第2章 主机

第2章习题参考答案一、选择题1．计算机主机是由CPU和（ D ）构成的。

A．控制器B．输入/输出设备C．运算器D．内存储器2．在计算机软件系统中，用来管理计算机硬件和软件资源的是（ B ）。

A．程序设计语言B．操作系统C．诊断程序D．数据库管理系统3．I/O接口位于（ C ）。

A．主机和I/O设备之间B．主机和总线之间C．总线和I/O设备之间D．CPU和内存储器之间4．计算机中表示信息的最小单位（ A ）。

A．位B．字节C．字D．字长5．计算机中基本的存取单位是（ B ）。

A．位B．字节C．字D．字长6．微型计算机中的Cache是（ B ）。

A．只读存储器B．高速缓冲存储器C．可编程只读存储器D．可擦除可再编程只读存储器7．配置高速缓冲存储器（Cache）是为了解决（ C ）问题。

A．内存与辅助内存之间速度不匹配B．CPU与辅助内存之间速度不匹配C．CPU与内存储器之间速度不匹配D．主机与外设之间速度不匹配8．采用PCI的奔腾微型计算机，其中的PCI是（ B ）。

A．产品型号B．总线标准C．微型计算机系统名称D．微处理器型号二、填空题1．电子计算机能够快速、准确地按照人们的意图进行工作的基本思想是（存储程序），这个思想是由（冯·诺伊曼）提出的，按照这个思想，计算机由5大部件组成，它们是（控制器）、（运算器）、（存储器）、（输入设备）、（输出设备）。

2．CPU是由（运算器）和（控制器）组成的。

3．根据功能的不同，可将内存储器分为（随机存取存储器或RAM）和（只读存储器或ROM）两种。

4．在表示存储器的容量时，MB的准确含义是（220字节）。

5．5678.123=(1 0110 0010 1110.0001 1111 01)2=(13056.0764)8=（162E.1F4）H。

6．同一个字母的大小写，（小写）字母的ASCII码值比（大写）字母的ASCII码值要大（32）。

7．微型计算机采用总线结构，根据传送信息的种类不同，系统总线分为（数据总线）、（地址总线）和（控制总线）。

第2章计算机系统概述实例案例1 微型计算机的硬件结构和软件配置【任务与问题】微型计算机作为计算机家族的杰作代表，以它小巧、灵活、方便、便宜的特点受到人们的青睐，已成为大众化的信息处理工具。

一个完整的微机系统是由哪些硬件系统和软件系统组成?微机主机箱中的硬件由哪些部件组装而成？每台微机应该安装哪些常用的软件才能充分发挥其功能？如何查看微机的主要参数和性能指标？本案将对这些问题进行分析和讨论。

【分析与讨论】“裸机”,裸机无法实现任何信息处理的功能。

只有软件和硬件的结合才能充分发挥计算机系统的功能。

微机的硬件系统是组成计算机系统的各种物理设备的总称。

认识微机主机箱的内部结构，首先在老师的指导下，打开一台具有标准配置的微型计算机。

根据教程中微机硬件组成的讲解，查看实验室中微机的硬件配置，熟悉微机主机箱内部结构，认识每个部件的布局及功能。

查看微机的主要参数、性能指标及基本配置,可以在Ｗｉndoｗs的操作系统中打开“控制面板”中的“系统”进行查看。

或在“系统属性"中查看微机上的硬件配置和软件配置.【操作步骤】１．熟悉微型计算机的硬件配置1。

1所示。

另外经常使用的还有打印机、数码摄像机、扫描仪等设备.图1。

1微机硬件系统配置示意图微型计算机从结构可以分为主机和外部设备两大部分.微机主要功能集中在主机上，主机箱的外观虽然千差万别,但每台主机箱前面都有电源开关，电源指示灯,硬盘指示灯,复位键、光盘驱动器，软盘驱动器等组成。

主机箱里有中央处理器（简称CPＵ)、主存储器、外存储器（硬盘存储器、软盘存储器、光盘存储器)、网络设备、接口部件、声卡、视频卡等配置.2。

认识主机箱的内部结构和主要部件在老师的指导或演示下打开计算机.在任务实现过程中,注意微机计算机打开时需要有严格的防护措施，最常见的就是防止人体的静电，可能对计算机的芯片造成影响.所以需要戴上防静电手套，进行计算机硬件的安装和拆卸.拆开微机机箱后，可以看到的硬件部件有:(１）主板主板是微机最重要的部件之一,是整个微机工作的基础.主板是微机中最大的一块高度集成的电路板,如图1．２ＣＰU、BIOＳ芯片、内存条、控制芯片组、机箱(电源）接口,硬盘接口、光驱接口、软驱接口、ＡGＰ显卡接口、两个ＵＳB 接口、一个并行接口、两个串行接口、PＣI局部接口、总线等。

第1章计算机系统概论1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：P3计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。

计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。

计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。

硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。

2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。

（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。

（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。

（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。

通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。

各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。

3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。

答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。

高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。

4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。

计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。

5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8● 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；● 指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；●指令和数据均用二进制表示；● 指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；● 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；● 机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。

习题二一、选择题1. 微型计算机的运算器、控制器、内存储器构成计算机的C。

A）CPU B）硬件软件C）主机D）外设2. 下列存储器中，存取速度最快的是D。

A）软盘B）硬盘C）光盘D）内存3. 关于存储器的特性，下列说法中不正确的是B。

A）存储单元新的信息未写入之前，原来的信息保持不变B）存储器可分为RAM和ROMC）主存储器简称“内存”D）存储单元写入新的信息后，该单元中原来的内容便自动丢失4. 在表示存储器的容量时，一般用MB作为单位，其准确的含义是B。

A）1024万B）1024KB C）1000KB D）1024B5. I/O接口位于A。

A）总线和设备之间B）CPU和I/O设备之间C）主机和总线之间D）CPU和主存储器之间6. 下面各组设备中依次为输入设备、输出设备和存储设备的是C。

A）ALU、CPU、ROM B）磁带、打印机、激光打印机C）鼠标器、绘图仪、光盘D）磁盘、鼠标器、键盘7. 显示器分辨率指的是整个屏幕可以显示B的数目。

A）扫描线B）像素C）中文字符D）ASCII字符8. 指挥、协调计算机工作的设备是D。

A）输入设备B）输出设备C）存储器D）控制器9. 下列4个不同数制表示的数中，数值最大的是A。

A）（11011101）B B）（334）OC）（219）D D）（DA）H10. 汉字在计算机系统内使用的编码是B。

A）输人码B）机内码C）字型码D）地址码11. 按照汉字的“输入→处理→输出打印”的处理流程，不同阶段使用的汉字编码分别是C。

A）国际码→交换码→字型码B）输入码→国际码→机内码C）输入码→机内码→字型码D）拼音码→交换码←字型码·2·2.1 计算机系统概述12. 一个72点阵的汉字，其字型码所占的字节数是C。

A）288 B）128 C）648 D）7213. R进制的基本符号是D。

A）0～R B）1～R C）1～R-1 D）0～R-114. 计算机能够识别的计算机语言是B。

第1章计算机系统概论什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件硬件和软件哪个更重要解：计算机系统由硬件和软件两大部分组成。

硬件即指计算机的实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备的实物组成，如主机、外设等。

软件是看不见摸不着的，由人们事先编制成具有各类特殊功能的信息组成，用来充分发挥硬件功能，提高机器工作效率，便于人们使用机器，指挥整个计算机硬件系统工作的程序、资料、数据集合。

硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。

如何理解计算机系统的层次结构解：（1）第一级：实际机器M1 (机器语言机器)，机器语言程序直接在M1上执行；（2）第二级：虚拟机器M2（汇编语言机器），将汇编语言程序先翻译成机器语言程序，再在M1-上执行；（3）第三级：虚拟机器M3(高级语言机器)，将高级语言程序先翻译成汇编语言程序，再在M2、M1（或直接到M1）上执行；（4）第零级：微程序机器M0（微指令系统），由硬件直接执行微指令。

（5）实际上，实际机器M1和虚拟机器M2之间还有一级虚拟机，它是由操作系统软件构成，该级虚拟机用机器语言解释操作系统。

（6）虚拟机器M3还可以向上延伸，构成应用语言虚拟系统。

说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及联系。

解：机器语言由0、1代码组成，是机器能识别的一种语言。

用机器语言编写程序时要求程序员对他们所使用的计算机硬件及其指令系统十分熟悉，编写程序难度很大，操作过程也极易出错。

汇编语言是符号式的程序设计语言，汇编语言是面向机器的语言，它由一些特殊的符号表示指令。

用汇编语言编写的汇编语言程序必须先被翻译成机器语言程序，才能被机器接受并自动运行。

汇编语言的每一条语句都与机器语言的某一条语句（0、1代码）一一对应。

高级语言是面向用户的语言，与具体的计算机指令系统无关、对问题的描述更接近于人们习惯，且易于掌握和书写。

它具有较强的通用性，程序员完全不必了解、掌握实际机器M1的机型、内部的具体组成及其指令系统，只要掌握这类高级语言的语法和语义，便可直接用这种高级语言来编程，给程序员带来了极大的方便。

第二章主机习题答案一、名词解释1.中央处理器：又叫做CPU，它是微型计算机的核心部件，它反映了不同时代微型计算机的档次和基本性能2.主频：CPU的时钟频率称为主频, 主频越高, 则计算机工作速度越快。

3.外频：系统的前端总线频率（FSB）也就是所谓的外频，是由主板为CPU提供的基准的时钟频率。

4.倍频：倍频即主频与外频之比。

5.BIOS：即计算机的基本输入输出系统(Basic Input-Output S ystem)，是集成在主板上的一个ROM芯片，其中保存有计算机重要的基本输入/输出程序、系统信息设置、开机通电自检程序和系统启动自检程序。

6.CMOS：本意是指互补金属氧化物半导体，一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料。

在计算机中是指微机主板上的一块可擦写的RAM芯片，用来保存当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。

7.只读存储器：它是一种存储芯片，其中的内容一经写入就不能修改，并且在主机关掉后内容也不会消失。

8.随机存储器：它是一种可以通过在紫外线的照射或者使用电来擦除其中内容的特殊的PROM芯片。

其中的内容被擦除后，可以重新写入新内容。

9.SDRAM：SDRAM是同步动态存储器的缩写，其时钟频率与CPU前端总线的系统时钟频率相同，利用一个单一的系统时钟同步所有的地址数据和控制信号。

使用SDRAM不但能提高系统表现，还能简化设计、提供高速的数据传输。

在功能上，它类似常规的DRAM，且也需时钟进行刷新。

可以说，SDRAM是一种改善了结构的增强型DRAM。

目前的SDRAM有10ns和8ns两种参数类型。

10.DDR SDRAM：DDR SDRAM是双速同步动态存储器，是内存的一种，它支持数据在每个时钟周期的两个边沿进行数据传输，从而使内存芯片的数据吞吐率提高了一倍。

DDR-SDRAM还降低了能耗，是目前主流的内存。

二、填空题1.CPU的主频与外频的关系：主频是cpu的频率，外聘是主板的频率。

第二章计算机组成原理2.1计算机的组成与分类2.1.1计算机的发展与作用作用：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学运算，而且能对图像，文字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具有互联，互通和互操作的特性，计算机网络不仅能进行信息的交流与共享，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。

2.1.2 计算机的逻辑组成计算机系统由硬件和软件两部分组成。

硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称。

软件是指计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档。

CPU，内存存储器，总线等构成计算机的“主机”输入/输出设备和外存储器称为“外设”承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为“中央处理器”使用多个CPU实现超高速计算的技术称为“并行处理”总线是用于在CPU，内存，外存和各种输入输出设备之间传输信息并协调它们工作的一种部件（含传输线和控制电路）计算机系统中的I/O设备一般都通过I/O接口与各自的控制器连接，然后由控制器与I/O总线相连2.1.3计算机的分类巨型机，大型机，服务器，个人计算机，嵌入式计算机微处理器（µP或MP），通常指使用单片大规模集成电路制成的，具有运算和控制功能的部件SOC：单个集成电路芯片中包含微处理器，存储器，输入/输出控制与接口电路，电子系统模拟电路，数字/模拟混合电路和无线通信使用的射频电路2.2 CPU的结构与原理2.2.1 CPU的作用与组成匈牙利数学家冯·诺依曼的“存储程序控制”原理CPU的根本任务是执行指令CPU的组成：寄存器组（用来临时存放参加运算的数据和运算得到的中间结果），运算器：也称算术逻辑部件（ALU），控制器：指令计数器（用来存放CPU正在执行的指令的地址）和指令寄存器（用来保存当前正在执行的指令）2.2.2 指令与指令系统指令是构成程序对的基本单位，采用二进制表示，指令由操作码和操作数地址组成，CPU所能执行的全部指令称为指令系统2.2.3 CPU的性能指标字长，主频，CPU总线速度，高速缓存的容量与结构，指令系统，逻辑结构，内核个数 TFLOPS（万亿条浮点指令/秒）MIPS（百万条定点指令/秒），MFLOPS（百万条浮点指令/秒）2.3 PC主机的组成2.3.1 主板，芯片组与BIOSCPU芯片和内存条分别通过主板上的CPU插座和存储器插槽安装在主板上，PC机常用外围设备通过扩充卡或I/O接口与主板相连，扩充卡借助卡上的印刷插头插在主板上的PCI总线插槽中主板上还有两块特别有用的集成电路：一块是闪烁存储我，其中存放的是BIOS，它是PC机软件中最基础的部分，没有它机器就无法启动，另一个集成电路芯片是CMOS存储器，其中存放者与计算机系统相关的一些参数（称为配置信息），包括当前的日期和时间，开机口令，已安装的光驱和硬盘的个数及类型等，CMOS 芯片是一种易失性存储器，它由主板上的电池供电，即使计算机关机后它也不会丢失所存储的信息芯片组由北桥芯片（MCH）和南桥芯片（ICH）组成，CPU时钟信号由芯片组提供芯片组还决定了主板上所能安装的内存最大容量，速度及可使用的内存条的类型每次机器加电时，CPU首先执行BIOS程序，它具有诊断计算机故障和加载操作系统并启动其运行的功能BIOS:加电自检程序，引导装入程序，CMOS设置程序，基本外围设备的驱动程序内存储器由称为存储器芯片的半导体集成电路组成，RAM目前多采用MOS型半导体集成电路芯片制成DRAM:电路简单，集成度高，功耗小，成本低SRAM:电路复杂，集成度低，功耗大，成本高每个存储单元都有一个地址，CPU按地址对存储器进行访问存储器的存取时间指的是从CPU给出存储器地址开始到存储器读出数据并送回到CPU所需要的时间解决主存速度慢的方法是：①采用cache存储器②改进存储器芯片的电路与工艺，并对DRAM的存储控制技术进行改进2.3.3 I/O总线与I/O接口CPU芯片与北桥芯片相互连接总线称为CPU总线（前端总线FSB），I/O设备控制器与CPU，存储器之间相互交换信息，传输数据的一组公用信号线称为I/O总线，总线上有三类信号：数据信号，地址信号和控制信号总线带宽（MB/S）=(数据线宽度/8)X总线工作频率（MHZ）X每个总线周期的传输次数PCI-E是PC机I/O总线的一种新标准，采用高速串行传输USB电源（5V,100mA～500Ma） USB3.0的电流是1A2.4常用输入设备扫描仪的性能指标：①扫描仪的光学分辨率：普通家用扫描仪分辨率在1600～3200dpi②色彩位数③扫描幅面④与主机的接口2.5 常用输出设备显示器的刷新频率越高，图像的稳定性越好，响应时间越小越好。