过程，而程序中的每条指令都是由控制器来分析执行的，它是计算机实现“程序控制”的主要设备。 通常把控制器与运算器合称为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）。工业生产中总是采用最先进的超大规模集成电路技术来制造中央处理器，即CPU 芯片。它是计算机的核心设备。它的性能，主要是工作速度和计算精度，对机器的整体性能有全面的影响。硬件系统的核心是中央处理器（Central Processing Unit，简称 CPU）。它主要由控制器、运算器等组成，并采用大规模集成电路工艺制成的芯片，又称微处理器芯片。 存储器 存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。按用途存储器可分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）,也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常
数据库的体系结构Revised on November 25, 2020
数据库的体系结构 1.三级模式结构 数据库的体系结构分为三级：外部级、概念级和内部级（图），这个结构称为数据库的体系结构，有时亦称为三级模式结构或数据抽象的三个级别。虽然现在DBMS的产品多种多样，在不同的操作系统下工作，但大多数系统在总的体系结构上都具有三级结构的特征。 从某个角度看到的数据特性，称为数据视图(Data View)。 外部级最接近用户，是单个用户所能看到的数据特性，单个用户使用的数据视图的描述称为外模式。概念级涉及到所有用户的数据定义，也就是全局性的数据视图，全局数据视图的描述称概念模式。内部级最接近于物理存储设备，涉及到物理数据存储的结构，物理存储数据视图的描述称为内模式。 图三级模式结构 数据库的三级模式结构是对数据的三个抽象级别。它把数据的具体组织留给DBMS去做，用户只要抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储，这样就减轻了用户使用系统的负担。 三级结构之间往往差别很大，为了实现这三个抽象级别的联系和转换，DBMS在三级结构之间提供两个层次的映象(Mapping)：外模式／模式映象，模式／内模式映象。这里的模式是概念模式的简称。 数据库的三级模式结构，即数据库系统的体系结构如图所示。 图数据库系统的体系结构
2.三级结构和两级映象 （1）概念模式 概念模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组成，还包含记录间联系、数据的完整性安全性等要求。 数据按外模式的描述提供给用户，按内模式的描述存储在磁盘中，而概念模式提供了连接这两级的相对稳定的中间点，并使得两级中任何一级的改变都不受另一级的牵制。概念模式必须不涉及到存储结构、访问技术等细节，只有这样，概念模式才能达到物理数据独立性。概念模式简称为模式。 （2）外模式 外模式是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。外模式由若干个外部记录类型组成。 用户使用数据操纵语言(DML)语句对数据库进行操作，实际上是对外模式的外部记录进行操作。有了外模式后，程序员不必关心概念模式，只与外模式发生联系，按照外模式的结构存储和操纵数据。 （3）内模式 内模式是数据库在物理存储方面的描述，定义所有内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制方面的细节。 （4）模式／内模式映象 模式／内模式映象存在于概念级和内部级之间，用于定义概念模式和内模式之间的对应性。由于这两级的数据结构可能不一致，即记录类型、字段类型的命名和组成可能不—样，因此需要这个映象说明概念记录和内部记录之间的对应性。 模式／内模式映象一般是放在内模式中描述的。
计算机的组成内部设备 光驱 光驱，电脑用来读写光碟内容的机器，是台式机里比较常见的一个配件。随着多媒体的应用越来越广泛，使得光驱在台式机诸多配件中的已经成标准配置。目前，光驱可分为CD-ROM 驱动器、DVD光驱(DVD-ROM)、康宝(COMBO)和刻录机等。 软驱 软盘驱动器就是我们平常所说的软驱，英文名称叫做“Floppy Disk Driver”，它是读取3.5英寸或5.25英寸软盘的设备。现今还能看到的是3.5英寸的软驱，可以读写1.44MB的3.5英寸软盘[/url]，5.25英寸的软盘早已经淘汰，一般不会见到。软驱分内置和外置两种。内置软驱使用专用的FDD接口(这是内置软驱接口，是传统的软驱接口，直接与电脑主板上的软驱接口相连，价格低廉)，而外置软驱一般用于笔记本电脑，使用USB[/url]接口(这是外置软驱接口，通过电脑的USB接口与主机相连，可移动，但价格较高，多用于笔记本电脑。USB接口又可分为USB1.1和USB2.0两种)。 软驱有很多缺点，随着计算机的发展，这些缺点逐渐明显：容量太小，读写速度慢，软盘的寿命和可靠性差等，数据易丢失等，因此目前软驱基本上已经被其他设备取代。但是由于软驱是计算机的标准设备，在各种操作系统下无需额外安装驱动程序就可以使用，因此在很多情况软驱有其独到的便利之处（比如多块硬盘组RAID），因此目前仍有外置软驱在部分计算机上使用。 主板 主板主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)；它安装在机
箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。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BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。 CPU（中央处理器） CPU是中央处理单元(Central Processing Unit)的缩写，它可以被简称做微处理器（Microprocessor)，不过经常被人们直接称为处理器(processor)。CPU是计算机的核心，其重要性好比大脑对于人一样，因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据，而主板芯片组则更像是心脏，它控制着数据的交换。CPU的种类决定了操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，是PC的核心，再配上储存器、输入/输出接口和系统总线组成为完整的PC（个人电脑）。 内存 内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。 硬盘
常规计算机硬件体系结构
系统只需要一块NIC。复杂一些的系统，像网桥、路由器等，要求多个网络连接。当系统需要多个网络连接时，有两种可能的实现方法。一种方法是将多块网卡插入到总线扩展槽中，每块网卡连接一个网络；另一种方法是在一块电路板上提供多个独立的网络接口，电路板插入扩展槽中，每个网络接口连接一个网络，目前已经出现了这种商用的NIC硬件。从计算机的角度来看，这两种方法没有什么区别。但是由于总线扩展槽的数量是有限的，因此后一种方法更好，可以节省扩展槽。 网络接口由CPU操作，这意味着CPU控制着所有数据包的发送和接收。为发送一个数据包，CPU首先在内存中组装好数据包，然后将包传递给NIC，NIC再将数据包发送到网络上。在系统接收一个数据包前，CPU必须先允许NIC，指明数据包存放的位置。NIC等待从网络上到来的数据包，将其存放到指定的位置，然后通知CPU。NIC中通常包含实现物理层协议标准的物理接口芯片组，它们保证每个输出的帧具有正确的格式并且产生出符合物理层协议标准的信号波形；类似地，它们检查每个到来的帧以保证每
个帧是有效的。 数据总线上一次可以传输的数据量由数据总线的宽度（即数据线的数目）决定。一般来说，数据总线的宽度不足以一次传输一个完整的帧，因此一个帧必须分成许多较小的片段（如32比特）分多次传递给NIC。由于NIC是由CPU操作的，这意味着CPU必须参与到这种传输过程中。事实上，早期的NIC硬件依赖于计算机系统的CPU完成帧的收发。在帧的接收过程中，CPU反复地访问NIC取得下一个片段的数据，然后存放到内存中。在帧的发送过程中，CPU 反复地将帧的片段发送给NIC。使用CPU传输数据包的主要优点是代价低，因为NIC硬件不需要做很多事，因此可以做得很简单。主要的缺点是开销大和可扩展性差，使用CPU处理输入输出意味着它不能做别的事；更重要的是，一个CPU无法适应高速网络，特别是当系统有多个网络接口时。 2.2 现代的NIC 为了支持多个网络接口和适应高速网络，必须将输入/输出和包处理分离开来，并尽可能避免使用CPU，因此现代的NIC都包含独立于CPU
系统结构与硬件 1.绘图仪属于 A: 输出设备 B: 输入设备和输出设备 C: 输入设备 D: 计算机正常工作时不可缺少的设备 2.计算机的存储系统一般指主存储器和 A: 累加器 B: 寄存器 C: 辅助存储器 D: 鼠标器 3.把硬盘上的数据传送到计算机的内存中去，称为 A: 打印 B: 写盘 C: 输出 D: 读盘 4.CPU 是计算机硬件中的（）部件。 A: 核心 B: 辅助 C: 主存 D: 输入输出 5.CPU 中的运算器的主要功能是 ( )。 A: 负责读取并分析指令 B: 算术运算和逻辑运算 C: 指挥和控制计算机的运行 D: 存放运算结果 6.CPU 中的控制器的功能是( )。 A: 进行逻辑运算 B: 进行算术运算 C: 控制运算的速度 D: 分析指令并发出相应的控制信号 7.以下全是输入设备的是 A: 键盘、扫描仪、打印机 B: 键盘、硬盘、打印机 C: 鼠标、硬盘、音箱 D: 扫描仪、键盘、只读光盘 8.现代计算机系统是以（）为中心的。 A: 中央处理器 B: 内存 C: 运算器 D: 控制器 9.计算机中必要的、使用最广泛的、用于人机交互的输出设备是
A: 打印机 B: 显示器 C: 绘图仪 D: 声卡 10.半导体只读存储器（ROM）与半导体随机存储器（RAM）的主要区别在于A: ROM 可以永久保存信息，RAM 在掉电后信息会消失 B: ROM 掉电后，信息会消失，RAM 不会 C: ROM 是内存储器，RAM 是外存储器 D: RAM 是内存储器，ROM 是外存储器 11.CPU 的中文意思是 A: 中央处理器 B: 主机 C: 控制器 D: 计算机器 12.内存与外存的主要不同在于 A: CPU 可以直接处理内存中的信息，速度快，存储容量大；外存则相反。B: CPU 可以直接处理内存中的信息，速度快，存储容量小；外存则相反。C: CPU 不能直接处理内存中的信息，速度慢，存储容址大，外存则相反。D: CPU 不能直接处理内存中的信息，速度慢，存储容量小，外存则相反13.能够将图片输入到计算机内的装置是 A: 打印机 B: 扫描仪 C: 鼠标 D: 键盘 14.微型机中硬盘工作时，应特别注意避免 A: 光线直射 B: 环境卫生不好 C: 强烈震动 D: 噪声 15.ROM 指的是 A: 只读存储器 B: 硬盘存储器 C: 随机存储器 D: 软盘存储器 16.I/O 设备的含义是 A: 输入输出设备 B: 通信设备 C: 网络设备 D: 控制设备 17.计算机突然停电，则计算机____全部丢失。 A: 硬盘中的数据和程序 B: ROM 中的数据和程序 C: ROM 和RAM 中的数据和程序 D: RAM 中的数据和程序