第 2 章计算机硬件系统概述
随着科学的发展，计算机在我们的学习和工作中应用越来越广泛，那是因为计算机有着运算速度快、记忆能力强和有逻辑判断能力的优点。要想知道为什么计算机能具有这些优点，就要求我们了解计算机的基本构成和工作原理——在硬件系统实现数学运算和逻辑运算的基础上，通过软件程序的控制，实现各种复杂的运算和控制功能，了解计算机进行数据处理的基本过程，掌握与计算机构成有关的各种概念及其中所含的意义。本章就以基本概念、基本理论、典型例题和习题解答的形式来复习计算机的工作原理及其硬件和软件系统，并为后面章节的学习打下牢固的基础。
2.1 基础知识
2.1.1 计算机的发展
世界上第一台电子数字计算机是1946年2月问世的ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer）。自1946年第一台电子数字计算机问世以来，根据计算机使用的电子元器件的更新阶段，电子数字计算机的发展已经历了4代。
（1）第一代计算机（1946?1957年）——电子管时代。主要特点：以电子管作为开关元件：使用机器语言；可以存储信息；运行速度慢。
（2）第二代计算机（1958?1964年）——晶体管时代。主要特点：以晶体管代替电子管：采用磁心存储器；用汇编语言取代机器语言。
（3）第三代计算机（1965?1971年）——中小规模集成电路时代。主要特点：以集成电路取代晶体管；采用半导体存储器；使用了操作系统等。
（4）第四代计算机（1972年?现在）——超大规模集成电路时代。主要特点：采用集成度很高的电路。
随着大规模集成电路技术的发展，微型计算机的发展又可划分为以下几代：
（1）采用Intel 8088处理器的微型计算机IBM PC和IBM PC/XT为第一代微型计算机；
（2）采用Intel 80286处理器的微型计算机IBM PC/AT为第二代微型计算机（简称286机)；
（3）采用Intel 80386处理器的微型计算机为第三代微型计算机（简称386机）；
（4）釆用Intel 80486处理器的微型计算机为第四代微型计算机（简称486机）；
（5）采用Pentium处理器的微型计算机为第五代微型计算机。
2.1.2 计算机的特点及应用
1. 计算机的特点
计算机的特点如下：
（1）快速性
电子计算机采用了高速电子器件，这是快速处理信息的物质基础：另外，存储程序技术也使电子器件的快速性得到充分发挥。
（2）通用性
计算机处理的信息不仅可以是数值数据，也可以是非数值教据。另外，软件越丰富，计算的通用性越强。
（3）准确性
计算机运行的准确性也包括两方面含义：
◆计算精度高。计算精度取决于运算中数的位数，位数越多越精确；
◆计算方法科学。计算方法由程序体现，一个算法正确且优质的程序，再加上高位数的计算功
能，才能确保计算结果的准确性。
（4）逻辑性
逻辑判断与逻辑运算是计算机的基本功能之一。通过执行能体现逻辑判断和逻辑运算的程序，使整个系统具有逻辑性。
2. 计算机的应用
计算机的应用体现在科学技术计算、数据信息处理、计算机控制、计算机辅助技术和家庭电脑化上。其中，计算机辅助技术包含计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助教学（CAI）等。
2.1.3计算机的类型及发展方向
电子计算机从总体上来说可以分为两大类：电子模拟计算机和电子数字计算机。计算机按用途可分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、图形工作站、微型机和单片机7类。
计算机的发展方向：
（1）巨型化；
（2）微型化；
（3）网络化；
（4）智能化；
（5）多媒体化；
2.1.4计算机系统的组成
一台完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统。计算机系统的组成结构如图2.1所示。
2.1.5 计算机系统的层次结构
现代计算机是一个十分复杂的硬、软件结合而成的整体。它通常由5个以上不同的级组成，每一级都能进行程序设计，如图2.2所示。
第1级是微程序设计级。这是一个实在的硬件级，它由机器硬件直接执行微指令。 第2级是一般机器级，也称为机器语言级，它由微程序解释机器指令系统，这一级也是硬件级。
第3级是操作系统级，它由操作系统程序实现。 第4级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性。这一级由汇编程序支持和执行。
第5级是高级语言级，这级是面向用户的，为方便用户编写应用程序而设置。
在如图
2.2所示的多级结构中，将除硬件系统(第1层和第2层
)之外的上面3个层次称为虚拟计算机。
所谓虚拟计算机是指这个计算机只对该级的观察者存在。对某一层次的观察者来说，
他只能是通过该层次的语言来了解和使用计算机，至于下层是如何工作和实现的就
不必关心了。简而言之，虚拟计算机即是由软件实现的机器。
计算机系统各层次之间的关系紧密，上层是下层功能的扩展，下层是上层的基础。
另外，层次划分也不是绝对的。
2.1.6计算机的硬件系统
计算机的硬件是指计算机中的电子线路和物理装置。 （
1）存储程序的概念
存储程序的概念简要地概括为以下几点：
● 计算机（指硬件）由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备5大基本部件
组成；
● 计算机内部采用二进制来表示指令和数据；
● 将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再由计算机自动执行，使计算机
在不需要人工干预的情況下，自动、告诉地从存储器中取出指令加以执行，这就是
存储程序的基本含义。
（2）计算机的硬件组成
前面介绍的四代计算机都是建立在存储程序概念的基础上的，按照这个基本原理建立起来的计算机统称为冯·诺依曼结构型计算机。它具有共同的棊本配置，即5大部件：存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备。
在现代计算机中，将运算器、控制器及缓存（Cache）合在一起，称为中央处理器（CPU），而将CPU、存储器、输入输出接口和系统总线组装在一个机壳内，称为主机。输入设备和输出设备统称输入输出设备，有时也称外部设备。
计算机硬件系统基本组成框图如图2.3所示。
①存储器
存储器的主要功能是存放程序和数据。
②运算器
运算器是对信息进行处理和运算的部件。运算器一次运算二进制的位置，称为字长。寄存器、累加器及存储单元的长度应与ALU（算术逻辑运算部件）的字长相等或者是它的整数倍。
③控制器
控制器是全机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。计算机中有两种信息在流动：一种是控制信息，即操作指令，其发源地是控制器，它分散流向各个部件；一种是数据信息，它受控制信息的控制，从一个部件流向另一个部件，边流动边加工处理。
指令和数据统统放在内存中。一般来讲，在取指周期从内存读出的信息流是指令流，它流向控制器，由控制器解释从而发出一系列微操作信号：而在执行周期从内存读出成送入内存的信息流是数据流，它由内存流向运算器，或者由运算器流向内存。
④输入设备
输入设备是将人们熟悉的信息形式变换成计算机能接收并识别的信息形式的设备。
⑤输出设备
输出设备是将计算机运算结果的二进制信息转换成人类或其他设备能接收和识别的形式的设备。
外存储器也是计算机中重要的外部设备，它既可以作为输入设备，也可以作为输出设备。
2.1.7 计算机的软件系统
—台计算机中全部程序的集合，称为这台计算机的软件系统。
1．软件系统的分类
软件按其功能分，有成用软件和系统软件两大类。应用软件是用户为解决某种应用问题而編制的一些程序；系统软件用于实现计算机系统的管理、调度、监视和服务等功能，其目的是方便用户，提高计算机使用效率，扩充系统的功能。通常将系统软件分为以下6类。
(1)操作系统
操作系统是控制和管理计算机各种资源、自动调度用户作业程序、处理各种中断的软件。其作用是控制和管理系统资源，它是用户与计算机的接口。
(2)语言处理程序
程序设计语言一般可分为3类：机器语言、汇编语言和高级语言。用二进制代码表示的计算机语言称为机器语言，用机器语言编写的程序可以直接执行：用助记符表示的语言称为汇编语言，用汇编语言编写的程序需要通过汇编程序翻译成目标程序后才可执行；用高级语言编写的程序称为源程序。
不同语言的源程序，对应有不同的语言处理程序。
语言处理方式有汇编程序、编译程序、解释程序3种。汇编程序的功能是把用汇编语言编写的源程序翻译成二进制代码的目标程序，其翻译过程称为汇编。高级语言的处理程序，按其翻译方法的不同，可分为解释程序与编译程序两大类。解释程序对源程序的翻译采用边解释、边执行的方法，并不生成目标程序；而编译程序必须先将源程序翻译成目标程序后，才能开始执行。
(3)标准库程序
通常将一些常用的程序段按照标准的格式先编制好，组成一个标准程序库，存入计算机系统中，需要时由用户选择合适的程序段嵌入自己的程序中。
(4)服务性程序
服务性程序（也称工具软件）扩展了机器的功能，一般包括诊断程序、调试程序等功能。
(5)数据库管理系统
数据库和数据库管理软件一起，组成数据库管理系统。
(6)计算机网络软件
计算机网络软件是为计算机网络配置的系统软件。它负责对网络资源进行组织和管理，实现相互之间的通信。
2. 软件与硬件的关系
软件系统是在硬件系统的基础上，为有效地使用计算机而配置的。没有系统软件，现代计算机系统就无法正常地、有效地运行；没有应用软件，计算机就不能发挥效能。
任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，同样也可以由软件来完成。
计算机系统的软件与硬件可以互相转化，它们之间互为补充。
将程序固定在ROM中组成的部件成为固件。固件是一种具有软件特性的硬件，它既具有硬件的快速性特点，又有软件的灵活性特点。这是软件和硬件互相转化的典型实例。
2.1.8 冯?诺依曼结构及特点
在计算机的各个基本部件中，通常把运算器和控制器合在一起称为中央处理器（CPU),还把CPU、存储器和输入输出接口电路合在一起构成的处理系统称为主机。外围设备一般包含一些难以与主机集成的机械部件，所以它们常常与主机分离。这种计算机结构是著名计算机科学家冯?诺依曼等人在早期计算机设计中采用的结构，而且在后来的计算机中不断沿用，被称为冯?诺依曼结构。
通常情况下它有如下主要特点：采用5个基本部件，采用二进制的数据表示方式，采用存储程序的工作方式，程序中的各条指令按顺序串行地执行。存储程序方式是指计算机完成
指定功能之前，先将实现该功能的程序（即软件)装入内存，然后根据程序的规定一步一步地完成操作。计算机中存储的程序和数据都是二进制形式的代码。
2.1.9 运算器的基本功能
运算器是完成运算功能的部件，主要包括算术逻辑单元和寄存器。其功能如下:
(1)算术逻辑单元：一个组合数字电路，一般有两个数据信号输入端和一个数据信号输出端，可同时输入两个参加运算的操作数。算术逻辑单元能执行各种数据运算操作，包括算术运算和逻辑运算。
●算术运算：对二进制表示的数据进行算术计算，如加减乘除四则运算。
●逻辑运算：主要是一些布尔运算和移位运算，布尔运算按位对数据进行运算。
●按位运算：同时对数据的各个二进制位进行相同的与、或、非运算，运算数据的每
一个位是相互无关的，没有进位或者借位的操作。
●移位运算：按一定的规律移动数据的位，改变数据的二进制位的位置。
（2）寄存器：为了保存运算中所需要的数据，在运算器中一般都有一些临时存放数据的寄存器。寄存器由若干个触发器构成,一个寄存器可存故一个宇的数据。
2.1.10 存储器的类型和操作
存储器是存储程序和数据的部件，包括主存储器和辅助存储器。
(1) 主存储器：计算机主机内部的存储器，可以被CPU直接访问，用于存放运行的程序和数据。
（2）辅助存储器：主机外部的存储器，CPU不能直接访问。当CPU需要访问存放在外存中的数据或者程序时，需要通过输入输出部件先将程序和数据传输到内存中。
为了确定存储器中的某个存储位置，需要给每个存储单元指定一个地址。一般用一个二进制编码表示每个存储单元的地扯。地址可分为字地址和字节地址两种。如果一个字等于4个字节，那么每个字单元包含4个字节的存储单元，将字地址乘以4就得到这个字的宇节地址。
存储器的操作有两种：
●写操作：将数据放入某个存储单元中，称为写操作。
●读操作：将存储单元中的数据取出，称为读操作。
读操作和写操作统称为对存储器的访问。
2.1.11 计算机硬件系统研究的内容
计算机硬件系统研究的内容如下：
(1)计算机实现
研究计算机的物理设计，包括器件的设计与选择、各模块的机械参数设计、印刷电路板的设计与制作、机箱物理特性的设计和选择，以及组装技术的设计和选择，还有电源、冷却方式的设计和选择等。
⑵计算机组成
从逻辑角度研究计算机系统中各个组成部分的构成方法，包括数据通路的构成、存储系统的设计、运算功能部件的设计、控制器的控制方式以及输入输出接口的设计等。
(3)计算机系统结构
对程序员所能看到的计算机的基本属性进行研究，研究计算概念性结和功能特性。这些特性构成计算机系统的外特性。计算机外特性包括计算机的指令系统、数据表示、寻址方式、寄存器定义、中断机构，以及输入输出系统和保护机制等的定义。此外，系统结构还研究计
算机软硬件界面的设计，新型计算机系统的设计和计算机系统的性能、成本和可靠性的分析及评价。
2.1.12 冯?诺依曼结构计算机主要的外特性
冯?诺依曼结构计算机的主要特性有以下几点：
(1)指令和数据都以字的方式存放在同一存储器中，然后才能运行，从数据和指令本身
看不出相互间的区别，程序需要对指令和数据加以区别。
(2)指令按顺序串行地执行，并由控制器集中控制，采用一个PC计数器构成指令在存储
器中的地址。
(3)存储器是一个一维的空间，二维或者多维的数据要映射到这个一维的存储空间。
(4)使用低级及其语言，指令和数据以二进制形式表示。
(5)单CPU结构，以运算器为中心，采用单指令流单数据流模式。
2.1.13 影响计算机系统结构的因素
影响计算机系统结构的因素有程序设计语言、软件、应用需求、部件。
（1)程序设计语言
不同的程序书籍语言代表着不同的计算模型，不同的计算模型需要不同机构的计算机系统来支持。
（2)软件需求
不同的编译程序产生不同特征的程序结构和数据结构，不同的操作系统采用不同的策略记性系统管理，这些都需要系统结构提供相应的支持。同时，系统结构的设计也需要系统软件提供相应的配合，如编译优化等。
（3)应用需求
不同的应用需求也对不同的系统结构产生影响，适合于应用需求的计算机系统必将得到广泛的应用。
（4)器件
器件的发展使得硬件的成本不断降低，从而影响硬件界面的划分，同时器件发展速度之间的不平衡性也导致了系统结构的变化。如CPU何存储器速度之间的差异导致了高速缓存（Cache）的出现。此外，器件的发展还影响到计算机系统的开发手段。
2.1.14计算机性能评价的方法
计算机性能评价的方法有分析、模拟和测试3种：
(1)分析的方法
采用数学模型，通常采用概率论、排队论和随机过程等数学方法进行分析。分析结果的精度比较低。
(2)模拟的方法
用软件建立系统的逻辑模型，并对该模型的行为进行研究，模拟结果的精度可以较高，但建立和验证模拟模型一般需要较长的时间。
(3)测试的方法
用工作负载对计算机的性能进行实际衡量。测试过程在实际计算机系统或者物理模型机中进行，可得到跟实际的运算性能，但它只能在计算机建成之后进行，而且测试结果与选择的工作负载无关。
2.1.15 简单的计算机性能分析
程序在CPU 上运行所需的时间T CPU 为：
CPU CPI N C T T I ??=
其中I N 表示要执行程序中的指令总数，CPI 表示执行每条指令所需的平均时钟周期数，而T C 则表示时钟周期的时间长度。
CPI 是各种指令CPI 的加权平均，可由下式表示：
1
CPI
n
i
i
i N
I CPI I =?=
∑
其中I i 表示第i 类指令在程序中执行的次数，而CPI i 表示执行一条第i 类指令所需的平均时钟周期数，n 为程序中所有的指令种类数，R C 为T C 的倒数。 (1) MIPS 指标
666MIPS=10CPI 10CPI 10N N C
E N C I I R T I T ==
????? 上式假定T E =T CPU ,即计算机的指令时间就是CPU 的执行时间。R C 为T C 的倒数，上式还反映了MIPS 值与CPI 的关系。 (2) MFLOPS 指标
FN
6E MFLOPS=
10I T ? 其中I FN 指程序中浮点运算的数量。
由于程序中浮点运算所占的比例各不相同，MFLOPS 值也会不同，所以MFLOPS 指标与程序中浮点操作的数量有关。由于各种浮点运算的复杂性不同，为了公正地评价浮点运算性能，通常对程序中每种实际浮点操作乘以一个正则化值，然后再求MFLOPS 值。
2.1.16 计算机性能评价
对于计算机性能的好坏，主要由以下几个方面来衡量： (1) 计算机系统性能的衡量尺度是响应时间和吞吐率 ①响应时间
从用户向计算机系统发送一个请求后，到系统对该请求做出相应并获得它所需要的结果的等待时间成为响应时间。其中包括访问磁盘和访问主存储器时间、CPU 运算时间，输入输出动作时间以及操作系统工作的时间开销等。
②吞吐率
吞吐率是指系统响应用户请求的速率。对于CPU ，吞吐率可表示为每秒钟可执行的指令数，或每秒执行的浮点操作次数。
(2) 计算机的性能评价有峰值性能和持续性能两个指标 ①峰值性能
此指标反映出在理想情况下计算机可获得的最高性能。实际上由于程序运行时的资源冲突等因素使得计算机不能充分发挥其最大的计算能力。
②持续性能
此指标是实际性能指标。它是计算机运行程序时能测量到的性能。 （1) 事务处理
它是指计算机在商业、金融、证券、贸易等应用场合的处理方式。一般运行大型数据库，进行大量运算简单的事务处理。计算机系统的事务处理性能指标是每秒处理的事务数（TPS ）。
2.1.17 计算机性能测试方法
用于测试计算机性能的方法如下： （1) 用于测试计算机性能的工作负载类型有指令混合、核心程序、合成程序和应用测试
程序 ? 指令混合
将各种指令按其使用频率混合而成。 ? 核心程序
从实际应用程序中提取出的运行时间最长的核心部分，代表应用程序中的常用操作。 ? 合成程序
人为合成的对计算机系统的各方面性能进行测试的程序，用参数反映实际应用程序特征，设置不同的参数可以构成具有不同特征的测试程序。
? 应用测试程序
从实际应用的程序中选取的典型程序。 （2) 基准测试程序
标准化的性能测试程序，通常由一组核心程序、合成程序和应用测试程序构成，如SPEC 制定的SPEC95。其中每个程序代表不同的应用程序特征。用基准测试程序中的这些程序进行运行测试可得到一组测试数据，对这些数据进行统计的方法有算术平均、几何平均和调和平均3种求平均值的方法。 ● 算术平均值A m
11121111111(...)n n m i i i i n
A R n n T n T T T =====+++∑∑
● 几何平均值G m
1/1/1/12...n n n
m n G R R R ==??? ● 调和平均值H m 1211
1
...m n
n
n
i
i i i
n n
n
H T T T T
R ===
=
=
+++∑∑
● 加权的算术平均值A m
11n n
i m i i i i i w
A w R T ====∑∑
● 加权的几何平均值G m
12
121...i n n
w w w w m i n
i G R R R R ===???∏ ● 加权的调和平均值H m 112211
1
1
1
...m n
n
i n n
i i
i i i
H w wT w T w T wT
R ===
==
+++∑∑
上述加权平均值表达式中1
1h
i i w ==∑。不同的基准测试程序采用不同的统计方法，如SPEC
采用调和平均，iCOMP 采用几何平均等。
2.1.18 计算机主要性能指标
计算机的主要性能指标有以下几项： ? 基本字长
基本字长是指参与运算的数的基本位数，它是由加法器、寄存器、数据总线的位数决定的。字长标志着精度，字长越长，计算的精度越高。 ? 数据通路宽度
数据总线一次所能并行传送的位数，称为数据通路宽度。 ? 主存容量
一个主存储器所能存储的全部信息称为主存容量。 ? 运算速度
它是用每秒能执行的指令条数来表示，单位是条数/秒。MIPS 表示每秒百万条指令。 ? 主频率
在每台计算机内部，均有一个不断地产生固定频率的时钟脉冲的装置，称为主时钟。主时钟的频率通常就是机器的主频率，主频率是衡量一台计算机速度的重要参数。
2.2 典型例题
例2.1 表2-1列出了用两个基准测试程序对3台计算机进行测试所得到的运行速度值。 （1） 以计算机X 为参考机，用算术平均和几何平均比较这3台计算机的相对性能。 （2） 以计算机Y 为参考机，用算术平均和几何平均比较这3台计算机的相对性能。
基准测试程序
计算机X 计算机
Y 计算机Z B1 20 10 40 B2
40
80
20
【解】
（1）由表2-1可见，对基准测试程序B1，Y 机的速度为X 机的一半，但对基准测试程序B2，Y 机速度为X 机的一倍。类似的，对B1，Z 机速度为X 机的一倍，对B2，Z 机的速度则为X 机的一半。如果将这些测试值以X 机为基准进行折算，就得到如表2-2所示的相对性能值。从表2-2课件，根据算术平均值A m ,Y 机和Z 机速度均比X 机要快25%；而根据几何平均值，3台计算机的性能一样。
基准测试程序 计算机X 计算机Y 计算机Z
B1
1.00 0.50
2.00 B2 1.00 2.00 0.50 A m 1.00 1.25 1.25 G m
1.00
1.00
1.00
（2）如果以Y 机作为标准来计算相对性能值，将得到如表2-3所示的结果值。由该结果 值可知，根据算术平均值A m ，现在X 机速度比Y 机快25%，Z 机似乎更快；而根据几何平均值，3台计算机的性能仍然一样。显然，选用不同的参考计算机，将会得到不同的A m 值。
表2-1 用两个基准测试程序对3台计算机进行测试所获得的运行速度值
基准测试程序计算机X 计算机Y 计算机Z B1 2.00 1.00 4.00
B2 0.50 1.00 0.25
A m 1.25 1.00 2.13
G m 1.00 1.00 1.00
例2.2 用一台40MHz的处理机执行标准测试程序，它所包含的混合指令数和相应所需的时钟周期如表2-4所示。求有效CPI，MIPS速率和程序的执行时间。
表2-4 包含的混合指令数和响应所需的时钟周期
指令类型CPI 指令混合比
算术和逻辑 1 60%
高速缓存命中的访存 2 18%
转移 4 12%
高速缓存失效的访存8 10%
【解】
CPI的计算采用加权平均的方法，权重就是每种指令出现的概率，即指令混合比。
有效CPI=1×60%+2×18%+4×12%+8×10%=2.24
MIPS速率=40/2.24=17.9
T CPU=I N×CPI×T c = I N×CPI/R c = I N×2.24/(40×106)=5.6×10-10×I N (秒)
例2.3 用一台40MHz处理机执行标准测试程序，它所包含的混合指令数和相应所需的时钟周期数如表2-5所示。求有效CPI，MIPS速率和程序的执行时间。
表2-5 包含的混合指令数和响应所需的时钟周期
指令类型指令数时钟周期数
整数运算45000 1
数据传送32000 2
浮点运算15000 2
控制传送8000 2
【解】
上述指令总数为45000+32000+15000+8000=100000条，4种指令的使用比例分别为45%、32%、15%和8%。
有效CPI=1×45%+2×32%+2×15%+2×8%=1.55
MIPS速率=40/1.55=25.8
程序的执行时间=1000001×1.55/(40×106)=3.875×10-3（秒）
例2.4某工作站采用时钟频率为15MHz、处理速率为10MIPS的处理机来执行一个已知混合程序。假定每次存储器存取周期为1的延迟，试问：
（1）此计算机的有效CPI是多少？
（2）假定将处理机的时钟提高到30MHz，但存储子系统速率不变。这样，每次存储存取需要2个周期。如果30%的指令中每条只需1次存储器存取，而另外的5%的每条需2次存储器存取，还假定一直混合程序的指令数不变，并与原工作站兼容，试求改进后的处理机性能。
【解】
（1）计算机的CPI值可以从它的MIPS值和时钟频率计算得到：
CPI=15×106/(10×106) = 1.5
（2）在指令执行中，每次访存需要增加1个时钟周期，这样程序执行的CPI为：CPI=1.5+0.30×(2-1)+0.05×2×(2-1)=1.9
根据MIPS计算公式，可得：
MIPS值= R c /(CPI×106)=30×106/(1.9×106) = 15.79
例2.5某台计算机只有Load/Store指令能对存储器进行读/写操作，其他指令只对寄存器进行操作。根据程序跟踪实验的结果，已知每种指令所占的比例及CPI数如表2-6所示。
（1）求表中所列情况下的平均CPI。
（2）假设程序由M条指令组成。在算术逻辑运算中，25%的指令两个操作数中的一个已在寄存器中，另一个必须在算术逻辑指令执行前用Load指令从存储器中取到寄存器中。因此有人建议增加另一种算术逻辑指令，其特点是一个操作数取自寄存器，另一个操作数取自存储器，即寄存器-存储器类型，假设这种指令的CPI等于2，同时，转移指令的CPI变为3。求新指令系统的平均CPI。
表2-6 每种指令所占的比例及CPI数
指令类型指令所占比例/% CPI
算术逻辑指令43 1
Load指令21 2
Store指令12 2
转移指令24 2
【解】
（1）平均CPI为：
CPI=43%×1+21%×2+12%×2+24%×2=1.57
（2）采用新的指令系统后，指令的使用频率将发生变化。在原来的指令中：
在算术逻辑指令中有75%不需要配备访存指令，占43%×75%=33.25%；
在算术逻辑指令中有25%需要配备访存指令，占43%×25%=10.75%；
Load指令除去为算术逻辑指令配备以外的有21%-43%×25%=10.25%；
Store指令的数量占12%，转移指令占24%。
在新的指令系统中，Load指令的个数将减少，总指令数减为原来总数的1-10.75%=89.25%。新的指令出现比例为：
原有算术逻辑指令为：32.25%/89.25%=36.13%，CPI为1；
新增算术逻辑指令为：10.75%/89.25%=12.04%，CPI为2；
Load指令为：10.25%/89.25%=11.48%，CPI为2；
Store指令为：12%/89.25%=13.45%，CPI为2；
转移指令为：24%/89.25%=26.89%，CPI为3.
这样，新的CPI为：
CPI=36.13%×1+(12.04%+11.48%+13.45) ×2+26.89%×3=1.908
结果表明，改动方案使得CPI值增加，CPU性能下降，所以这种方案不合适。
例2.6 假定某计算机有以下测试结果：
浮点操作指令使用频率为25%；
浮点指令平均CPI为4.0；
其他指令的平均CPI为1.33；
浮点平方根指令的使用频率为1%；
浮点平方根指令的CPI为20。
假定有两种减少CPI的措施可供选择，一种是讲浮点平方根指令的CPI将为2，另一种是将所有浮点指令的平均CPI将为3。比较这两种设计方案。
【解】
原来的平均CPI为：
(4×25%)+(1.33×75%)=2.0
提高浮点平方根指令的速度后，平均CPI为：
2.0-1%×(20-2)=1.82
提高浮点平方根指令的速度后的加速比为：
2.00/1.82=1.10
提高浮点指令的速度后，平均CPI为：
(3×25%)+(1.33×75%)=1.75
提高浮点指令的速度后的加速比为：
2.00/1.75=1.14
可见，第二种方案较好。
例2.7 冯.诺依曼计算机体系结构的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些部件组成？各起什么作用？
【解】
本题考查的是存储程序的概念、计算机硬件系统的组成。
冯.诺依曼计算机体系的基本思想是：存储程序，即将用指令序列描述的解题的程序与原始数据一起，存储到计算机中。计算机只要一启动，就能自动地一次取出一条条指令并执行，直至程序执行完毕，得到计算结果为止。
按此思想设计的计算机硬件系统包含：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本部件。运算部件的作用是用来进行数据变换和各种运算；控制部件则在计算机提供统一的时钟情况下，把程序中的各基本操作进行时序分配，并发出相应的控制信号，驱动计算机的各部件按节拍有序地完成程序规定的操作内容；存储器用来存放程序、数据及运算结果；输入输出设备的主要作用是接受用户提供的外部信息或用来向用户提供输出信息。
例2.8 什么是计算机？简要叙述其外部特征。
【解】
本题考查的是计算机的定义、计算机的特征。
数字电子计算机是一种能自动地、高速地对各种数字化信息进行运算处理的电子设备。
其外部特征有：
(1)快速性。电子计算机采用了高速电子器件，这是快速处理信息的物质基础；另外，
电子计算机采用了存储程序的设计思想。
(2)通用性。即计算机处理的信息不仅可以是数值数据，也可以是非数值数据。
(3)准确性。计算机运行的准确性包括两方面含义：一是计算精度高；二是计算方法科学。计算精度取决于运算中数的位数，位数越多越精确。计算方法由程序体现
(4)逻辑性。逻辑判断与逻辑运算是计算机的基本功能之一。
例2.9 按照冯.诺依曼原理，现代计算机应具备哪些功能？
【解】
按照冯.诺依曼提出的原理，计算机必须具有如下功能：
(1)输入输出功能。计算机必须有能力把原始数据和解题步骤接收下来(输入)，并把计算结果与计算过程中出现的情况告诉(输出)给使用者。
(2)记忆功能。计算机应能够“记住”原始数据和解题步骤以及解题过程中的一些中间结果。
(3)计算功能。计算机应能完成人们所需要的计算。
(4)判断功能。计算机在进行一步操作之后，应当能从预先无法确定的几种方案中选择一种操作方案。
(5)自我控制能力。计算机应能保证程序执行的正确性和各部件之间的协调性。
例2.10 计算机硬件由5个基本部分组成，包括、、、和。
【解】
该题为比较简单的填空题，只需要了解冯.诺依曼体系结构，就可以正确地填写。
答案为：运算器控制器存储器输入设备输出设备
例2.14 计算机软件总体上分为两大类，一类为软件，另一类为软件。CAI 属于软件，而Windows XP属于软件。
【解】
软件有很多类别。但总体划分总有两类，一类为系统软件，另一类为应用软件。
系统软件包括操作系统、控制程序、程序设计语言和诊断程序等。系统软件是计算机系统的组成部分，它使计算机系统的功能更加完善。
应用软件是面向用户的功能软件，专门为解决应用领域的具体任务而编写。如字处理软件、多媒体处理软件、计算机辅助软件等，还包括用户自行编制的软件。
所以本题答案为：系统应用应用系统
CAI为计算机辅助教学软件，属于应用软件；Windows XP为操作系统，属于系统软件。
例2.11 能被计算机直接识别的语言是。
A．汇编语言 B. 机器语言
C．高级语言 D. 应用语言
【解】
在计算机语言中，机器语言用二进制代码编写，可被计算机直接识别。其他3类语言都是以助记符或类似人类的语言编写的，用这些语言编写的程序，需要通过解释或编译，将其变成机器语言才能够被计算机所识别。
所以本题答案为B。
例2.12 计算机系统中的存储器是指。
A．RAM B. ROM
C．主存储器 D. 主存储器和辅助存储器
【解】
系统中的存储器包括主存储器和辅助存储器。主存储器一般采用半导体器件实现，它位于主板之上，通过系统总线与CPU连接，用于存放正在运行的程序和数据。主存储器的特点是容量小、速度快、断电后数据将丢失。辅助存储器一般采用磁表面存储器或光存储器，它位于机箱内部或机箱外部，通过传输电缆与主机连接，用于存放暂时不运行的程序和数据。辅助存储器的特点是容量较大、速度慢、可永久性保存数据。
所以答案为D。
本章附录：计算机硬件系统涉及的基本概念
【计算机】：代替人进行计算的工具。
【电子计算机】：是一种能够自动、高速、准确地进行倌息处理的现代化的电子设备。【硬件】：一个按照计算机规范要求构成的用以实现计算机软件编程意图的工具。由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
【计算机系统】：由硬件和软件两部分组成的系统。
【运算器】：由算术逻辑单元（ALU）和寄存器组成的器件。
【控制器】：用于控制计算机各个部件自动协调工作的器件。
【存储器】：用于存储程序和数据的器件，通常分为主存储器和辅助存储器。
【读存储器】：先给出数据地址和读信号，然后从存储器中读出数据，数据读出时原存储内容不变，这样的存储器，称为读存储器。
【写存储器】：除了地址和写信号之外还要提供写数据，数据写入指定的地址后将替换原来存储的数据，这样的存储器，称为写存储器。
【输入设备】：用于将人们所熟悉的信息形式转换为计算机能识別的信息形式的计算机设备。【输出设备】：用于将计算机信息形式转换成人们所熟悉的信息形式的设备。
【中央处理器】：运算器和控制器集成在一起形成的部件。
【系统总线】：不同功能的信号线的集合。
【软件】：借助于计算机硬件来实现使用者意图的程序集合。它分为系统软件和应用软件两类。
【虚拟机】：硬件机器级以外的所有机器层次。
【兼容系统】：可以运行同一个软件并得到相同结果的两个系统。
【操作系统】：是一个控制其他程序运行和管理计算机各种资源、自动调度用户作业程序、处理各种中断、并为用户提供操作界面的系统软件。其主要功能有存储管理、命令处理和设备管理等。
【程序设计语言】：是人机交互的语言，分为机器语言、汇编语言、高级语言和应用语言。【电子数字计算机】：是一种能够自动、高速、精确地进行信息处理的现代化电子设备。【CPU】：即中央处理器(Central Processing Unit)，由运算器和控制器组成的器件。【ALU】：即算术逻辑单元(Arithmetic and Logic Unit,ALU)，它是运算器中具体完成算术运算和逻辑运算的部件。
【源程序】：用程序设计语言编写且必须经过解释或编译后才能运行的程序。
【接口】：是主机与外部设备之间传送数据与控制信息的通道。
【总线】：计算机中各功能单元之间传送信息的通道。总线也包括地址总线、数据总线和控制总线。
【主机】：由CPU、存储器和输入输出接口组成的计算机硬件系统的核心。
【外围设备】：是指计算机硬件系统中除主机之外的所有设备，包括主机外设、
基本外设和扩展外设。
【计算机语言】：是由各种助记符按一定规则组成的人与计算机交流信息时使用的进言。【机器语言】：是一种用二进制代码编制的、能够被计算机硬件直接识别和执行的程序语言。【单元地址】：是用二进制编码表示的对主存储器各存储单元统一的编号。
【位】：是计算机传送的最小单位，一位可存放一个二进制信息0或1。
【字节】：是计算机存储的最小单元，一个字节包括8个二进制位。
【字长】：一次运算的二进制数的位数称为字长。它是计算机性能的重要指标。
【指令流】：在计算机工作过程中，在存储器与CPU之间形成的不断传递的指令序列。【数据流】：在计算机工作过程中，在存储器与CPU之间形成的不断传递的数据序列。【系统层次】：计算机系统存在的层次结构，一般可分为硬件系统、系统软件和应用软件3个层次。
【主存储器】：计算机主机内部的存储器。
【辅助存储器】：CPU不能直接访问的主机外部的存储器。
【指令】：硬件和软件间的界面。
【向后兼容】：在计算机产品系列中，后继产品与先前产品的兼容。
【向前兼容】：先前产品与后继产品的兼容。
【向上兼容】：低档机器上的软件在高档机器上的运行。
【系统软件】：是整个计算机系统的一部分，为应用软件的开发和运行提供支持，为用户操作计算机以及应用程序的运行提供的一个方便的界面。
【应用软件】：完成用户所需功能的软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。【汇编语言】：用容易记记的字符来表示计算机指令的语言。
【高级语言】：与计算机的硬件结构无关的程序设计语言。
【应用语言】：是表示人们应用计算机完成各种任务的要求，而不一定用于程序设计的接近于人类的自然语言。
【编译程序】：将源程序全部转换成机器语言的程序。
【解释程序】：直接对源程序进行解释执行的程序。
【并行性】：是指在同一时刻成两一时间间隔内发生两个或两个以上事件的特性。
【同时性】：两个或两个以上的事物在同一时刻发生的性质。
【并发性】：两个或两个以上的事件在同一时间间隔内发生的特性。
【ROM】：即只读存储器。内容固定，只能读取而不能写入的存储器。
【RAM】：即随机访问存储器。数据读写时间均相等，与数据的存储位置无关的存储器。【SRAM】：即静态存储器。是一种数据读写速度较高且成本也较髙的半导体存储器件。【DRAM】：即动态存储器。一种成本较低且数据读写速度较低的半导体存储器件。【CPI】：是指每条计算机指令执行所需要的平均时间，即每条指令执行的周期数。【MIPS】：表示计算机每秒钟能执行几百万条指令。
【MFLOPS】：即每秒百万浮点操作数，表示计算机每秒钟能执行几百万个浮点数运算操作，是衡量计算机性能的一种指标。
【基准测试程序】：用于测试评价计算机性能的程序，通常由核心程序、合成程序和应用测试程序构成。
【峰值性能】：在理想情况下计算机系统可获得的最高性能，或者在某一瞬间计算机能达到的最高性能。
【持续性能】：计算机运行程序时能测量到的性能或计算机能够长时间维持的性能。【SISD】：即单指令流单数据流。指只有一个指令流一个数据流的串行计算机类型。
【SIMD】：即单指令流多数据淹。指采用多个运算单元（PE）对向量数据进行运算的计算类型。
【MISD】：即多指令流单数据流。指采用多个指令流对一个数据流进行处理的一种可能的计算机类型。
【MIMD】：即多指令流多数据流。―种具有多个指令流和多个数据流的并行计算机类型。【向量化】：将标量运算程序代码转换为向量运算指令代码的过程。
【核心程序】：从实际应用程序中提取出来的运行时间最长的核心部分。
【合成程序】：对计算机系统的各方面性能进行测试的程序，是一个具有参数控制的程序。【阿姆达尔定律】：一个反映部件速度与系统整体性能关系的定律。即系统对某一部件采用某种更快的执行方式所能获得的系统性能改进程度，取决于这种执行方式被使用的频度，或在总执行时间中所占的比例。
【可靠性】：即衡量系统故障行为的常用指标，指系统投入使用后在给定时间区间内和环境条件下不发生故陣的概率。
【可用性】：衡量系统故障行为的常用指标。即系统在任一时刻可以正常使用的概率。【平均无故障时间】：衡量系统故障行为的常用指标。指从系统建成到发生第一次故障间隔时间的期望值。
【平均故障间隔时间】：衡量系统故障行为的常用指标。指在可修复的系统中，两次故障之间时间间隔的平均值。
【故障】：引起计算机系统错误的因素，分为物理故障和人为故障两种。
【错误】：计算机系统中某一部分的状态与预期的状态不符合的情况，即系统中某一部分出现紊乱的现象。
【失效】：指系统在规定的条件下和规定的时间内丧失了规定的功能。
【容错】：对于故障现象的解决方法，容许故障的出现，但防止其不利影响。
【避错】：对于故障现象的解决方法，通过精心设计来避免故陣的出现。
【时间冗余】：容错计算机系统中采用的技术之一，对计算重复进行并相互比较检查（表决）以实现无错的计算。
【空间冗余】：容错计算机系统中采用的技术之一，采用额外的硬件进行并行计算以及表决，从而在重复的硬件之间自动切换以替换出现故障的硬件。
【信息冗余】：容错计算机系统中采用的技术之一，指采用软件的方法，用不同的算法计算相同的结果，并进行表决。
【冯·诺依曼结构】一种典型的计算机組织结构，指将计算机硬件分为运算器、存储器、控制器、输入部件和输出部件。
计算机软硬件系统的组成及主要技术指标 硬件组成一般包括：CPU(中央处理器）、内存、主板、显卡、硬盘、显示器、键盘鼠标、音箱等其它外设，有时还有各种专用的设备如扫描仪、打印机、智能卡等，当然还应该有机箱、电源、导线、信号线等基础东西。硬件性能指标：CPU：要看主频（就是xxGHz那个参数），现在还要看核心数（单核、双核甚至四核），架构，步进制程，二级三级缓存，前端总线频率、外频、倍频等等指标。一般都是越高越好。基本总体性能与价格正比（同品牌同类型条件下）内存：容量（512M、1G、2G等），速度（667/800/1066等），技术（D DR、DDR2、DDR3等），现在主流是DDR2 800MHz，质优价廉，但如果是老主板插不上ddr2只能差ddr的，既贵又慢容量又小。所以性能并不和价格正比。主板：主要看芯片组（南桥/北桥），芯片组分为Intel、AMD、SiS、nvidia等多家，不同家的没可比性，现在最多的是Intel和AMD两家。Intel由大致低到高是815、845、865、915、945、P31、P35、P 43、P45等等，还有G31、G43、X38、X48等，目前比较多的是P35、P43、P45；AMD主要的是770、780、790芯片；nvidia有nf520、Mcp78等。上面都是北桥芯片（主芯片），南桥一般是I/O控制类的，一般随北桥档次提升，有ICH7、8、9、10（intel），SB600、7 00、750（AMD）。除此外还要看提供的接口、支持的内存、有没有集成显卡等等。价格除了和芯片有关外，还与生产厂商有巨大关系。比如华硕的P35可能贵于杂牌昂达的P45。性能就不好说了。相同厂家：芯片越先进越好，也越贵；相同芯片组的话，名牌比杂牌贵，性能稳定性可能要好些。显卡：同主板，看芯片。主要有nvidia和ATI（被AMD合并）两家，即俗称N卡A卡。前者主流的产品Geforce6600/7600/8600/9600/9800等，现在卖的最少是8600了，越往后越好；后者主流产品2600/3650/3690/3850/4350/4650/4670/4850/4890等，越后越好。价格和厂商关系巨大。用数字表达性能看以下几点：显示核心频率、显存大小、显存频率、显存颗粒、封装技术等等硬盘：简单说就是看容量、转速、接口（现在都SATA-2了）、缓存等。软件组成：首先要有操作系统（windowsXP/2000/vista等等），然后安装上各种软件就是一个可以使用的电脑了。软件系统一般不做性能比较的。但好的软件应该是：稳定性好、bug少、效率高、代码简洁、兼容性好、界面友好等。
1.简单介绍计算机硬件系统的组成及各部件功能. 答:计算机硬件系统由:运算器,控制器.存储器,I/O设备组成。 运算器；完成算数和逻辑运算 控制器：根据指令的要求控制和协调其他各部件工作。 存储器：存储程序和数据 输入设备：将外部信息以一定格式输入到计算机系统。 输出设备：将计算机系统的信息提供给外部设备。 2．简述微程序控制的基本思想。 答：把指令执行的所有控制信号放在一个存储器中，需要时从这个存储器读取。 一条指令的功能通常用许多条微指令实现这个微指令序列称为微程序。 计算机运行时。一条一条读出这些微指令。从而产生各种操作的控制信号。 3．提高存储器速度可采用哪些措施，请说出至少五种措施。 答：1，采用高速器件2，采用cache(高速缓冲存储器)3，采用多提交叉存储器4，采用双端口存储器5，加长存储器的字长 4．请说明指令周期，机器周期，时钟周期之间的关系。 答：指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令，分析指令和执行指令所需的全部时间。机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的基本单位。一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。 5．什么是RISC？RISC指令系统的特点是什么（至少写出4个）？ 答：RISC是精简指令系统计算机。 特点：1）选取使用频率最高的一些简单指令。2）指令长度固定。3）只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。4）大部分指令在一个机器周期内完成。5）CPU中通用寄存器数最多。6）以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。7)一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。8）指令以流水方式执行 6.计算机系统总线大致分为哪几类？ 答：1)一个计算机系统中的总线分为三类：同一部件如CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线，称内部总线。2)同一台计算机系统的各部件，如CPU.内存.通道和各类I/O接口间互相连接的总线，称为系统总线。3）堕胎处理机之间互相连接的总线，称为多机系统总线。 7.说明计数器定是查询工作原理。 答：总线上的任一设备要求使用总线时，通过BR线发出总线请求。总线控制器接到请求信号以后，在BS线为“0”的情况下让计数器开始计数，计数值通过一组地址发向各设备。每个设备接口都有一个设备地址判别电路，当地址线上的计数值与请求总线的设备相一致时，该设备置“1”BS线，获得总线使用权，此时中断计数查询。 8.简要描述设备进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点。 答:1）外设发出DMA请求2）CPU响应请求，DMA控制器从CPU接管线的控制3）由DMA 控制器执行数据传送操作4）向CPU报告DMA操作结束。 主要优点：数据传送速度快 9．简述通道的基本功能？ （1）接受CPU的输入输出操作指令，并按命令控制外围设备。（2）从内存中读取通道程序执行，控制外设各种操作。（3）控制数据在内存和外设间进行传输。（4）读取外设的状态信息（5）想CPU发出中断请求
1. 下列设备组中，完全属于输出设备的一组是________。 A)喷墨打印机，显示器，键盘 B)激光打印机，键盘，鼠标器 C)键盘，鼠标器，扫描仪 D)打印机，绘图仪，显示器 2.目前市售的USB FLASH DISK(俗称优盘)是一种________。 A)输出设备B)输入设备 C)存储设备D)显示设备 3. 计算机硬件系统主要包括：运算器、存储器、输入设备、输出设备和________。 A)控制器B)显示器 C)磁盘驱动器D)打印机 4.下列设备组中，完全属于外部设备的一组是________。 A)激光打印机，移动硬盘，鼠标器 B)CPU，键盘，显示器 C)SRAM内存条，CD－ROM驱动器，扫描仪 D)优盘，内存储器，硬盘 5. Cache的中文译名是________。 A)缓冲器B)只读存储器 C)高速缓冲存储器D)可编程只读存储器 6.对CD－ROM可以进行的操作是________。 A)读或写B)只能读不能写 C)只能写不能读D)能存不能取 7.下列关于CPU的叙述中，正确的是________。 A)CPU能直接读取硬盘上的数据 B)CPU能直接与内存储器交换数据 C)CPU主要组成部分是存储器和控制器 D)CPU主要用来执行算术运算 8.下列叙述中，错误的是________。 A)硬盘在主机箱内，它是主机的组成部分 B)硬盘属于外部存储器 C)硬盘驱动器既可做输入设备又可做输出设备用 D)硬盘与CPU之间不能直接交换数据 9.下列选项中，不属于显示器主要技术指标的是________。 A)分辨率B)重量 C)像素的点距D)显示器的尺寸 10.下面关于随机存取存储器(RAM)的叙述中，正确的是________。
计算机系统由硬件系统和软件系统组成 硬件系统 -------------------------------------------------------------------------------- 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。 计算机硬件系统：指构成计算机的所有物理部件的集合。从外观上看，由主机、输入和输出设备组成。根据冯·诺依曼原理，将计算机分成输入设备、存储设备、运算器、控制器和输出设备。 输入设备：使计算机从外部获得信息的设备，包括文字、图像、声音等信息。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、话筒、手写汉字输入设备，数码相机、触摸屏等。 输出设备：计算机中把信息处理的结果以人们能够识别的形式表现出来的设备。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪。 存储器：计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。存储器分为内存和外存。 内存：存储程序和数据，又可分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。 区别类别对信息的修改断电后信息情况用途 ROM只读不丢失永久存放特殊专用信息 RAM可读、可写全部丢失存放临时程序和数据 外存：长期存储程序和数据，容量大。主要有三种：软盘、硬盘和光盘。硬盘是一种硬质圆形磁表面存储媒体，不但存储量大，而且速度快，是目前计算机主要的存储设备。按光盘读/写功能来分：只读（CD-ROM）、一写多读（CD-R）和可擦型光盘。 存储容量：基本单位是字节（Byte）,一个字节由八位二进制数（Bit）组成。为了表示方便，还有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）。 换算关系：1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB 运算器：是计算机实施算术运算和逻辑判断的主要部件。例：＋、－、×、÷、＜、＞、＝、≠等。 控制器：指挥、控制计算机运行的中心。作用：从存储器中取出信息进行分析，根据指令向计算机各个部分发出各种控制信息，使计算机按要求自动、协调地完成任务。具体过程在工作原理。 说明：中央处理器（CPU）是运算器和控制器的合称，是微型计算机的核心，习惯上用CPU 型号来表示计算机的档次。例：80286、386、486、Pentium、PⅡ、PⅢ、P4。 软件系统 软件：程序、数据和有关文档资料的总称。可分为系统软件和应用软件。 系统软件：根据功能又可分为操作系统（OS）、各种语言处理程序和数据库管理系统。 操作系统：是系统软件中最基础的部分，是用户和裸机之间的接口，其作用是管理计算机的
计算机硬件知识习题集及答案 一、硬件系统与组成 1．完整的计算机系统由____组成。 （A）硬件系统（B）系统软件（C）软件系统（D）操作系统2．构成计算机的电子和机械的物理实体称为______。 （A）主机（B）外部设备（C）计算机系统（D）计算机硬件系统 3．完整的计算机硬件系统一般包括_______。 （A）外部设备（B）存贮器（C）中央处理器（D）主机 4 裸机是指不带外部设备的主机，下列关于计算机硬件组成的说法中，_____是正确的。 （A）主机和外设（B）运算器、控制器和I/O设备 （C）CPU和I/O设备（D）运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 5 微型计算机通常是由______等几部分组成。 （A）运算器（B）控制器（C）存储器（D）输入输出设备6 计算机系统是由CPU、存储器、输入设备组成。计算机硬件一般包括_____和外部设备。 （A）运算器和控制器（B）存储器（C）主机（D）中央处理器 7 一个计算机系统的硬件一般是由______这几部分构成的。 （A）CPU、键盘、鼠标和显示器（B）运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备
（C）主机、显示器、打印机和电源（D）主机、显示器和键盘 8 下列设备中属于硬件的有_____。 （A）WPS、UCDOS、Windows （B）CPU、RAM（C）存储器、打印机（D）键盘和显示器 9 下面_____组设备包括：输入设备、输出设备和存储设备。 （A）显示器、CPU和ROM （B）磁盘、鼠标和键盘 （C）鼠标、绘图仪和光盘（D）磁带、打印机和调制解调器 10 一台完整的计算机由运算器、_____、存储器、输入设备、输出设备等部件构成。 （A）显示器（B）键盘（C）控制器（D）磁盘 11 微型机系统是由CPU、内存处理器和输入输出设备组成的。错 12 主存储器和CPU均包含于处理器单元中。错 13 根据传递信息的种类不同，系统总线可分为地址总线、控制总线和数据总线。对 答案：1 AC 2 D 3 AD 4 AD 5 ABCD 6 C 7 B 8 BCD 9 C 10 C 11 F 12 F 13 T 二、硬件性能指标 1 电子计算机的性能可以用很多指标来衡量，除了用其运算速度、字长等主要指标以外，还可以用下列____来表示。 （A）主存储器容量的大小（B）硬盘容量的大小（C）显示器的尺寸（D）计算机制造成本 2 决定个人计算机性能的主要是_____。 （A）计算机的价格（B）计算机的内存（C）计算机的CPU（D）计算机的电源
1、计算机系统由硬件系统和软件系统组成，软件系统是计算机系统赖以工作的实体，硬件系统是保证计算机系统按用户指定的要求协调地工作。 2、Windows XP的菜单包括「开始」菜单、程序菜单、控制菜单、快捷菜单4种。 3、删除文件或文件夹时，必须是先删除到“回收站”中，然后再"清空回收站"，才能彻底删除文件或文件夹。 4、程序在运行过程中可能会被挂起，不响应正常操作，成为"未响应"的程序，这时用户只能重新启动计算机。 5、在Windows XP中，不能使用计算器完成数字的进制转换计算。 6、在用Word 2003编辑文本时,若要删除文本区中某段文本的内容,可先选取该段文本,再按Delete键。 7、Word的视图工具栏总是出现在文档编辑区的左下角，不能任意移动它的位置. 8、在Word 2003中，要改变行间距，则应该选择"格式"菜单中的"段落"命令。 9、在Word 2003中,按Ctrl＋V组合键与工具栏上的复制按钮功能相同。 10、默认状态下，Word将表格单元格中的文字设置成"靠上两端对齐"。 11、在"开始"菜单中打开"运行"程序,在弹出的对话框中输入"Excel 2003"就能打开Excel 2003。 12、Excel2003中,下拉菜单中"格式"菜单的快捷键是Alt+O。 13、在Excel2003中,关系运算符的运算结果是TRUE或FASLE。 14、在Excel2003中,[汇总表]销售!$B$10是合法的单元格引用。 15、一个Excel文件就是一个工作簿,工作簿是由一张或多张工作表组成, 工作表又包含单元格,一个单元格中只有一个数据。 16、数据传输速率的单位bps表示每秒传送多少字节。 17、电子邮件的发送和接收只有在通信双方的计算机都联网的情况下才能快速传递信息。 18、默认的HTTP(超级文本传输协议)端口是:8080。 19、不必在OUTLOOK EXPRESS中设置E-MAIL账号就能收发邮件。 20、光纤传输分为单模和多模两种，单模光纤性能优于多模光纤。 1、在windows xp系统中，桌面上的任务栏( )。 A. 只能固定在桌面的底部 B. 只可以在桌面上移动位置 C. 可以改变大小，不能在桌面上移动位置 D. 既可以移动位置，也可以改变大小 2、对于写字板，下面叙述不正确的是( )。 A. 可以对文本格式化 B. 可以对段落排版 C. 可以进行查找和替换操作 D. 不可以插入图像等对象 3、文件的存取控制属性中，"只读"的含义是指该文件( )。 A. 只能读、不能修改 B. 只能读、不能删除
计算机硬件组成教案 【教学课题】认识计算机的硬件 【教学目标】 知识目标：使学生了解计算机的硬件组成，并简单的了解其功能。技能目标：培养学生观察能力和合作学习。 情感目标：培养学生协作学习的意识和研究探索的精神，从而使学生对信息技术产生浓厚的兴趣。 【教学重点难点】 教学重点：计算机的硬件由哪些部件组成。 教学难点：计算机硬件中的CPU是什么以及各部件各有什么功能。【教学时间】一课时。 【教学准备】多媒体网络教室、相关教学课件、可供拆装的计算机和内存条等。几张计算机硬件图片。 【教学过程】 同学们，在小学我们已经接触过计算机，我们认识键盘、鼠标、显示器和打印机等。大家想一下计算机主机箱里面又是什么呢？（展示几张计算机硬件图片）拿几个内存条让学生实际的观察。这一节课大家一起来学习计算机的硬件组成。 ◆出示教学目标、学生自学教材。 ◆学生分小组讨论计算机硬件组成及其功能并由学生汇报。 计算机硬件的组成 计算机硬件：指那些看得见、摸得着的设备。即计算机主机、显示
器、键盘、鼠标和各种外围设备等。 ①主机：内部主要包括主板、中央处理器、硬盘、鼠标、内存、显卡和光驱等。 主板：主机中最大的一块集成电路，其他主板联系在一起。主板的性能的好坏对计算机的影响很大主板与CPU本身必须匹配。 中央处理器：通常人们称为CPU，是插在主板CPU插座上的一块集成芯片。相当于人的大脑。主要任务是分析和处理各种数据的重任。硬盘：计算机存储数据的部件，相当于人们存放粮食的仓库。计算机的大部分信息都存储在硬盘上。 内存：CPU和硬盘之间的一座桥梁。平常我们说的内存条。 显卡：能把CPU处理的数据显示在显示器的屏幕上。 声卡：能将计算机数字信号转换成音频信号，满足用户的听觉需要。光驱：用于读出光盘的数据。看影碟、欣赏CD音乐等通过光驱才能实现。 网卡：能够实现数据通信。 ②显示器：计算机向用户显示信号的外围设备，是计算机最重要的输出设备。现在流行的有：阴板射线管显示器（CRT）和液晶显示器（LCD）。 ③键盘和鼠标：都是计算机的输入设备，使计算机可以向计算机输入信息，指挥计算机进行工作。 其他外围设备 除了上述说介绍的硬件设备外，计算机还有一些外围设备，如打印机
1.微机系统的硬件由哪几部分组成？ 答：三部分：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。 2.什么是微机的总线，分为哪三组？ 答：是传递信息的一组公用导线。分三组：地址总线，数据总线，控制总线。 3.8086/8088CPU的部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么？ 答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU与存储器或IO设备之间的数据传送。执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。 4.8086指令队列的作用是什么？ 答：作用是：在执行指令的同时从存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。 5.8086的存储器空间最大可以为多少？怎样用16位寄存器实现对20位地址 的寻址？完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么？ 答：8086的存储器空间最大可以为2^20（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器的容左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。 6.段寄存器CS＝1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址 为多少?指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗? .
答：指令的物理地址为21F00H；CS值和IP值不是唯一的，例如： CS=2100H，IP=0F00H。 7.设存储器的段地址是4ABFH，物理地址为50000H，其偏移地址为多少？答：偏移地址为54100H。（物理地址=段地址*16+偏移地址） 8.8086/8088CPU有哪几个状态标志位，有哪几个控制标志位？其意义各是什 么？ 答：状态标志位有6个： ZF，SF，CF，OF，AF，PF。其意思是用来反映指令执行的特征，通常是由CPU根据指令执行结果自动设置的；控制标志位有3个：DF，IF，TF。它是由程序通过执行特定的指令来设置的，以控制指令的操作方式。 9.8086CPU的AD0~AD15是什么引脚？ 答：数据与地址引脚 10.INTR、INTA、NMI、ALE、HOLD、HLDA引脚的名称各是什么? 答：INTR是可屏蔽请求信号，INTA中断响应信号，NMI是不可屏蔽中断请求信号，ALE是地址锁存允许信号，HOLD总线请求信号，HLDA总线请求响应信号。 11.虚拟存储器有哪两部分组成？ 答：有主存储器和辅助存储器。 12.在80x86中，什么是逻辑地址、线性地址、物理地址？ 答：线性地址是连续的不分段的地址；逻辑地址是由程序提供的地址；物理地址是存单元的实际地址。 13.段描述符分为哪几种？ .
第二节-微机保护基本硬件构成
第二节微机保护基本硬件构成 本节将要介绍微机保护装置硬件系统构成以及微机保护装置的几种典型结构。 一、微机保护装置硬件系统构成 以下主要介绍微机保护装置硬件系统构成和微机继电保护装置硬件系统功能。 1. 微机保护装置硬件系统构成 （1）数据采集部分（包括电流、电压等模拟量输入变换、低通滤波回路、模数转换等）。 （2）数据处理、逻辑判断及保护算法的数字核心部分（包括CPU、存储器、实时时钟、WATCHDOG 等）。 （3）开关量输入/输出通道以及人机接口（键盘、液晶显示器）。 2. 微机继电保护装置硬件系统-功能上分6块 （1）数据采集系统（模拟量输入系统）： ①主要功能：采集由被保护设备的电流电压互感器输入的模拟信号，并将此信号经过适当的预处理，然后转换为所需要的数字量。 ②模拟量输入回路方式（据模数转换原理分）： ◆基于逐次逼近型A/D转换的方式：包括电压形成回路、模拟低通滤波器（ALF）、采样保持回路（S/H）、多路转换开关（MPX）及模数转换回路（A/D）等。 ◆利用电压/频率变换（VFC）原理进行A/D转换的方式：包括电压形成、VFC回路、计数器等。 （2）数字处理系统（CPU主系统）： ①数字处理系统（CPU主系统）： 微机保护装置是以CPU为核心，根据数据采集系统采集到的电力系统的实时数据，按照给定的算法来检测电力系统是否发生故障以及故障性质、范围等，并由此做出是否需要跳闸或报警等判断的一种自动装置。 微机保护原理由计算机程序来实现，CPU是计算机系统自动工作的指挥中枢，计算机程序的运行依赖于CPU来实现。所以CPU的性能直接影响系统优劣。 ②数字处理系统主要包括： 微机处理器CPU； 数据总线为8、16、32位等的单片机、工控机以及DSP系统； 存储器； 电擦除可编程只读存储器EEPROM：存放定值； 紫外线擦除可编程只读存储EPROM和闪速存储器FLASH：存放程序； 非易失性随机存储器NVRAM：存放故障报文、采样数据； 静态存储器SRAM：存储计算过程中的中间结果、各种报告。 （3）开关量输入/输出回路： 开关量输入输出回路一般采用固态继电器、光电隔离器、PHTOMOS继电器等器件组成，以完成各种保护的出口跳闸、信号报警及外部接点输入等工作，实现与5V系统接口。 柜内开关量一般使用24V电源，柜间开关量输入信号采用220V或110V电源，计算机系统输入回路经光隔离器件转换为24V/5V信号，驱动继电器实现操作。 （4）人机接口： ①主要包括：显示器、键盘、各种面板开关、实时时钟、打印电路等。 ②主要功能： 用于人机对话，如调试、定值调整及对机器工作状态的干预。 常用液晶显示器和6键操作键，人机交互面板包括：由用户自定义画面的大液晶屏人机界面；由用户自定义的报警信号显示灯LED；由用户自定义用途的F功能键；光隔离的串行接口；就地、
第三章习题 （1）复习题 1．计算机由哪几部分组成，其中哪些部分组成了中央处理器？ 答：计算机硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等五部分组成其中，运算器和控制器组成中央处理器（CPU）。（P69） 2．试简述计算机多级存储系统的组成及其优点？ 答：多级存储系统主要包括：高速缓存、主存储器和辅助存储器。 把存储器分为几个层次主要基于下述原因： （1）合理解决速度与成本的矛盾，以得到较高的性能价格比。 （2）使用磁盘、磁带等作为外存，不仅价格便宜，可以把存储容量做得很大，而且在断电时它所存放的信息也不丢失，可以长久保存，且复制、携带都很方便。(P74-P75) 3．简述Cache的工作原理，说明其作用。 答：Cache的工作原理是基于程序访问的局部性的。即主存中存储的程序和数据并不是CPU 每时每刻都在访问的，在一段时间内，CPU只访问其一个局部。这样只要CPU当前访问部分的速度能够与CPU匹配即可，并不需要整个主存的速度都很高。 Cache与虚拟存储器的基本原理相同，都是把信息分成基本的块并通过一定的替换策略，以块为单位，由低一级存储器调入高一级存储器，供CPU使用。但是，虚拟存储器的替换策略主要由软件实现，而Cache的控制与管理全部由硬件实现。因此Cache效率高并且其存在和操作对程序员和系统程序员透明，而虚拟存储器中，页面管理虽然对用户透明，但对程序员不透明；段管理对用户可透明也可不透明。 Cache的主要作用是解决了存储器速度与CPU速度不匹配的问题，提高了整个计算机系统的性能。(P77) 4．描述摩尔定律的内容，并说明其对于计算机的发展具有怎样的指导意义？ 答：摩尔定律（Moore law）源于1965年戈登·摩尔（GordonMoore，时任英特尔(Intel)公司名誉董事长）的一份关于计算机存储器发展趋势的报告。根据他对当时掌握的数据资料的整理和分析研究，发现了一个重要的趋势：每一代新芯片大体上包含其前一代产品两倍的容量，新一代芯片的产生是在前一代产生后的18-24个月内。 随着计算机技术的发展，摩尔定律得到业界人士的公认，并产生巨大的反响，逐渐成为硬件领域最重要的规律。许多基于未来预期的研究和预测都是以它为理论基础。这里需要特别指出，摩尔定律并非数学、物理定律，而是对发展趋势的一种分析预测，因此，无论是它的文字表述还是定量计算，都应当容许一定的宽裕度。 从某种意义上说，摩尔定律是关于人类创造力的定律，而不是物理学定律。摩尔定律实际上是关于人类信念的定律，当人们相信某件事情一定能做到时，就会努力去实现它。摩尔当初提出他的观察报告时，在某种程度上是给了人们一种信念，使大家相信他预言的发展趋势一定会持续。而所以摩尔定律在长达40多年的时间里不断被证实，正是由于人们这些年来的不懈努力。摩尔提出的周期可以认为是英特尔公司芯片研发的基本计划周期。(P72-P73) 5．与主存相比Cache具有哪些特点？ 答：主存相比Cache具有以下特点： （1）Cache一般用存取速度高的SRAM元件组成，其速度已经与CPU相当。 （2）Cache与虚拟存储器的基本原理相同，都是把信息分成基本的块并通过一定的替换策略，以块为单位，由低一级存储器调入高一级存储器，供CPU使用。但是，虚拟存储器的替换策略主要由软件实现，而Cache的控制与管理全部由硬件实现。因此Cache效率高并且其存在和操作对程序员和系统程序员透明，而虚拟存储器中，页面管理虽然对用户透明，但对程序员不透明；段管理对用户可透明也可不透明。 （3）Cache的价格较贵，为了保持最佳的性能价格比，Cache的容量应尽量小，但太小会影响命中率，所以Cache的容量是性能价格比和命中率的折衷。（P77）
第二节微机保护基本硬件构成 本节将要介绍微机保护装置硬件系统构成以及微机保护装置的几种典型结构。 一、微机保护装置硬件系统构成 以下主要介绍微机保护装置硬件系统构成和微机继电保护装置硬件系统功能。 1. 微机保护装置硬件系统构成 （1）数据采集部分（包括电流、电压等模拟量输入变换、低通滤波回路、模数转换等）。 （2）数据处理、逻辑判断及保护算法的数字核心部分（包括CPU、存储器、实时时钟、WATCHDOG 等）。 （3）开关量输入/输出通道以及人机接口（键盘、液晶显示器）。 2. 微机继电保护装置硬件系统-功能上分6块 （1）数据采集系统（模拟量输入系统）： ①主要功能：采集由被保护设备的电流电压互感器输入的模拟信号，并将此信号经过适当的预处理，然后转换为所需要的数字量。 ②模拟量输入回路方式（据模数转换原理分）： ◆基于逐次逼近型A/D转换的方式：包括电压形成回路、模拟低通滤波器（ALF）、采样保持回路（S/H）、多路转换开关（MPX）及模数转换回路（A/D）等。 ◆利用电压/频率变换（VFC）原理进行A/D转换的方式：包括电压形成、VFC回路、计数器等。 （2）数字处理系统（CPU主系统）： ①数字处理系统（CPU主系统）： 微机保护装置是以CPU为核心，根据数据采集系统采集到的电力系统的实时数据，按照给定的算法来检测电力系统是否发生故障以及故障性质、范围等，并由此做出是否需要跳闸或报警等判断的一种自动装置。 微机保护原理由计算机程序来实现，CPU是计算机系统自动工作的指挥中枢，计算机程序的运行依赖于CPU来实现。所以CPU的性能直接影响系统优劣。 ②数字处理系统主要包括： 微机处理器CPU； 数据总线为8、16、32位等的单片机、工控机以及DSP系统； 存储器； 电擦除可编程只读存储器EEPROM：存放定值； 紫外线擦除可编程只读存储EPROM和闪速存储器FLASH：存放程序； 非易失性随机存储器NVRAM：存放故障报文、采样数据； 静态存储器SRAM：存储计算过程中的中间结果、各种报告。 （3）开关量输入/输出回路： 开关量输入输出回路一般采用固态继电器、光电隔离器、PHTOMOS继电器等器件组成，以完成各种保护的出口跳闸、信号报警及外部接点输入等工作，实现与5V系统接口。 柜内开关量一般使用24V电源，柜间开关量输入信号采用220V或110V电源，计算机系统输入回路经光隔离器件转换为24V/5V信号，驱动继电器实现操作。 （4）人机接口： ①主要包括：显示器、键盘、各种面板开关、实时时钟、打印电路等。 ②主要功能： 用于人机对话，如调试、定值调整及对机器工作状态的干预。 常用液晶显示器和6键操作键，人机交互面板包括：由用户自定义画面的大液晶屏人机界面；由用户自定义的报警信号显示灯LED；由用户自定义用途的F功能键；光隔离的串行接口；就地、
计算机系统的硬件结构主要由五部分组成：控制器、运算器、内存储器、输入设备和输出设备。 随着半导体集成电路技术的出现和广泛的应用，Intel公司最先将控制器和运算器制作在同一芯片上（Intel 4004），就是我们常说的中央处理器。中央处理器也叫微处理器，英文名是“Central Processing Unit”，简称CPU。它是计算机硬件系统的指挥中心。它主要包括控制器和运算器两个部分，其中控制器的功能是控制计算机各部分协调工作，运算器则是负责计算机的算术运算和逻辑运算，而运算的最终结果和中间结果要送入内存中保存。 内存储器也叫内存是计算机用于存储程序和数据的部件，由若干大规模集成电路存储芯片或其它存储介质组成。内存储器直接与中央处理器交换资料，存取速度快，管理较复杂。内存又分为随机存储器和只读存储器两大类。但人们常说的内存往往是指随机存储器（Random Access Memory）简称RAM，用于存储当前计算机正在使用的程序和数据，信息可以随时存取，一旦断电，RAM中的资料全部丢失，且无法挽救；只读存储器（Read only Memory）简称ROM，资料一般下只能读出，不能写入。通常，厂商把计算机最重要的系统信息和程序数据存储在ROM中，即使机器断电，ROM的资料也不会丢失。 内存存储资料的容量以字节（BYTE）为单位表示，简记为“B”，比如640KB，1MB，32MB，1GB等等。其中1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。内存储器的主要技术指针是存取资料的速度和存储容量。 输入、输出设备在中央处理器的控制下，通过接口线路与内存交换信息。输入设备的任务是将程序和原始信息提供给计算机，并将其转换成计算机可识别和存储的形式。 主要有以下几种： ①键盘输入设备。 ②图形信息输入装置：如光笔、扫描仪、条码阅读器、数字化仪等。 ③外存储器：外存在中央处理器控制下与内存交换资料，存取速度较慢，存储容量大。光盘、磁盘、磁带等外存储器，均可作为输入设备。 ④语音信息识别设备。 输出设备的任务是将计算机处理的结果进行输出以及将计算机内部的信息转换成人们可接受的形式。 主要有以下几种： ①打印设备：如针式打印机、激光打印机、喷墨打印机、绘图仪等。 ②显示设备：如CRT显示器、LCD液晶显示器等。 ③外存储器：光盘、磁盘、磁带等外存储器同样可作为输出设备。 ④声音输出设备。 计算机只有硬件系统是无法正常工作的，还需要软件来管理和应用，计算机软件包括计算机运行所需的各种程序及数据。软件分为系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统、硬件检测和诊断程序、各种算法语言的解释和编译程序等。每台计算机必须在相应系统运行后才能为用户提供服务。应用软件是为解决用户具体应用问题而设计的程序。 系统软件有DOS、NOVELL Netware、WINDOWS3.X、WINDOWS9X、WINDOWS2000、WINDOWS NT，Mac OS，Unix，Linux等。 应用软件就更多了有OFFICE 97 、OFFICE 2000、WPS2000、东方快车、金山词霸、杀毒软件、超级解霸、财务管理软件、游戏软件、CAD/CAM等。
1.[单选题]计算机的硬件系统由（）各部分组成。 （A）、主控箱、集成块、显示器、电源、键盘 （B）、控制器、运算器、存储器、输入输出设备 （C）、CPU、主机、显示器、打印机、硬盘、键盘 （D）、控制器、显示器、打印机、主机、键盘 2. [多选题]用户在WORD编辑文档时，选择某一段文字后，按键才能将这文字 删除。 （A）、[Del] （B）、〔Shift〕 （C）、〔Delete〕 （D）、〔Alt〕 （E）、〔Ctrl〕 3. [单选题]下列软件中，属于应用软件的是（）。 （A）、CCDOS （B）、WORD2000 （C）、DOS （D）、WINDOWS2000 4. [单选题]作为Web地址的URL的一般格式为。 （A）、协议名：/计算机域名地址/〔路径〔/文件名〕〕 （B）、协议名：/计算机域名地址〔路径〔文件名〕〕 （C）、协议名/计算机域名地址〔路径〔文件名〕〕 （D）、协议名：//计算机域名地址〔路径〔文件名〕〕 5. [单选题]将数据添加到已有图表中的方法之一是。 （A）、在嵌入图表的工作表中选定要添加的数据，用“插入”菜单的“图表”命 令，将数据添加到已有的图表中 （B）、在嵌入图表的工作表中选定想要添加的数据，用“编辑”菜单的“复制” 和“粘贴”添加到已有的图表中 （C）、先用“插入”菜单的“图表”命令，选择要添加的数据，再将数据添加到 已有的图表中 （D）、在嵌入图表的工作表中选定想要添加的数据，然后将其直接拖放到嵌入的 图表中 6. [单选题]在资源管理器窗口的“查看”菜单中，提供了种文件夹及文件显示 排列的方式 （A）、5 （B）、3 （C）、4 （D）、6 7. [单选题]用Netscape的E-mail系统的Mcssage Composition窗口来发送一E-mail 时收信人地址填在栏。 （A）、Cc： （B）、Attachment： （C）、Mail To：
微机系统的硬件由哪几部分组成
1.微机系统的硬件由哪几部分组成？ 答：三部分：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。 2.什么是微机的总线，分为哪三组？ 答：是传递信息的一组公用导线。分三组：地址总线，数据总线，控制总线。 3.8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么？答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU与存储器或IO设备之间的数据传送。执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。 4.8086指令队列的作用是什么？ 答：作用是：在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。 5.8086的存储器空间最大可以为多少？怎样用16位寄存器实现对20位地址 的寻址？完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么？ 答：8086的存储器空间最大可以为2^20（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器内的内容左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。 6.段寄存器CS＝1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址 为多少?指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗? 答：指令的物理地址为21F00H；CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。
计 算 机 硬 件 系统组成
《计算机硬件系统组成》教学设计 一、教材分析 本课主要对整个计算机硬件系统进行简要介绍，通过本节课的学习，揭开计算机的神秘面纱，使学生充分了解计算机硬件系统的组成，为后续知识的学习和操作，打下坚实的基础。本节课的内容涉及很多专业术语，这些术语都是比较难理解和掌握的，大多数学生学习起来有一定的难度，教师在教学中可以通过学习活动，引导学生观察、分析、比较、归纳和总结，使之逐步掌握《计算机硬件系统的组成》的知识。 二、教学对象分析 本课程的教学对象是小学生，具有活泼好动的特点，怀着对初中生活的憧憬来到一个新的环境里，对每样事物都充满着好奇，都想去探个究竟。随着社会的进步，计算机的使
用范围越来越广，计算机的硬件发展越来越迅速，计算机在家庭中的普及程度越来越高，很多学生的家中都有了计算机，但对计算机的认识可能仅仅局限于上网与打游戏，对于计算机硬件系统也只能从自己可以看到的来理解，认识比较片面，通过学习本节内容，可以让学生系统地认识计算机硬件系统。 三、教学准备 多媒体设备、CPU、CPU风扇、内存条、硬盘、主板、整机一套（未组装） 四、教学目标 知识目标： 1、掌握外部设备的组成； 2、识别主板、CPU、内存、硬盘并掌握其作用与性能指标； 3、能识别其他部件如显卡、声卡等并了解其作用； 4、了解组装计算机的主要部件的过程。 能力目标： 1、培养学生的科学精神、创新精神和实践能力，提高学生对信息社会的适应能力 2、培养学生敢于动手、乐于动手的能力，以及理论联系实物的能力 情感目标：
1、通过教学探索，激发学生探求未知、认识新知的愿望，提高学习的积极性和主动性 2、通过介绍国产软件，对学生进行爱国主义教育，学生感受到知识的价值，对学习计算机产生深厚的兴趣。 五、教学重点、难点 1．教学重点 计算机硬件系统的组成、结构及各主要部件的作用。 2．教学难点 计算机硬件系统的组成及结构。 六、教学策略 本课的教学内容涉及较多专业述语、名词和概念，其中很多与学生日常接触到的内容不一致。因此在设计教学情境和活动时，通过展示计算机实物和观察多媒体图片，引导学生根据这些体验，认识所学内容，掌握专业词汇，理解概念，自主归纳总结出系统结构图，同时培养学生自主探究、协作学习的能力，完成教学任务。 七、教学过程 一、导入 小活动：用摄像头现场拍摄照片，然后立即通过投影仪展示给大家看。（用以吸引学生注意力和学习兴趣）教师提问：大家知道我刚才用的这个计算机设备叫什么
1.微机系统的硬件由哪几部分组成 答：三部分：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。 2.什么是微机的总线，分为哪三组 答：是传递信息的一组公用导线。分三组：地址总线，数据总线，控制总线。 3.8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么 答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU与存储器或IO设备之间的数据传送。执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。 4.8086指令队列的作用是什么 答：作用是：在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。 5.8086的存储器空间最大可以为多少怎样用16位寄存器实现对20位地址的 寻址完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么 答：8086的存储器空间最大可以为2^20（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器内的内容左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。 6.段寄存器CS＝1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址 为多少指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗 答：指令的物理地址为21F00H；CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。 7.设存储器的段地址是4ABFH，物理地址为50000H，其偏移地址为多少 答：偏移地址为54100H。（物理地址=段地址*16+偏移地址） 8.8086/8088CPU有哪几个状态标志位，有哪几个控制标志位其意义各是什么答：状态标志位有6个： ZF，SF，CF，OF，AF，PF。其意思是用来反映指令执行的特征，通常是由CPU根据指令执行结果自动设置的；控制标志位有3个：DF，IF，TF。它是由程序通过执行特定的指令来设置的，以控制指令的操作方式。 9.8086CPU的AD0~AD15是什么引脚 答：数据与地址引脚 10.INTR、INTA、NMI、ALE、HOLD、HLDA引脚的名称各是什么 答：INTR是可屏蔽请求信号，INTA中断响应信号，NMI是不可屏蔽中断请求信号，ALE是地址锁存允许信号，HOLD总线请求信号，HLDA总线请求响应信号。 11.虚拟存储器有哪两部分组成 答：有主存储器和辅助存储器。
计算机组装硬件系统的组成 计算机发展至今，不同类型计算机的组成部件虽然有所差异，但硬件系统的设计思路全都采用了冯?诺依曼体系结构，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这5大功能部件所组成。接下来，本节便将对其分别进行介绍。 1．中央处理器 中央处理器（Central Processing Unit，CPU）由运算器和控制器组成，是现代计算机系统的核心组成部件。随着大规模和超大规模集成电路技术的发展，微型计算机内的CPU已经集成为一个被称为微处理器（MPU）的芯片。 （1）CPU的功能 在现阶段，计算机内的所有硬件都由CPU负责指挥，其功能主要体现在以下4个方面： ●指令控制 计算机之所以能够自动、连续地工作全都依赖于人们事先编制好的程序，而这也是计算机能够完成各项任务时最为重要的因素。只不过，在实际运行过程中，这些指令的执行顺序和相互关系是不能任意颠倒的，而CPU的功能之一便是控制计算机内的各个部件，使其按照预先设定的指令顺序协调地进行工作，以便实现预期的结果。 ●操作控制 在计算机内部，即使是最为简单的一条指令，往往也需要将若干个操作信号组合在一起后才能实现相应的功能。因此，CPU在按照指令控制各个部件运作的时候，还需要为每条指令生成相应的操作信号，并将这些操作信号送往相应部件，从而驱动这些部件按照指令要求进行工作。 ●时间控制 作为一种精密的电子设备，计算机内部的任何操作信号均要受到时间的控制，因为只有这样计算机才能够有条不紊地自动工作。在这一过程中，CPU的作用便是严格控制各操作信号的完成和实施时间。 ●数据处理 数据处理的本质是对数据进行算术运算或逻辑运算，从而完成加工和整理信息的任务，而这也是CPU的根本任务。这是因为，任何原始数据都必须在经过加工处理后，才能成为对人们有用的信息。 （2）CPU的构成 作为计算机的核心部件，中央处理器的重要性好比人的心脏，但由于它要负责处理和运算数据，因此其作用更像人的大脑。从逻辑构造来看，CPU主要由运算器、控制器、寄存器和内部总线构成，如图1-15所示。 图1-15 CPU的组成结构