第2章 计算机系统的结构组成与工作原理
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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。