第二章 计算机组成原理

【知识点1】

USB的通用串行接口在使用的过程中，用户无需安装驱动程序，即插即用，但是要求操作系统是windows2000及以上的版本。 【典型考题】

86．在Windows中使用优盘不需专门安装相应的驱动程序，其他外围设备也无需安装驱动程序就可以正常工作。 【知识点2】

计算机系统金字塔存储体系结构

在计算机中为了解决CPU和内存之间的速度不匹配，增加了访问速度介于两者之间的cache存储器。

半导体存储器芯片的类别随机存取存储器RAM半导体存储器只读存储器ROM静态随机存储器SRAM(高速)（用于Cache）动态随机存储器DRAM(低速)（用于主存储器）掩膜ROM（Mask ROM）可编程ROM（PROM）可擦除PROM（EPROM）快擦除存储器（Flash ROM）（BIOS存储器）计算机系统的组成：

?硬件（计算机系统中所有实际物理装置的总称）

?软件（计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档） 计算机硬件组成：（从功能上分五大部件）

?中央处理器（CPU包括：运算器和控制器） ?内存储器 ?外存储器

?输入设备和输出设备（I/O） ?总线

“存储程序控制” 原理

?将问题的解算步骤编制成为程序，程序连同它所处理的数据都用二进位表示并预先存放在存储器中

?程序运行时，CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的数据，按指令操作码的规定，对数据进行运算处理，直到程序执行完毕为止 机器指令（简称指令）

一种使用二进制编码表示的命令语言（称为计算机的“机器语言”），它用来规定计算机执行什么操作以及操作对象所在的位置。用机器指令编写的程序中的每一条指令都可以直接被控制器译码产生执行指令所需的控制信号。

操作码：表示计算机应执行何种操作的一个二进制代码。

操作数：表示该指令所操作（处理）的数据（直接数）或数据所在存储单元的地址 一个CPU所能执行的全部指令称为该CPU的指令系统或指令组。指令系统中有数以百计的不同的指令。

每一种不同类型的CPU都有它自己独特的一组指令. CPU 的性能指标

1、字长（位数）：CPU中定点运算器的宽度（计算精度）

目前个人PC使用的CPU都是32位，新一代的PC机使用64位处理器 2、主频（CPU时钟频率）

一般而言，主频越高，执行一条指令的时间就越少，CPU处理速度越快 3、运算速度：计算机每秒能执行指令的条数（MIPS） 4、高速缓存（cache）的容量与结构。 5、指令系统

指令的类型和数目、指令的功能等都会影响程序的执行速度

【典型考题】

10．计算机系统配置高速缓冲存储器（Cache）是为了解决__A__

A．CPU与内存储器之间速度不匹配问题 B．CPU与辅助存储器之间速度不匹配问题 C．内存与辅助存储器之间速度不匹配问题 D．主机与外设之间速度不匹配问题

84．高速缓存(cache)可以看作是主存的延伸，与主存统一编址，接受CPU的访问，但其速度要比主存高得多。 ( × )

85．RAM按工作原理的不同可分为DRAM和SRAM．DRAM的工作速度比SRAM的速度慢。 ( √ )

6．下列存储器按读写速度由高到低排列，正确的是___B____。 A．RAM、cache、硬盘、光盘 B．cache、RAM、硬盘、光盘 C．RAM、硬盘、cache、光盘 D．cache、RAM、光盘、硬盘

机器指令格式：

操作码 操作数

11．能够直接与外存交换数据的是___D_____。 A．控制器B．运算器C．键盘D．RAM

83．通常情况下，高速缓存(Cache)容量越大，级数越多，CPU的执行效率越高。( √ ) 【知识点3】

总线的定义：用于在CPU、内存、外存和各种输入输出设备之间传输信息的一个共享的信息传输通路及其控制部件。

系统总线：处理器总线、I/O总线和存储器总线的统称。 处理器总线（CPU总线）

用于连接CPU和内存的总线称为处理器总线或者前端总线（FSB）。

I/O总线（主板总线）是各类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.这些信号线与主板上扩充插槽中的各扩充板卡（I/O控制器）直接连接。

I/O总线上的信号类别：数据信号、 地址信号、 控制信号 I/O总线上线路类别：数据线 、 地址线、 控制线

总线控制器：位于主板的芯片组中，协调与管理总线操作 I/O总线的带宽（总线的数据传输速率）：单位时间内总线上可传送的数据量(字节数) 计算公式：

总线带宽（MB/s）=（数据线宽度/8）×总线工作频率（MHz） 微机中常用总线：

①ISA总线：工业标准总线，也叫AT总线，数据16位

②EISA总线：扩展的工业标准总线与ISA总线兼容，数据线32位 ③PCI总线：局部总线标准，数据线32-64位。 【典型考题】

69．在计算机硬件系统中，提供各部件之间相互交换各种信息的通道是_总线____。 41．微型计算机系统采用总线对CPU、存储器设备进行连接，他们主要负责传送的信号是__BCD____。

A．管理信息 B．地址信号 C．数据信号 D．控制信号

6．微型计算机系统的CPU、存储器和外部设备之间采用总线连接。总线通常由__A___三部分组成。

A．地址总线、数据总线和控制总线 B、系统总线、数据总线和控制总线 C．地址总线、数据总线和系统总线 D．地址总线、系统总线和控制总线

12．自20世纪90年代初开始，PC机一直采用一种称为PCI的总线，它的工作频率为33 MHz 可以用于挂接中等速度的外部设备。当数据线宽度为64位时，其传输速率约为__D___。 A．33 MB／s B．66 MB／s C．133 MB／s D．266 MB／s 【知识点4】

计算机中存储器的存储容量的计算方法:

容量=磁盘面数?磁道数/面?扇区数/磁道?字节数/扇区 注意：

在容量计算机的过程中，内存的容量计算机以1024为换算单位，除了内存以外的容量和网络传输速度均以1000为换算单位。

3.5英寸的软盘以同心圆作为磁道来保存数据。

一张盘片两面，每面80个磁道，每个道18个扇区，每个扇区512个字节。

容量 = 2 ? 80 ? 18 ? 512（字节）= 1474560（字节B）? 1024= 1440（KB）= 1.44（MB）

【典型考题】

8．3.5英寸的软盘总容量为___D__

A．40磁道×18扇区×512字节/扇区×2 B．40磁道×18扇区×1024字节/扇区×2 C．80磁道×9扇区×1024字节/扇区×2 D．80磁道×18扇区×512字节/扇区×2 【知识点5】

存储空间中，最小单位为二进制位bit，基本单位为字节（byte），每个存储单元为一个基本单位，由8个二进制的位即bit组成，每个存储单元都被赋予一个惟一的序号称为地址。

【典型考题】

83．PC机的主存储器包含大量的存储单元，每个存储单元可以存放8个Byte。( × ) 66．内存储器中的每个存储单元都被赋予一个惟一的序号，称为__地址_。存储单元的基单位是字节。

【知识点6】

计算机的分类方法： 1.按内部逻辑结构分为

单处理机、多处理机(并行机)

单处理器是指在计算机中只有一个CPU

多处理机(并行机)指在一台计算机中存在两个以上的CPU 2.按字长分为

16位机、32位机或64位计算机等 字长：中央处理器中运算器和寄存器的宽度。即数据在运算器中做运算或存储时的二进制位数。字长决定了计算的精度。字长通常是2的整数次幂。

3.按计算机的性能、用途和价格分为 (1) 巨型计算机（Supercomputer）

采用大规模并行处理的体系结构，CPU由数以百计、千计、万计的处理器组成，有极强的运算处理能力， 速度达到每秒万亿次以上， 多用在军事、科研、气象、石油勘探等领域。我国的联想 深腾6800

(2)大型计算机（Mainframe）

运算速度快、存储容量大、通信联网功能完善、可靠性高、安全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算机； CPU通常有4、8、16、32个甚至更多处理器; 为企业或政府的数据提供集中的存储、管理和处理，作为主服务器（企业级服务器）

（3）小型计算机（Minicomputer）

供部门使用的计算机，以IBM公司的AS/400为代表。近年来，小型机逐步为高性能的服务器所取代。

（4）个人计算机（Personal Computer，也称个人电脑、微机）

特点：以微处理器为中心的一个独立完整的计算机系统。价格便宜，使用方便，软件丰富，适合办公或家庭使用。通常只用来处理一个用户的任务，可独立使用，也可与其他计算机互连。

个人计算机类别：

台式机、便携机、笔记本（膝上机）、手持式计算机（掌上机）、工作站 【典型考题】

86．32位计算机是指该计算机能同时处理的二进制信息的位数是32位。（√）