电子计算机分为两大类
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计算机基础知识计算机的发展、类型及其应用领域简介_____________________________________________________________________ 2一、计算的发展___________________________________________________________ 2二、计算机的组成_________________________________________________________ 31.硬件系统___________________________________________________________ 3(1)电脑最主要的三块____________________________________________ 3(2)电脑的硬件__________________________________________________ 32.软件系统 ___________________________________________________________ 5(1)系统软件____________________________________________________ 5(2)应用软件____________________________________________________ 6三、计算机的类型_________________________________________________________ 71.超级计算机_________________________________________________________ 72.微型计算机_________________________________________________________ 73.嵌入式计算机_______________________________________________________ 74.网络计算机_________________________________________________________ 8(1)服务器______________________________________________________ 8(2)工作站______________________________________________________ 8(3)集线器______________________________________________________ 8(4)交换机______________________________________________________ 8(5)路由器______________________________________________________ 95.工业控制计算机_____________________________________________________ 9四、计算机的应用领域____________________________________________________ 101.科学计算(或数值计算)______________________________________________ 102.数据处理(或信息处理)______________________________________________ 103.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)__________________________________ 10⑴计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)________________ 10⑵计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)_________ 11⑶计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI)___________ 114.过程控制(或实时控制)______________________________________________ 115.人工智能(或智能模拟)______________________________________________ 116.网络应用__________________________________________________________ 127.多媒体技术________________________________________________________ 128.娱乐______________________________________________________________ 12简介计算机(computer)俗称电脑,是一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。
计算机的分类标准计算机是一种能够按照程序操作数据进行处理的电子设备,它可以执行各种算术和逻辑运算,能够存储大量数据,并且可以根据预先设定的指令完成各种复杂的任务。
根据其功能和用途的不同,计算机可以被划分为不同的类型,而这些类型又可以按照一定的标准进行分类。
首先,按照用途和功能的不同,计算机可以被分为超级计算机、大型机、小型机、微型机和嵌入式计算机五大类。
超级计算机主要用于科学研究、天气预报、核能模拟等需要大规模并行运算的领域;大型机主要用于大型企业、金融机构等需要高性能和高可靠性的计算领域;小型机则主要用于中小型企业、科研院校等需要中等规模计算的领域;微型机即我们通常所说的个人计算机,主要用于个人办公、娱乐等领域;嵌入式计算机则主要应用于各种嵌入式系统中,比如智能手机、家用电器等。
其次,按照计算机的结构和工作原理的不同,计算机可以被分为集中式计算机、分布式计算机和并行计算机三大类。
集中式计算机是指所有的计算资源都集中在一个地方,用户通过终端设备访问中央计算机完成各种任务;分布式计算机是指计算资源分布在不同的地方,通过网络连接起来,共同完成各种任务;并行计算机是指利用多个处理器同时进行计算,以提高计算速度和效率。
再次,按照计算机的体积和规模的不同,计算机可以被分为大型计算机、中型计算机和小型计算机三大类。
大型计算机通常体积较大,性能强大,主要用于处理大规模的数据和复杂的任务;中型计算机体积适中,性能较强,主要用于中等规模的数据处理和任务执行;小型计算机体积小巧,性能较弱,主要用于个人使用和小型企业的办公需求。
最后,按照计算机的数据处理方式和操作系统的不同,计算机可以被分为数字计算机和模拟计算机两大类。
数字计算机是指以数字信号为基础进行数据处理和运算的计算机,它们使用二进制数进行数据表示和运算;模拟计算机是指以模拟信号为基础进行数据处理和运算的计算机,它们使用模拟信号进行数据表示和运算。
综上所述,计算机的分类标准可以从多个角度进行划分,每种分类标准都有其独特的特点和适用范围。
计算机的分类标准计算机是一种能够自动执行程序的电子设备,它在现代社会中扮演着至关重要的角色。
根据其用途和性能特点的不同,计算机可以被分为多种类型。
本文将介绍计算机的分类标准,以帮助读者更好地了解计算机的多样性和广泛应用。
首先,我们可以根据计算机的用途将其分为通用计算机和专用计算机两大类。
通用计算机是指能够完成多种不同任务的计算机,比如个人电脑、笔记本电脑、工作站等。
而专用计算机则是为特定的应用领域而设计的,比如嵌入式系统、工业控制系统、网络路由器等。
其次,我们可以根据计算机的性能和规模将其分为超级计算机、大型计算机、小型计算机和微型计算机四类。
超级计算机具有极强的计算能力,通常用于科学计算、气象预报、核能模拟等领域。
大型计算机主要用于大型企业和机构的信息处理和管理。
小型计算机则适用于中小型企业和个人用户,性能介于大型计算机和微型计算机之间。
微型计算机是指个人电脑和笔记本电脑,是最常见的计算机类型。
此外,计算机还可以根据其结构和工作原理进行分类。
按照这一标准,计算机可以被分为集中式计算机、分布式计算机和并行计算机三类。
集中式计算机是指所有的计算资源都集中在一台主机上,用户通过终端与主机进行交互。
分布式计算机是由多台计算机组成的系统,它们通过网络进行通信和协作,共同完成任务。
而并行计算机则是利用多个处理器同时进行计算,以提高计算速度和效率。
最后,我们可以根据计算机的体系结构将其分为CISC架构和RISC架构两类。
CISC架构的计算机采用复杂指令集,能够执行多种复杂的指令,适用于通用计算任务。
而RISC架构的计算机则采用精简指令集,执行速度更快,适用于科学计算和嵌入式系统。
总之,计算机的多样性和广泛应用使得其具有多种分类标准。
通过了解这些分类标准,我们可以更好地选择和使用计算机,从而更好地满足我们的需求。
希望本文能够帮助读者更好地理解计算机的分类标准,为其在日常生活和工作中的应用提供指导和帮助。
一、计算机基础知识部分1. 计算机系统发展历程:电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模及超大规模集成电路计算机。
2. 电子计算机时代开始的标志:以美国1945年生产、1946年2月交付使用的ENIAC计算机为标志。
3. 电子计算机分类:以规模分类可以分为大型机、超大型机、中型机、小型机和微型机。
4. 计算机系统的组成:通常所说的计算机系统包括硬件系统和软件系统。
5. 计算机硬件系统的组成:包括运算器、控制器、存储器和输入输出设备。
其中运算器和控制器构成中央处理器CPU。
6. CPU的作用:取得、解释和执行指令。
7. CPU的指标:字长(指CPU中数据总线的宽度,即一次可并行传递二进制数据的位数)、速度(指CPU中振荡器的主振频率,即主频。
)指令处理能力(即每秒处理百万条指令数,以MIPS表示)。
8. 总线的分类:总线可以分为传输数据的数据总线、传输控制信息的控制总线和连接各个芯片地址的地址总线。
9. 内存储器的分类:存储器可以分为只读存储器和随机存储器。
只读存储器又可以分为ROM、PROM、EPROM、E2PROM等。
注:ROM 即Read Only Memory10. 随机存储器:指计算机运行期间,可以随时向其写入数据、也可以随时从其中读出数据的存储器。
在微型计算机中,内存储器也叫主存储器。
11. 高速缓冲存储器:为解决CPU与主存储器间速度差而在内存储器和CPU之间增加的一种存取速度远高于普通内存的特殊存储器。
12. 运算器的功能:运行器是计算机中完成数学运行和逻辑运算的部件。
13. 常见的数据总线为ISA、EISA、VESA、PCI等。
14. 中断:指当出现需要时,CPU暂时停止当前程序的执行转而执行处理新情况的程序和执行过程。
即在程序运行过程中,系统出现了一个必须由CPU立即处理的情况,此时,CPU 暂时中止程序的执行转而处理这个新的情况的过程就叫做中断。
15. 中断的处理过程为:关中断(在此中断处理完成前,不处理其它中断)、保护现场、执行中断服务程序、恢复现场、开中断。
选择题-计算机基础知识共15题15分第一代计算机主要采用的电子元件是电子管第一代电子计算机使用的电子元件是______。
答案(B)电子管第一台电子计算机诞生于______。
答案(C)1946年第一台电子数字计算机被研制成功是在______。
答案(A)1946年第一台电子数字计算机诞生于______。
答案(C)宾夕法尼亚大学第一台电子数字计算机的诞生时间距今已有______。
答案(B)60多年第一台电子数字计算机诞生于______。
答案(B)美国第一台电子数字计算机的运算速度为每秒______。
答案(D)5000次第一台电子数字计算机使用了1万8千多个______。
答案(A)电子管第一台电子数字计算机使用的主要元器件是(D)电子管第一台电子计算机是1946年在美国诞生的,该机的英文缩写是(A)ENIAC世界上公认的第一台计算机诞生在(C)1946年人们习惯于将计算机的发展划分为四代,划分的主要依据是______。
答案(A)计算机所使用的主要元器件在1946年研制成功第一台电子数字计算机的国家是______。
答案(B)美国自计算机问世至今已经经历了四个时代,划分时代的主要依据是计算机的______。
答案(D)构成元件世界上第一台电子数字计算机诞生于______。
答案(D)1946年下列关于世界上第一台电子计算机ENIAC的叙述中,错误的是______。
答案(C)确定使用高级语言进行程序设计第一代电子数字计算机开创了计算领域的______。
答案(B)数字处理时代第一代电子数字计算机使用的阴极射线管作为计算机的______。
答案(D)字符显示器第一代电子数字计算机适应的程序设计语言为______。
答案(A)机器语言第一代电子数字计算机的冯·诺依曼结构为计算机的______。
答案(B)基本结构第一代电子数字计算机主要用于______。
答案(C)军事和国防领域第一代计算机的主要应用领域是______。
电子计算机划分依据电子计算机,也称为计算机,它是一种先进的电子设备,用来执行数学和逻辑计算。
它能够快速执行大量的计算,并且为任务提供卓越的精度和准确性。
它的出现改变了我们的工作方式,节省了许多时间和资源,帮助我们更好、更快地完成任务。
电子计算机的分类主要包括结构类型、运行环境、尺寸和应用领域。
首先,按照结构类型划分,电子计算机可以分为大型计算机、小型计算机和微型计算机。
其次,按照运行环境划分,电子计算机可分为个人计算机(PC)、服务器、嵌入式计算机和移动终端。
再次,按照尺寸划分,电子计算机可分为台式计算机、笔记本电脑和掌上电脑。
最后,按照应用领域划分,电子计算机可分为工业计算机、常规计算机和特殊计算机。
大型计算机(Mainframe)是目前使用最普遍的计算机,它被用于处理高负载,带宽大,要求高安全和可靠性的中大型应用。
它具有多处理器、大内存容量、高性能输入输出设备、大量存储设备和高安全性能等特点。
大型计算机主要应用于金融、电信、政府、医疗、教育、科研等行业。
小型计算机(Minicomputer)是大型计算机的一种变种,它被用于中小型应用。
小型计算机有较小的处理器、较短的内存容量、少量的外设设备、较少的存储设备和较低的安全性能等特点。
小型计算机主要应用于商业、游戏、生产线控制、智能家居等行业。
微型计算机(Microcomputer)是最小型的计算机,它被用于解决比较简单的任务。
微型计算机有最小的处理器、最短的内存容量、最少的外设设备、最少的存储设备和最低的安全性能等特点。
微型计算机主要应用于家庭、办公室、学校等行业。
个人计算机(PC)是运行在MS-DOS Windows操作系统的计算机,它既可以作为工作站,也可以作为网络服务器,以支持许多用户。
个人计算机的性能比微型计算机强,它具有快速的数据处理和显示能力,并且可以安装各种应用软件,以满足广泛的需求。
个人计算机主要应用于家庭、办公室、学校等行业。
服务器(Server)是一种专业的计算机,它被用于处理中大型的数据和重要的服务。
习题11. 冯·诺依曼型计算机的基本思想是什么?2. 简述冯·诺依曼型计算机的基本特点。
3. 按照存储程序原理,冯·诺依曼型计算机必须具备哪些功能?4. 计算机的发展经历了哪几代?5. 未来计算机的发展趋势是什么?6. 计算机系统可分为哪几个层次?说明各层次的特点及其相互联系。
7. 分别解释虚拟机器和实际机器的含义。
8. 简述计算机系统结构和计算机组成的含义,以及两者研究内容上的区别。
9. 什么是计算机系统的硬件和软件?10. 计算机的硬件由哪些部件组成,它们各起什么作用?11. 什么叫计算机的软件系统?计算机软件按功能的不同可分为哪几类?它们各起什么作用?12. 为什么说计算机系统的硬件和软件在逻辑功能上是等效的?13. 假设在一台40MHz处理机上运行200000条指令的目标代码,程序主要由四种类型的指令所组成。
根据程序跟踪实验结果,已知指令混合比和每类指令的CPI值如表1.4所示。
表1.4 各类指令的指令混合比及每类指令的CPI值(1)试计算用上述跟踪数据在单处理机上执行该程序时的平均CPI;(2)根据(1)所得到的CPI,计算相应的MIPS速率及程序的执行时间。
14. 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为1周期延迟,试问:(1)此计算机的有效CPI是多少?(2)假定将处理机的时钟频率提高到30MHz,但存储器子系统速率不变。
这样,每次存储器存取需要两个时钟周期。
如果30%的指令每条只需要一次存储存取,而另外5%的指令每条需要两次存储存取,还假定已知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。
15. 电子计算机按信息的形式及处理方式的不同,可分为哪几类?16. 电子数字计算机按用途的不同,可分为哪几类?17. 计算机按规模的不同,可分为哪几类?18. 计算机按使用方式的不同,可分为哪几类?19. 计算机按结构的不同,可分为哪几类?20. 简述计算机的主要应用领域。
《全国计算机基础一级考试》模拟测试题二姓名班级学号得分一、选择题(每题1分,共20分)1.采用晶体管的计算机被称为()。
A.第一代计算机B.第二代计算机C.第三代计算机D.第四代计算机2.按计算机用途分类,可以将电子计算机分为()。
A.通用计算机和专用计算机B.电子数字计算机和电子模拟计算机C.巨型计算机、大中型机、小型计算机和微型计算机D.科学与过程计算计算机、工业控制计算机和数据计算机3.计算机软件总体分为系统软件和()。
A.非系统软件B.重要软件C.应用软件D.工具软件4.将十六进制数32转换成十进制数()。
A.25 B.50 C.61 D.645.下列说法不正确的是()A.每次保存时都要选择保存的文件名B.保存时既可以保存在硬盘上也可以保存到U盘中C.在“另存为”对话框中选择“保存位置”、“文件名”、“保存类型”后,单击可保存D.在第一次保存时也会弹出“另存为”对话框6.在Word的编辑状态,单击常用工具栏中的左转向箭头按钮后()A.将光标移到文档首部B.将光标移到行首C.取消本次操作D.重复本次操作7.在Word中,下列说法正确的是()A.使用“查找”命令时,可以区分全角和半角字符,但不能区分大小写字符B.使用“替换”命令时,发现内容替换错了,可以用“撤销”命令还原C.使用“替换”命令进行文本替换时,只能替换半角字符D.在“文字拼写检查”时,可以检查中文文字的拼音错误8.工作表标签显示的内容是()A.工作表的大小B.工作表的属性C.工作表的内容D.工作表名称9.在下列操作可以使选定的单元格区域输入相同数据的是()A.在输入数据后按Ctrl+空格B.在输入数据后按回车键C.在输入数据后按Ctrl+回车D.在输入数据后按Shift+回车10.在Excel中,要想在一个单元格中显示两行文字可选用的格式是()。
A.跨列居中B.分散对齐C.自动换行D.两端对齐11.在Internet中,主机域名和主机IP地址之间的关系是()。
基础知识练习(上)基础知识单元复习两节课,这是第一节。
蓝色、下划线字为考纲上原文。
《考试说明》及详细知识点(1)认识信息的基本特征。
1.信息:载体所包含的意义,抽象概念,无实体。
载体:承载信息的媒介物,如声音、文字、影像等,实体、可感知。
区别:电视是载体,电视的内容是信息。
2.信息在计算机内使用二进制的形式表达。
国内外使用最普遍的字符编码是ASCII码。
(2)了解信息技术应用及发展趋势。
3.计算机发展趋势:多媒体化、网络化、智能化、巨型化、微型化。
(3)了解计算机在信息社会中的地位和作用。
4.电子计算机的历史按元件不同分为四代,按时间顺序为:(1)电子管;(2)晶体管;(3)中小规模集成电路;(4)大规模/超大规模集成电路(目前所用)。
5.第一台电子计算机:1946年、美国宾夕法尼亚大学、ENIACC,、速度为每秒5000次加法。
6.电子计算机的特点:(1)运算速度快;(2)计算精度高;(3)超强记忆力、逻辑判断力;(4)实现自动控制;(5)可靠性高。
7.电子计算机的应用分类:(1)科学计算;(2)数据处理;(3)过程控制(4)计算机辅助系统(5)人工智能。
(要求能分类;比如:计算卫星轨迹、天气预报属于科学计算;学生成绩管理、预订机票属于数据处理;计算机辅助教学CAI、计算机辅助设计CAD属于辅助系统;导弹、卫星发射属于过程控制;电脑下棋属于人工智能);(4)理解应用软件、操作系统、硬件的关系,掌握计算机的系统组成、认识计算机的主要硬件并了解其作用。
8.计算机系统组成:硬件+软件。
硬件按功能分为5大类:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
软件分为系统软件(如windows)和应用软件(如:word)。
9.输入设备:将信息输入电脑的元件,如键盘、鼠标、麦克风、扫描仪、摄像头。
输出设备:将信息从电脑输出的元件,如显示器、打印机、音箱。
10.信息存储的基本单位:字节,Byte,简写为B,为8个二进制位。
计算机基础知识1.自计算机问世至今已经经历了四个时代,划分时代的主要依据是计算机的______。
A.规模 B.功能 C.性能 D.构成元件标准答案:D2.一般认为,世界上第一台电子数字计算机诞生于______。
A.1946年 B.1952年 C.1959年 D.1962年标准答案:A3.世界上第一台电子数字计算机采用的电子器件是______。
A.大规模集成电路B.集成电路C.晶体管 D.电子管标准答案:D4.第一代计算机体积大.耗电多.性能低.其主要原因是受制于。
A.工艺水平 B.元器件 C.设计水平 D.元材料标准答案:B5.第二代电子计算机的主要元件是。
A.继电器 B.晶体管 C.电子管D.集成电路标准答案:B6.以集成电路为基本元件的第三代计算机出现的时间为。
A.1965-1970 B.1964-1975 C.1960-1969 D.1950-1970标准答案:A7.第三代计算机采用的主要电子器件为______。
A.电子管B.小规模集成电路 C.大规模集成电路 D.晶体管标准答案:B8.采用超大规模集成电路的计算机是计算机发展中的______。
A.第4代 B.第3代 C.第2代 D.第1代标准答案:A9.当前的计算机一般被认为是第四代计算机,它所采用的逻辑元件是______。
A.晶体管B.集成电路C.电子管D.大规模集成电路标准答案:D10.Intel公司使用Lsl率先推出微处理器4004,宣布第四代计算机问世是在。
A.1946年 B.1958年C.1965年 D.1971年标准答案:D11.计算机可分为数字计算机.模拟计算机和混合计算机,这种分类的依据是计算机的____。
A.功能和价格B.性能和规律C.处理数据的方式D.使用范围标准答案:C12.电子计算机按使用范围分类,可以分为______。
A.电子数字计算机和电子模拟计算机B.科学与过程计算计算机.工业控制计算机和数据计算机C.通用计算机和专用计算机D.巨型计算机.大中型机.小型计算机和微型计算机标准答案:C13.某型计算机峰值性能为数千亿次/秒,主要用于大型科学与工程计算和大规模数据处理,它属于_____。
第一章电子计算机分为两大类:电子模拟计算机电子数字计算机通用计算机可分为超级计算机大型机服务器工作站微型机和单片机六类1965年摩尔观察到芯片上的晶体管数量每年翻一番,1970年这种态势减慢成每18个月翻一番,这就是人们所称的摩尔定律计算机的性能指标吞吐量:表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量。
响应时间:表征从输入有效到系统产生相应之前的时间度量,用时间单位来度量。
利用率:在给定的时间间隔内系统被实际实际使用的时间所占的比率,用百分比表示。
处理机字长:指处理机运算其中一次能够完成二进制数运算的位数,例32位,64位。
总线宽度:一般指CPU中运算器与存储器之间进行互连的内部总线二进制位数。
存储器容量:存储器中所有存储单元的总数目。
存储器带宽:单位时间内从存储器读出的二进制数信息量,一般用字节数/秒表示。
主频/时钟周期:CPU的工作节拍受主时钟控制,主时钟不断产生固定频率的时钟主时钟的频率叫CPU的主频。
CPU执行时间:表示CPU执行一般程序所占用的CPU时间。
数字计算机的主要组成结构:存储器运算器控制器适配器输入/输出设备存储器是有许多存储单元组成的。
每个存储单元都有编号,称为地址。
运算器的每一个基本操作就叫做一条指令,而结算某一问题的一串指令序列,叫做该问题的计算程序,简称为程序。
指令的形式:操作码地址码操作码指出指令所进行的操作,如加,减,乘,除,取数,存数等。
地址码表示参加运算的数据应从存储器的哪个单元中取出,或运算的结果应该存到哪个单元中去。
将解题的的程序(指令序列)存放到存储器中称为存储程序,而控制器依据存储的程序来控制全机协调地完成计算任务叫做程序控制。
存储程序并按地址顺序执行,这就是冯诺依曼型计算机的体系结构。
把指令的一段时间叫做指令周期,而把执行指令的一段时间叫做执行周期。
早起的计算机术语中,把运算器和控制器和在一起称为中央处理器,简称CPU。
当CPU向存储器送入或从存储器取出信息时,不能存取单个的“位”。
通常把组成一个字的二进制位数叫做字长。
某计算机的字代表要处理的数据,则称为数据字;如果某字为一条指令,则称为指令字。
取指周期中从内存读出的信息流是指令流,它流向控制器;而在执行周期中从内存读出的信息流是数据流,它由内存流向运算器。
外围设备是通过适配器部件与主机相连系。
系统总线是构成计算机系统的骨架。
计算机软件分为两大类:系统程序(比较通用)应用程序(针对性强)系统程序包括:各种服务性程序语言程序操作系统数据库管理系统。
目的程序即人们用机器语言编写的程序。
汇编语言即用一些约定的文字,符号和数字按规定的格式来表示各种不同的命令,然后再用这些特殊符号表示的指令来编写程序。
汇编程序作用即自动的把符号语言表示的程序(汇编源程序)翻译成用机器语言表示的目的程序。
用算法语言编写的程序成为源程序。
把源程序翻译为机器语言,采用两种方法:编译系统(编译程序和运行系统的合称)解释系统。
软件与硬件的逻辑等价性是什么?随着大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势,计算机系统的软,硬件界限已经变得模糊了。
因为任何操作可以由软件来实现,也可以由硬件来实现;任何指令执行可以由硬件完成,也可以由软件来完成。
第二章在选择计算机的数的表示方式时,考虑的几个因素:1)要表示的数的类型.2)可能遇到的数值范围.3)数值精确度.4)数据存储和处理所需要的硬件代价.数据表示格式有两种:1)定点格式.2)浮点格式为了提高数据的表示精度,当尾数的值不为0时,尾数域的最高有效位应为1,这称为浮点数的规格化表示。
十进制数串在计算机内主要有两种表示形式:1)字符串形式。
2)压缩的十进制数串形式。
汉字的输入编码主要有三类:1)数字编码优点是:无重码2)拼音码3)字形编码第三章内部存储器存储单元:目前主要采用半导体器件和磁性材料,一个双稳态半导体电路或是一个CMOS晶体管或磁性材料的存储单元,均可以存储一位二进制代码。
这个二进制代码位是存储器中最小的存储单位,称为存储位元.由若干个存储位元组成一个存储单元。
根据存储材料的性能及使用方法不同,存储器有各种不同的分类方法。
1、根据存储介质可分为半导体存储器和磁表面存储器2、根据存取方式可分为随机存储器和顺序存储器存储3、根据内容可变性可分为只读存储器(ROM)和随机读写存储器(RAM)主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间、存储周期和存储器带宽。
存储容量:指一个存储器中可以容纳的存储单元总数。
存储时间:又称为存储器访问时间,是指一次读操作命令发出到该操作完成,将数据读出到数据总路线上所经历的时间.通常取写操作时间等于读操作时间,故称为存储器存取时间。
存储周期:指连续启动两次读操作所需间隔最小的时间.通常,存周期略大于存储时间,其时间单位为ns。
存储器带宽:单位时间里存储器所存取的信息量,通常以位/秒或字节/秒做度量单位。
带宽是衡量数据传输速率的重要技术指标。
任何一个SRAM,都有三组信号线与外部打交道:1、地址线2、数据线3、控制线为什么RAM要刷新?答:因为读的过程对电容放电,如果不刷新数据将会丢失。
刷新操作有二种方式:集中式刷新方式散式刷新方式。
、只读存储器ROM分为掩模ROM和可编程ROM两类。
可编程ROM又分为PROM、EPROM和E2PROMCache的功能是为了解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的五项重要技术。
CPU与cache之间的数据交换是以字节为单位,而cache与主存之间的数据交换是以块为单位。
一个块由若干字组成,是定长的。
地址映射:为了把主存块放到cache中,必须应用某种方法把主存地址定位到cache中,称做地址映射。
地址映射方式有全相联方式、直接方式和组相联方式三种。
硬件实现的常用算法主要有以下三种:最不经常用的LFU算法近期最少使用的LRU 算法随机替换Cache的写操作策略:可选用如下三种写操作策略。
1.写回法2,全写法3.写一次法第四章计算机的指令有微指令,机器指令和宏指令之分。
一台计算机中所有机器指令集合,称为这台计算机的指令系统。
系列计算机,是指基本指令系统相同,基本体系结构相同的一系列计算机。
指令系统应满足如下四方面要求:完备性,有效性,规整性,兼容性一个指令字中包含二进制代码的位数,称为指令字长度。
机器字长是指计算机能直接处理的二进制数据的位数,它决定了计算机的运算精度。
数据通常分为四类:地址数据,数值数据,字符数据,逻辑数据当采用地址指定方式时,形成操作数或指令地址的方式,称为寻址方式。
分为指令寻址和数据寻址方式。
指令的寻址方式有两种:顺序寻址方式跳跃寻址方式。
常用的三种偏移寻址:相对寻址基址寻址变址寻址。
第五章CPU的基本部分变成了运算器,cache,控制器三大部分。
CPU模型128页CPU中的重要寄存器:数据缓冲寄存器指令寄存器程序计数器数据地址寄存器通用寄存器状态字寄存器操作控制器可分为时序逻辑型和存储逻辑型两种(按设计方法不同)。
第一种称为硬布线控制器,它是采用时序逻辑技术来实现的;第二种称为微程序控制器,它是采用存储逻辑来实现的。
指令周期是取出一条指令并执行这条指令的时间。
一个CPU周期时间又包含有若干个时钟周期。
取出和执行任何一条指令所需的最短时为两个CPU周期。
任何一条指令,它的指令周期至少需要两个CPU周期。
指令周期之间的关系131页(图5.3)取指周期和执行周期如何工作流程132页(图5.4)MOV指令的指令周期:取指周期:1.程序计数器PC中装入第一条指令地址101。
2.PC的内容被放到指令地址总线ABUS上,对指存进行译码,并启动读命令。
3.从101号地址读出的MOV指令通过指令总线IBUS装入指令寄存器IR。
4.程序计数器内容加1,变成102,为取下一条指令做好准备。
5.指令寄存器中的操作码(OP)被译码。
6.CPU识别出是MOV指令,至此,取指周期即告结束。
执行周期:1.操作控制器(OC)送出控制信号到通用寄存器,选择R1(10)作源寄存器,选择R0作目标寄存器。
2.OC送出控制信号到ALU,指定ALU做传送操作。
3.OC送出控制信号,打开ALU输出三态门,将ALU输出送到数据总线DBUS上注意,任何时候DBUS上只能有一个数据。
4.OC送出控制信号,将DBUS上的数据打入到数据缓冲寄存器DR(10)。
5.OC送出控制信号,将DR中的数据10打入到目标寄存器R0,R0的内容由00变为10。
至此,指令执行结束。
LAD指令的指令周期:取指周期:在LAD指令的取指周期中,CPU的动作完全与MOV指令取指周期中一样,只是PC 提供的指令地址为102,按此地址从指令存储器读出“LDA R1,6”指令放入IR中,然后将PC+1,使PC内容变成103,为取下条ADD指令做好准备。
执行周期:1.操作控制器OC发出控制命令打开IR输出三态门,将指令中的直接地址码6放到数据总线DBUS上。
2.OC发出操作命令,将地址码6装入数存地址寄存器AR。
3.OC发出读命令,将数存6号单元中的数100读出到DBUS上4.OC发出命令,将上的数据100装入缓冲寄存器DR。
5.OC发出命令,将DR中的数100装入通用寄存器R1,原来R1中的数10 被冲掉。
至此,LAD指令执行周期结束。
注意:数据总线上分时进行了地址传送和数据传送所以需要2个CPU周期。
JMP指令的指令周期:执行周期:1.OC发生操作控制命令,打开指令寄存器IR的输出三态门,将IR中的地址码101发送到DBUS上。
2.OC发出操作控制命令,将DBUS上的地址码101打入到程序计数器PC中,PC中的原先内容106被更换。
于是下一条指令不是从106号单元取出,而是转移到101号单元取出。
至此JMP指令执行周期结束。
在微程序控制器中,时序信号比较简单,一般采用节拍点位—节拍脉冲二级体制。
时序信号产生器是由时钟源,环形脉冲发生器,节拍脉冲和读写时序译码逻辑,启停控制逻辑等部分组成。
控制方式有同步控制,异步控制,联合控制三种方式。
微程序控制的基本思想,就是仿照通常的解题程序的方法,把操作控制信息编程所谓的“微指令”,存放到一个只读存储器里。
控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令,通常把这种控制命令叫做微命令,而执行部件受微命令后所进行的操作,叫做微操作。
产生后继微地址有两种方法:计数器方式多路转移方式微指令格式分为两类:水平型微命令垂直型微命令并行处理技术:时间并行空间并行时间并行:指时间重叠,在并行性概念中引入时间因素,让多个处理过程在时间上相互错开,轮流重叠的使用同一套硬件设备的各个部分,以加快硬件周转而赢得速度。
空间并行:指资源重复,在并行性概念中引入空间因素,以“数量取胜”为原则来大幅度提高计算机的处理速度。
由于流水过程中会出现三中相关冲突:资源相关数据相关控制相关资源相关:是指多条指令进入流水线后在同一机器时钟周期内争用同一个功能部件所发生的冲突。