计算机组成以维护考点

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bok24计算机组成原理考点精讲

bok24计算机组成原理考点精讲

bok24计算机组成原理考点精讲《计算机组成原理》是计算机科学与技术(计算机专业)的一门重要基础课程,主要介绍了计算机硬件系统的组成原理和工作原理,包括计算机的基本功能、存储器结构、指令系统、中央处理单元、输入输出系统以及总线的特性等内容。

下面将对《计算机组成原理》中的考点进行精讲。

1.计算机的基本功能:介绍了计算机系统五个基本功能,即数据处理、数据存储、数据传输、程序控制和用户接口。

这部分内容需要理解计算机的整体结构以及各个功能部件的作用和相互关系。

2.存储器结构:包括主存储器和辅助存储器的组成和工作原理。

主要介绍内存的组织结构、存储器操作周期以及存储器的层次结构和发布的可靠性等。

需要掌握内存的寻址和存取原理,以及对存储器的扩展和映射进行分析和设计。

3.指令系统:包括指令的格式和编码、地址寻址方式、指令执行过程等内容。

需要对指令的组成、指令的操作类型、指令的寻址方式以及指令的执行过程进行深入了解。

对于指令的设计和优化也需要有一定的了解。

4.中央处理单元(CPU):包括硬件结构和微指令的执行过程。

需要理解CPU内部各个单元的组成和连接方式,以及指令的执行流程和控制信号的产生过程。

还需要熟悉常见的流水线设计和优化方法。

5.输入输出系统:包括外设与计算机之间的接口、数据传输方式等。

需要了解设备控制器的组成和工作原理,掌握设备与计算机之间的数据传输方式和接口标准,以及熟悉中断和DMA等I/O方式的实现原理。

6.总线的特性:包括总线的定义、特性和分类,以及总线的传输模式和时序。

需要了解总线的基本概念和特性,掌握总线的数据传输方式和操作控制,以及总线的时序和同步原理。

在学习《计算机组成原理》时,应注重理论与实践的结合,通过实验和案例分析,加深对计算机硬件系统的认识和理解,掌握计算机组成原理的应用技巧和设计方法。

此外,还应注意掌握和理解标志性的计算机系统的设计和发展历程,了解计算机技术的前沿和发展趋势,提高对计算机系统的设计和性能评价的能力。

计算机四级计算机组成原理知识点总结

计算机四级计算机组成原理知识点总结

计算机四级计算机组成原理知识点总结
计算机四级计算机组成原理涉及多个关键知识点,主要包括:
1.**计算机的基本组成**:计算机主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。

其中,运算器和控制器合称为中央处理器(CPU)。

2.**指令系统**:指令是计算机执行某种操作的命令,通常由操作码和操作数地址码组成。

指令系统是指一台计算机中所有指令的集合。

指令的长度取决于操作码的长度、操作数地址码的长度和操作数地址的个数,与机器字长没有固定的关系。

指令可以分为零地址指令、一地址指令等多种类型。

3.**计算机硬件层次结构**:计算机硬件层次结构可以分为微程序机器层(M0)、传统机器层(M1)、虚拟机器层(M2)、汇编语言机器层(M3)和高级语言机器层(M4)。

每一层都对应着不同的指令系统和执行方式。

4.**存储系统**:存储系统包括主存储器(内存)和辅助存储器(外存)。

主存储器是计算机直接访问的存储部件,其速度快,但容量小。

辅助存储器则容量大,速度慢,需要通过输入输出设备才能访问。

5.**输入输出系统**:输入输出系统负责计算机与外部世界的联系,包括输入设备和输出设备。

输入设备用于将外部信息输入到计算机中,输出设备用于将计算机的处理结果输出到外部世界。

6.**总线系统**:总线是连接计算机各部件的通信线路,包括数据总线、地址总线和控制总线。

总线系统负责在各部件之间传输数据和控制信号。

以上就是计算机四级计算机组成原理的主要知识点,掌握了这些知识,就能对计算机的基本组成和工作原理有深入的理解。

bok24计算机组成原理考点精讲

bok24计算机组成原理考点精讲

bok24计算机组成原理考点精讲标题:BOK24《计算机组成原理》考点精讲引言:《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心课程,它主要介绍了计算机硬件的基本组成和工作原理。

BOK24是教育部组织编写的计算机科学与技术学科认证的教材,本文将以BOK24为依据,精讲《计算机组成原理》中的考点。

一、计算机的基本组成计算机的基本组成包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备和存储设备等。

其中,CPU是计算机的核心部件,它包括运算器、控制器和寄存器等。

内存是计算机的临时存储器,用于存放计算机运行时所需的数据和指令。

输入输出设备是计算机与外部世界进行信息交互的通道。

存储设备用于长期保存数据和程序。

二、数字系统与存储器数字系统是计算机的基础,它使用二进制系统表示数据和指令。

二进制数的运算、进制转换以及补码表示法都是重要的考点。

此外,存储器是计算机的重要组成部分,其中的存储单元按照不同的工作原理可以分为RAM和ROM,其中RAM是随机访问存储器,ROM是只读存储器。

三、计算机的指令系统指令系统是计算机的操作码集合,计算机通过执行指令来完成各种运算和操作。

指令系统可以分为CISC和RISC两种结构,其中CISC指令集较为复杂,包含多种操作,而RISC指令集较为简单,只包含基本操作。

四、CPU的基本结构和工作原理CPU由运算器和控制器组成,它们通过总线进行数据和指令的传输。

运算器可以进行算术和逻辑运算,控制器可以解析指令并控制各个部件的工作。

CPU的时序控制和指令执行过程是重点考点,主要包括取指、译码执行和访存等步骤。

五、计算机中的并行处理并行处理是提高计算机性能的重要手段,它可以通过多核处理器、向量处理器以及并行计算等方式实现。

并行处理的分类、工作模式以及性能衡量指标是考点的重要内容。

六、输入输出系统输入输出设备是计算机与外部世界交互的重要方式,它包括人机交互设备和外部设备。

人机交互设备主要包括键盘、鼠标、显示器等,外部设备主要包括磁盘、打印机、扫描仪等。

计算机考研十大核心考点总结

计算机考研十大核心考点总结

计算机考研十大核心考点总结
一、计算机组成原理
计算机组成原理是计算机科学的一个基础,是考研计算机的重要科目,它涉及计算机系统体系结构的概念,关系的数据处理技术等。

其中,主要
考察计算机体系结构、计算机存储器,CPU结构,机器指令等方面的相关
知识,是考研计算机考试的重要考点。

1.计算机系统概述
计算机系统包括硬件、软件、中断、存储器以及I/O系统,其中硬件
由处理器、控制器、存储器和接口组成,软件由操作系统、辅助工具和应
用程序组成。

计算机系统中的数据在系统设计、实施和管理过程中起着重
要作用,是系统可靠性和性能的主要考量因素。

2.CPU体系结构
CPU是计算机系统中的中央处理器,主要负责数据的存取、处理和控制,它经历了多次改进和升级,现代计算机CPU一般由指令集、控制单元、内部总线和外部总线等组成,有了这些组成部件,CPU就可以实现指令系
统的运行和控制,保证数据的处理和控制。

3.存储器体系结构
存储器可以分为两类,一类是主存储器,一类是外存储器,外存储器
分为磁盘和移动存储器,而主存储器又分为物理内存和虚拟内存。

计算机组成原理考点总结

计算机组成原理考点总结

《计算机组成原理》总结--内部复习文件第一章计算机系统概论1.1计算机的分类电子计算机分两大类:电子模拟计算机、电子数字计算机2.4计算机的性能指标:(基本运算p5)⑴处理机字长:处理机运算器一次能够完成二进制运算的位数,如32位、64位⑵存储器容量:存储器中所有存储单元的总数目,通常用KB,MB,GB,TB来表示⑶计算机五个组成部分:存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备(其中cpu由运算器和控制器组成)⑷冯.诺依曼型计算机的设计思想:存储程序并按地址顺序执行⑸计算机软件一般分为两大类:①系统程序②应用程序⑹硬件可以由软件来实现,软件也可以由硬件来实现,故软件与硬件的逻辑等价性。

第二章运算方法和运算器1.计算机中常用的数据表示格式有两种:一是定点格式,二是浮点格式。

2.阶码位数多,表示数的范围大;尾数位数多,说明该数的精确度越高。

3.数的机器码表示:原码、反码、补码、移码表示法4.浮点加、减法运算步骤:(0操作数检查)、(比较阶码大小并完成对阶)、(尾数求和运算)、(结果规格化处理)、(舍入处理)第三章多层次的存储器3.1.1存储器的分类:1.按存取方式分:随机存储器和顺序存储器2.按存储内容可变分:只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)3.6 cache基本原理:①cache解决的问题:为了解决cpu与主存之间速度不匹配问题;②cache基于的原理:程序运行过程中具有(空间局部性)和(时间局部性)原理。

③cache实现是由(硬件)方式实现④cache地址没有增加,容量也没有增加。

⑤cache命中率:(重点p91大题计算)3.6.2 主存与cache的地址映射①全相联映射方式:主存中的任意一块可以放在cache中的任意一行上优点:非常灵活缺点:比较电路难以设计和实现适用:适合于小容量cache采用②直接映射方式:主存块只能拷贝到cache的一个特定位置上优点:硬件简单,成本低缺点:每个主存块只有一个固定的行位置可存放。

计算机体系结构必考知识点

计算机体系结构必考知识点

计算机体系结构必考知识点一、知识概述《计算机体系结构必考知识点》①基本定义:计算机体系结构呢,简单说就是计算机的各个组成部分,像处理器、内存、输入输出设备等,它们之间是怎么连接的,还有各自的功能怎么协同工作。

就好比一个足球队,每个球员(硬件组件)都有自己的位置(功能),教练(操作系统等软件)怎么安排他们配合踢球(协同工作),这就是大致的概念。

②重要程度:在计算机这个学科里,这可太重要了。

要是不懂体系结构,就好比你盖房子不知道怎么搭框架,那接下来的装修(软件开发之类的)就无从下手。

计算机系统的性能、功能等都和它有很大关系。

③前置知识:得有基本的数字电路知识,像什么是逻辑门之类的。

还有对计算机各个硬件部件有个简单了解,就像你得知道有CPU这个东西,它大致是干啥的。

如果之前学过计算机组成原理那就更好了,就像你是个盖房子的小工,盖了几次小房子(了解简单的硬件组合),再来盖大楼(学习体系结构)就容易些。

④应用价值:实际应用可多了。

比如说设计新的计算机芯片,要考虑体系结构。

像手机厂商想让手机运行得更快,还不那么耗电,那就得优化手机芯片的体系结构。

再比如说云计算中心设计大型服务器集群,也得按照合理的体系结构来,这样才能高效处理海量的数据。

二、知识体系①知识图谱:在计算机学科的大地图里,计算机体系结构是重要的一块。

它连接着计算机硬件底层,向上又影响着操作系统、软件应用的开发。

就好比它是城市里的交通规划(对计算机里的数据等流动起规划作用),其他的建筑物(软件等)得按照这个交通规划来建设。

②关联知识:和计算机组成原理关联紧密,组成原理就像是讲每个部件的详细构造,体系结构就是把这些部件组合起来看。

和操作系统也有很大关系,操作系统的运行依赖于计算机体系结构提供的环境。

就好像演员(操作系统)得在舞台(体系结构)上表演。

③重难点分析:掌握难度在于概念比较抽象,像多级存储体系结构,什么缓存、主存、外存的关系不好理解。

关键点在于要理解各个部件的交互原理。

计算机系统结构考点总结

计算机系统结构考点总结

计算机系统结构考点总结计算机系统结构是计算机科学与技术领域的重要分支,涉及计算机硬件和软件的组成及其相互关系。

为了帮助大家更好地掌握这一领域的核心知识,本文将针对计算机系统结构的考点进行详细总结。

一、计算机系统结构基本概念1.计算机系统结构的定义及发展历程2.计算机系统结构的分类:冯·诺伊曼结构、哈佛结构、堆栈式结构等3.计算机系统性能指标:指令周期、CPU时钟周期、主频、缓存命中率等二、中央处理器(CPU)1.CPU的组成:算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、寄存器组等2.指令集架构:复杂指令集计算机(CISC)、精简指令集计算机(RISC)3.CPU缓存:一级缓存、二级缓存、三级缓存及其工作原理4.多核处理器:核数、并行计算、线程级并行等三、存储系统1.存储器层次结构:寄存器、缓存、主存储器、辅助存储器等2.主存储器:DRAM、SRAM、ROM等3.磁盘存储器:硬盘、固态硬盘、光盘等4.存储器管理:分页、分段、虚拟存储器等四、输入输出系统1.I/O接口:并行接口、串行接口、USB、PCI等2.I/O设备:键盘、鼠标、显示器、打印机等3.I/O控制方式:程序控制、中断、直接内存访问(DMA)等4.I/O调度策略:先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、扫描算法等五、总线与通信1.总线分类:内部总线、系统总线、I/O总线等2.总线标准:ISA、PCI、PCI Express等3.通信协议:TCP/IP、UDP、串行通信等4.网络拓扑结构:星型、总线型、环型、网状等六、并行计算与分布式系统1.并行计算:向量机、SIMD、MIMD等2.分布式系统:分布式计算、分布式存储、负载均衡等3.并行与分布式编程:OpenMP、MPI、MapReduce等4.并行与分布式算法:排序、搜索、分布式锁等通过以上考点的总结,相信大家对计算机系统结构有了更加全面和深入的了解。

计算机考试知识点

计算机考试知识点

计算机考试知识点计算机考试是对人们计算机技术水平的考核评估,涵盖了广泛的知识点。

本文将按照不同的类别,分别介绍计算机考试中常见的知识点。

1. 计算机基础知识1.1 计算机硬件计算机硬件是指计算机的物理组成部分,包括主机、显示器、键盘、鼠标等。

在考试中,常见的知识点包括硬件的组成、工作原理、接口标准等。

1.2 计算机操作系统计算机操作系统是计算机软件的核心,负责管理和控制计算机的硬件资源。

常见的操作系统有Windows、Linux、macOS等。

考试中需要了解操作系统的功能、特点、常用命令等知识点。

2. 网络知识2.1 网络基础概念在计算机网络知识点中,需要了解TCP/IP协议、IP地址、子网划分、网络拓扑结构等基础概念。

2.2 网络安全网络安全是计算机考试中重要的知识点,包括防火墙、入侵检测系统、数据加密等内容。

3. 数据库知识3.1 关系型数据库关系型数据库是最为常见的数据库类型,例如MySQL、Oracle等。

在考试中,需要了解关系型数据库的基本概念、SQL语言、表设计等知识点。

3.2 非关系型数据库非关系型数据库是近年来兴起的数据库类型,例如MongoDB、Redis等。

考试中需要了解非关系型数据库的特点、应用场景等。

4. 编程语言4.1 JavaJava是一门广泛应用于软件开发的编程语言,考试中需要了解Java的基本语法、面向对象编程、异常处理等。

4.2 PythonPython是一门易于学习且功能强大的编程语言,考试中需要了解Python基本语法、常用内置库等。

5. 数据结构与算法数据结构与算法是计算机考试中重要的知识点,涉及到数据的存储和操作方式。

例如线性表、树、图等常见的数据结构以及排序、查找等算法。

6. 网页设计与开发6.1 HTML/CSSHTML是网页的标记语言,CSS是网页的样式表语言。

考试中需要了解HTML标签的基本用法、CSS样式的编写等知识点。

6.2 JavaScriptJavaScript是一种运行在浏览器上的脚本语言,用于实现网页的交互效果。

408-计算机组成原理考点整理

408-计算机组成原理考点整理

408-计算机组成原理考点整理一.计算机系统概述1.发展历史●电子管●晶体管●中小规模集成电路●超大规模集成电路2.摩尔定理3.冯·诺伊曼结构特点●采用“存储程序”的工作方式,控制流驱动方式,按地址访问并顺序执行指令●计算机硬件系统由输入输出设备、存储器、运算器、控制器5大部件组成●指令和数据以同等地位存储●指令和数据均为二进制码●指令由操作码和地址码组成4.计算机功能部件●输入设备●输出设备●存储器●主存储器(内存储器)●按地址存取方式●组成●地址寄存器MAR●存放访存地址●位数对应存储单元个数●数据寄存器MDR●暂存要读写的信息●与存储字长相等●时序控制逻辑●产生存储器操作所需的各种时序信号●辅助存储器(外存储器)●运算器●核心●算术逻辑单元ALU●必备寄存器●累加器ACC●乘商寄存器MQ●操作数寄存器X●控制器●组成●控制单元CU Control Unit●程序计数器PC Program Counter●存放当前欲执行指令●指令寄存器IR Instrument Register●存放当前正在执行的指令5.C PU●ALU●通用寄存器组GPRs●标志寄存器●控制器●指令寄存器IR●程序计数器PC●存储器地址寄存器MAR●存储器数据寄存器MDR6.计算机软件●系统软件和应用软件●系统软件●基础软件●作为系统资源提供给用户使用●主要有●操作系统OS●数据库管理软件DBMS●语言处理程序●分布式软件系统●网络软件系统●标准库程序●服务性程序●应用软件●用户为解决某个应用领域中的各类问题而编制的程序、●三个级别的语言●机器语言●二进制代码语言●计算机唯一可以直接识别和执行的语言●汇编语言●助记符●高级语言●翻译程序●汇编程序●将汇编程序汇编成机器程序●解释程序●不生成目标语言代码,同声传译●编译程序●生成目标语言代码,笔译●软件和硬件的逻辑等价性●某一功能,既可用软件实现,又可用硬件实现7.层次结构●下层是上层的基础,上层是下层的扩展8.计算机的性能指标●机器字长、指令字长和存储字长●字长也称机器字长是计算机进行一次整数运算(即定点整数运算)所能处理的二进制数据的位数●指令字长是一个指令字中包含的二进制代码的位数●存储字长是一个存储单元存储的二进制代码的长度●字长越长,数的表示范围越大,计算精度越高●数据通路带宽●数据总线一次所能并行传送信息的位数●主存容量●主存储器所能存储信息的最大容量●运算速度●吞吐量●响应时间●CPU时钟周期●主频●CPI●CPU执行时间●MIPS●MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS、EFLOPS、ZFLOPS●基准程序●对于不同的应用场景选择不同的基准程序●不一定准确9.系列机●基本特性:指令系统向后兼容10.兼容●计算机软件或硬件之间的通用性●向前兼容(Forward Compatibility):指老的版本的软/硬件可以使用新版本的软/硬件产生的数据。

专转本计算机基本知识点

专转本计算机基本知识点

专转本计算机基本知识点
(一)计算机概念
计算机是一种先进的电子设备,它可以接受用户输入的信息,然后根据程序运算和处理这些信息,最终根据结果输出相关信息。

计算机的组成包括:中央处理器(CPU)、主存储器(RAM)、外存储器(ROM)、输入设备(键盘、鼠标)、输出设备(屏幕、打印机)等。

(二)操作系统
操作系统(Operating System,简写:OS)是指由不同的配置和程序设计构成的软件,它能够协调计算机硬件和软件的工作,同时为用户提供管理和操作计算机的系统环境。

常见的操作系统有Windows、Linux、Mac OS、UNIX等。

(三)计算机网络
计算机网络是一种将计算机相互连接的系统,使用网络可以实现计算机之间的资源共享。

常见的网络类型有局域网(Local Area Network)、广域网(Wide Area Network)、互联网(Internet)等。

(四)编程语言
编程语言是一种计算机使用的规范语言,它提供了一种统一的编程方法,用来指挥计算机作出相关的动作。

常见的编程语言有Java、C++、Python、PHP等。

(五)数据库
数据库是一种可以收集和存储大量数据的计算机系统,它通常包括数据库管理系统(DBMS)和数据库服务器。

计算机级基础知识考点

计算机级基础知识考点

计算机级基础知识考核一、引言计算机级基础知识是计算机科学与技术领域的重要基础,对于大家掌握计算机的工作原理和运行机制非常重要。

本文将介绍计算机级基础知识的一些核心考点,包括计算机组成、存储器、指令集和中央处理器等内容。

二、计算机组成计算机组成是指计算机硬件的组成部分,主要包括中央处理器(CPU)、存储器、输入设备和输出设备等。

其中,中央处理器是计算机的核心部件,负责执行指令、进行算术运算和逻辑运算等。

存储器主要用于存储程序和数据,分为主存储器和辅助存储器。

输入设备用于将外部的数据和指令输入到计算机中,输出设备用于将计算机处理的结果输出到外部。

三、存储器存储器是计算机系统中的重要组成部分,用于存储和读取数据和指令。

根据其访问速度和成本的不同,存储器可分为主存储器和辅助存储器。

主存储器通常采用随机存储器(RAM)来存储数据和指令,而辅助存储器则包括硬盘、光盘和闪存等。

四、指令集指令集是计算机处理器能够执行的指令集合,也是计算机基础知识考核中的重要考点之一。

指令集可以分为精简指令集(RISC)和复杂指令集(CISC)。

RISC 指令集由少量且简单的指令组成,每条指令的执行时间基本相同;而CISC指令集由多条且复杂的指令组成,每条指令的执行时间不同。

目前,大多数计算机采用x86指令集,它是CISC指令集的一种。

五、中央处理器中央处理器是计算机系统中的核心部件,主要负责执行指令、进行算术运算和逻辑运算等。

中央处理器通常由控制单元和算术逻辑单元组成。

控制单元负责解析指令、控制指令的执行流程和协调各个部件的工作,而算术逻辑单元则负责进行算术运算和逻辑运算。

六、计算机级基础知识是计算机科学与技术领域的重要基础,掌握这些知识对于深入理解计算机工作原理和进行相关的开发和调试工作非常重要。

本文介绍了计算机组成、存储器、指令集和中央处理器等计算机级基础知识的考点,希望能够帮助大家更好地理解和掌握这些知识,并在相关的学习和工作中取得更好的成绩。

bok24计算机组成原理考点精讲

bok24计算机组成原理考点精讲

bok24计算机组成原理考点精讲
bok24计算机组成原理是一本关于计算机组成原理的教材,主
要包括以下几个考点的精讲:
1. 计算机的基本组成:教材会详细介绍计算机的各个基本组成部分,包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等,并对它们的功能和作用进行解释。

2. 计算机指令的执行过程:教材会讲解计算机指令的执行过程,包括指令的取指、指令的译码、指令的执行等步骤,并且会深入解析每个步骤的具体实现方式和技术。

3. 存储器的层次结构和访问方式:教材会介绍存储器的层次结构,包括寄存器、高速缓存、主存储器等,并对它们的访问方式和差异进行解释,同时会介绍存储器的组织和管理方法。

4. 控制器的设计原理和实现方式:教材会详细介绍控制器的设计原理和实现方式,包括控制器的指令控制、时序控制、中断控制等,并会深入探讨不同实现方式的优缺点。

5. 性能评价和优化:教材会讲解计算机系统的性能评价指标,包括时钟频率、指令执行速度、吞吐量等,并会介绍如何通过技术手段和优化方法来提高计算机系统的性能。

6. 输入输出设备的原理和接口:教材会介绍各种常见的输入输出设备的原理和接口,包括键盘、鼠标、显示器、打印机等,并对它们的特点和通信方式进行解释。

通过对以上考点的深入学习和理解,可以对计算机组成原理有一个全面的掌握,为后续的学习和应用打下坚实的基础。

408计算机考试考点

408计算机考试考点

408计算机考试考点一、数据结构。

(一)线性表。

1. 顺序存储结构。

- 定义:用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素。

- 特点:- 逻辑上相邻的元素在物理位置上也相邻。

- 可以随机存取表中任一元素,时间复杂度为O(1)。

- 插入和删除操作需要移动大量元素,平均时间复杂度为O(n)。

例如,在顺序表的表头插入一个元素,需要将原表头后的所有元素向后移动一位。

2. 链式存储结构。

- 单链表。

- 定义:通过一组任意的存储单元存储线性表的数据元素,每个节点包含数据域和指针域,指针域指向下一个节点。

- 特点:- 逻辑上相邻的元素在物理位置上不一定相邻。

- 插入和删除操作不需要移动元素,只需要修改指针,时间复杂度为O(1)(如果已知插入或删除位置的前驱节点)。

但是查找一个元素的平均时间复杂度为O(n)。

- 循环链表。

- 定义:是一种首尾相接的单链表,最后一个节点的指针域指向头节点。

- 优点:从表中任一节点出发都能遍历整个链表。

在某些算法中,如约瑟夫环问题的解决,使用循环链表比普通单链表更方便。

- 双向链表。

- 定义:每个节点有两个指针域,一个指向前驱节点,一个指向后继节点。

- 特点:在双向链表中,查找前驱节点的时间复杂度为O(1),而在单链表中查找前驱节点需要从表头开始遍历,时间复杂度为O(n)。

这使得双向链表在某些需要频繁操作前驱节点的算法中更具优势,例如在对线性表进行删除操作时,如果知道要删除的节点,在双向链表中可以直接修改其前驱和后继节点的指针,而不需要像单链表那样先找到前驱节点。

(二)栈和队列。

1. 栈。

- 定义:是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表,允许插入和删除的一端称为栈顶,另一端称为栈底。

- 操作特性:后进先出(LIFO)。

例如,在函数调用时,系统会使用栈来保存函数的调用信息,当函数返回时,按照后进先出的顺序恢复调用现场。

- 存储结构:- 顺序栈:用顺序存储结构实现的栈。

其栈顶指针top指向栈顶元素的下一个位置(初始时top = 0),入栈操作时先将元素放入top指向的位置,然后top加1;出栈操作时先将top减1,然后取出top指向的元素。

第二章 计算机组成原理考点

第二章  计算机组成原理考点

第 2 章计算机组成原理★考核知识要点、重点、难点精解★考点 1 * :计算机硬件的组成及其功能计算机硬件主要包括中央处理器(CPU )、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备等,它们通过系统总线互相连接1. 输入设备(1)输入设备的概念用来向计算机输入信息的设备通称为“输入设备”。

(2)输入设备的分类输入设备有多种,例如,数字和文字输入设各(键盘、写字板等),位置和命令输入设备(鼠标器、触摸屏等),图形输入设备(扫描仪,数码相机等),声音输入设各(麦克风、MIDI 演奏器等),视频输入设备(摄像机),温度、压力输入设备.(温度、压力传感器)等。

注意:输入到计算机中的信息都使用二进位(“0”和“ 1 " )来表示。

2 中央处理器(CPU)负责对输入信息进行各种处理(例如计算、排序、分类、检索等)的部件称为“处理器”。

注意:一台计算机中往往有多个处理器,它们各有其不同的任务,有的用于绘图,有的用于通信.其中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(CPU),它是任何一台计算机必不可少的核心组成部件。

3 .内存储器( l ) 内存储器的概念计算机的一个重要特性是它具有强大的“记忆”功能,能够把程序和数据(包括原始数据、中间运算结果与最终结果等)储存起来,具有这种功能的部件就是“存储器”。

( 2 ) 内存的工作原理内存是存取速度快而容量相对较小(因成本较高)的一类存储器。

内存储器直接与CPU 相连接,是计算机中的工作存储器,它用来存放正在运行的程序和需要立即处理的数据。

CPU 工作时,它所执行的指令及处理的数据都是从内存中取出的,产生的结果也存放在内存中。

4 .外存储器外存则是存取速度较慢而容量相对很大的一类存储器。

外存储器也称为辅助存储器,其存储容量很大,它能长期存放计算机系统中几乎所有的信息。

计算机执行程序时,外存中的程序及相关的数据必须先传送到内存,然后才能被CPU 使用。

计算机组成原理考点总结终结版

计算机组成原理考点总结终结版

内部资料,转载请注明出处,谢谢合作;一、计算机系统概述(一)计算机发展历程了解知识点一:第一台计算机 ENIAC知识点二:冯诺依曼VanNeumann首次提出存储程序的概念,将数据和程序一起放在存储器中,使得编程更加方便;50多年来,虽然对冯诺依曼机进行了很多改革,但结构变化不大,仍然称为冯诺依曼机;知识点三:一般把计算机的发展分为四个阶段:第一代1946-50‘s后期:电子管计算机时代;第二代50‘s中期-60’s后期:晶体管计算机时代;第三代60‘s中期-70’s前期:集成电路计算机时代;第四代70‘s初-:大规模集成电路计算机时代;知识点四:冯·诺依曼计算机的特点冯·诺依曼体系计算机的核心思想是“存储程序”的概念;它的特点如下:1 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成;2 指令和数据都用二进制代码表示;3 指令和数据都以同等地位存放于存储器内,并可按地址寻访;4 指令是由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数所在存储器中的位置;5 指令在存储器内是顺序存放的;6 机器以运算器为核心,输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器;(二)计算机系统层次结构了解计算机系统的层次结构,通常可有五个以上的层次,在每一个层次上都能进行程序设计;由下自上可排序为:第一级微程序机器级,微指令由机器直接执行,第二级传统机器级,用微程序解释机器指令,第三级操作系统级,一般用机器语言程序解释作业控制语句,第四级汇编语言机器级,这一级由汇编程序支持和执行,第五级高级语言机器级,采用高级语言,由各种高级语言编译程序支持和执行;还可以有第六级应用语言机器级,采用各种面向问题的应用语言;1.计算机硬件的基本组成图中实线为控制线,虚线为反馈线,双线为数据线;图中各部件的功能是:1 运算器用来完成算术运算和逻辑运算,并将运算的中间结果暂存在运算器内;2 存储器用来存放数据和程序;3 控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行及处理运算结果;4 输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式,常见的有键盘、鼠标等;5 输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式如打印机输出、显示器输出等;计算机的五大部件在控制器的统一指挥下,有条不紊地自动工作;由于运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密,尤其在大规模集成电路制作工艺出现后,这两大部件往往制作在同一芯片上,因此,通常将他们合起来统称为中央处理器,简称CPU;把输入设备与输出设备简称为I/O 设备;因此,现代计算机可认为由三大部分组成:CPU、I/O设备及主存储器MM;CPU与MM合起来称为主机,I/O设备叫作外设;存储器分为主存储器MM和辅助存储器;主存可直接与CPU交换信息,辅存又叫外存;2.计算机软件的分类计算机的软件通常又分为两大类:系统软件和应用软件;系统软件又称为系统程序,主要用来管理整个计算机系统,监视服务,使系统资源得到合理调度,确保高效运行;它包括:标准程序库、语言处理程序、操作系统、服务性程序、数据库管理系统、网络软件等等;应用软件又称为应用程序,它是用户根据任务所编制的各种程序;3.计算机的工作过程1.运算器运算器包括三个寄存器和一个算逻单元ALU;其中ACC为累加器,MQ为乘商寄存器,X为操作数寄存器;这三个寄存器在完成不同运算时,所存放在操作数类别也各不相同;2.存储器主存储器包括存储体、各种逻辑部件及控制电路等;主存的工作方式就是按存储单元的地址号来实现对存储字各位的存写入、取读出;这种存取方式叫做按地址存取,也即按地址访问存储器简称访存;为了能实现按地址访问的方式,主存中还必须配置两个寄存器MAR和MDR;MAR是存储器地址寄存器,用来存放欲访问的存储单元的地址,其位数对应存储单元的个数;MDR是存储器数据寄存器,用来存放从存储体某单元取出的代码或者准备往某存储单元存入的代码,其位数与存储字长相等;要想完整地完成一个取或存操作;3.控制器控制器是计算机组成的神经中枢,由它指挥全机各部件自动、协调地工作;具体而言,它首先要命令存储器读出一条指令,这叫取指过程;接着对这条指令进行分析,指出该指令要完成什么样的操作,并按寻址特征指明操作数的地址,这叫分析指令过程;最后根据操作数所在的地址,取出操作数并完成某种操作,这叫作执行过程;以上就是通常所说的完成一条指令操作的取指、分析和执行三阶段; 控制器由程序计数器PC,指令寄存器IR以及控制单元CU几部分组成;PC 用来存放当前欲执行指令的地址, 它与主存的MAR之间有一条直接通路,且具有自动加1的功能, 即可自动形成下一条指令的地址;IR用来存放当前的指令, IR 的内容来自主存的MDR;IR中的操作码送到CU,用来分析指令;其地址码作为操作数的地址送至存储器的MAR; CU用来分析当前指令所需完成的操作,并发出各种微操作命令序列,用以控制所有被控对象;4.I/OI/O子系统包括各种外部设备及相应的接口;每一种设备都是由I/O接口与主机联系的,它接受CU发出的各种控制命令完成相应的操作;计算机的解题过程如下:首先把构成程序的有序指令和数据,通过键盘输入到主存单元中,并置PC的初值为0即令程序的首地址为0;启动机器后,计算机便自动按存储器中所存放的指令顺序,有序地逐条完成取指令、分析指令和执行指令,直至执行到程序的最后一条指令为止;(三)计算机性能指标1. 吞吐量、响应时间1 吞吐量:单位时间内的数据输出数量;2 响应时间:从事件开始到事件结束的时间,也称执行时间;2. CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间1 CPU时钟周期:机器主频的倒数,Tc2主频:CPU工作主时钟的频率,机器主频Rc3CPI:执行一条指令所需要的平均时钟周期4CPU执行时间:T CPU=In×CPI×T CIn执行程序中指令的总数CPI执行每条指令所需的平均时钟周期数T C时钟周期时间的长度3. MIPS、MFLOPS1MIPS:MIPSMillion Instructions Per SecondMIPS = In/Te×106= In/In×CPI×Tc×106= Rc/CPI×106Te:执行该程序的总时间In:执行该程序的总指令数Rc:时钟周期Tc的到数MIPS只适合评价标量机,不适合评价向量机;标量机执行一条指令,得到一个运行结果;而向量机执行一条指令,可以得到多个运算结果;2 MFLOPS:MFLOPSMillion Floating Point Operations Per SecondMFLOPS=Ifn/Te×106Ifn:程序中浮点数的运算次数MFLOPS测量单位比较适合于衡量向量机的性能;一般而言,同一程序运行在不同的计算机上时往往会执行不同数量的指令数,但所执行的浮点数个数常常是相同的;二、数据的表示和运算(一)数制与编码1.进位计数制及其相互转换2.真值和机器数3.BCD码4.字符与字符串5.校验码(二)定点数的表示和运算1.定点数的表示无符号数的表示;有符号数的表示;2.定点数的运算定点数的位移运算;原码定点数的加/减运算;补码定点数的加/减运算;定点数的乘/除运算;溢出概念和判别方法;(三)浮点数的表示和运算1.浮点数的表示浮点数的表示范围;IEEE754标准2.浮点数的加/减运算(四)算术逻辑单元ALU1.串行加法器和并行加法器2.算术逻辑单元ALU的功能和机构三、存储器层次机构cache-主存-外存的层次结构、cache的三种不同映象方式、主存芯片的子扩展和位扩展方案设计以及续存相关地址转换的内容是重点(一)存储器的分类1.按存储介质分1半导体存储器;存储元件由半导体器件组成的叫半导体存储器;其优点是体积小、功耗低、存取时间短;其缺点是当电源消失时,所存信息也随即丢失,是一种易失性存储器;2磁表面存储器;按载磁体形状的不同,可分为磁盘、磁带和磁鼓;现代计算机已很少采用磁鼓;由于用具有矩形磁滞回线特性的材料作磁表面物质,它们按其剩磁状态的不同而区分“0”或“1”,而且剩磁状态不会轻易丢失,故这类存储器具有非易失性的特点;3 磁芯存储器不用了4光盘存储器;光盘存储器是应用激光在记录介质磁光材料上进行读写的存储器,具有非易失性的特点;光盘记录密度高、耐用性好、可靠性高和可互换性强等; 2.按存取方式分类按存取方式可把存储器分为随机存储器、只读存储器、顺序存储器和直接存取存储器四类;1随机存储器RAMRandom Access Memory;RAM是一种可读写存储器, 其特点是存储器的任何一个存储单元的内容都可以随机存取,而且存取时间与存储单元的物理位置无关;计算机系统中的主存都采用这种随机存储器;由于存储信息原理的不同, RAM又分为静态RAM 以触发器原理寄存信息和动态RAM以电容充放电原理寄存信息;2只读存储器ROMRead only Memory;只读存储器是能对其存储的内容读出,而不能对其重新写入的存储器;这种存储器一旦存入了原始信息后,在程序执行过程中,只能将内部信息读出,而不能随意重新写入新的信息去改变原始信息;因此,通常用它存放固定不变的程序、常数以及汉字字库,甚至用于操作系统的固化;它与随机存储器可共同作为主存的一部分,统一构成主存的地址域;只读存储器分为掩膜型只读存储器MROMMasked ROM、可编程只读存储器PROMProgrammable ROM、可擦除可编程只读存储器EPROMErasable Programmable ROM、用电可擦除可编程的只读存储器EEPROMElectrically Erasable Programmable ROM;以及近年来出现了的快擦型存储器Flash Memory,它具有EEPROM的特点,而速度比EEPROM快得多;3串行访问存储器;如果对存储单元进行读写操作时,需按其物理位置的先后顺序寻找地址,则这种存储器叫做串行访问存储器;显然这种存储器由于信息所在位置不同,使得读写时间均不相同;如磁带存储器,不论信息处在哪个位置,读写时必须从其介质的始端开始按顺序寻找,故这类串行访问的存储器又叫顺序存取存储器;还有一种属于部分串行访问的存储器,如磁盘;在对磁盘读写时,首先直接指出该存储器中的某个小区域磁道,然后再顺序寻访,直至找到位置;故其前段是直接访问,后段是串行访问,叫直接存取存储器;3.按在计算机中的作用分类按在计算机系统中的作用不同,存储器又可分为主存储器、辅助存储器、缓冲存储器;(二)存储器的层次化结构主要是为了解决速度匹配问题存储器有3个重要的指标:速度、容量和每位价格,一般来说,速度越快,位价越高;容量越大,位价越低,容量大,速度就越低;上述三者的关系用下图表示:寄存器缓存主存磁盘磁带存储系统层次结构主要体现在缓存-主存-辅存这两个存储层次上,如下图所示:(三)半导体随机存取存储器1.SRAM存储器的工作原理静态RAM由于静态RAM是触发器存储信息,因此即使信息读出后,它仍保持其原状态,不需要再生;但电源掉电时,原存信息丢失,故它属易失性半导体存储器2.DRAM存储器的工作原理(四)只读存储器(五)主存储器与CPU的连接(六)双口RAM和多模块存储器(七)高速缓冲存储器Cache1.程序访问的局部2.Cache的基本工作原理3.Cache和主存之间的映射方式4.Cache中主存块的替换算法5.Cache写策略(八)虚拟存储器1.虚拟存储器的基本概念2.页式虚拟存储器3.段式虚拟存储器4.段页式虚拟存储器5.TLB快表四、指令系统(一)指令格式1.指令的基本格式2.定长操作码指令格式3.扩展操作码指令格式(二)指令的寻址方式1.有效地址的概念2.数据寻址和指令寻址3.常见寻址方式(三)CISC和RISC的基本概念五、中央处理器CPU(一)CPU的功能和基本结构(二)指令执行过程(三)数据通路的功能和基本结构(四)控制器的功能和工作原理1.硬布线控制器2.微程序控制器微程序、微指令和微命令;微指令的编码方式;微地址的形式方式; (五)指令流水线1.指令流水线的基本概念2.超标量和动态流水线的基本概念(一)总线(二)总线概述(三)总线的基本概念总线是连接计算机内部多个部件之间的信息传输线,是各部件共享的传输介质;多个部件和总线相连,在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信号,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息;总线是由许多传输线或通路组成,每条线可传输一位二进制代码,如16条传输线组成的总线,可同时传输16位二进制代码;(四)总线的分类按数据传送方式:并行传输总线和串行传输总线按总线的适用范围:计算机总线,测控总线,网络通信总线按连接部件不同:重点片内总线:片内总线是指芯片内部的总线,如在CPU芯片内部, 寄存器与寄存器之间、寄存器与算术逻辑单元之间都有总线连接;系统总线:系统总线是指CPU、主存、I/O各大部件之间的信息传输线;按传输信息的不同,可分为三类:数据总线、地址总线和控制总线;数据总线用来传输各功能部件之间的数据信息,它是双向传输总线,其位数与机器字长、存储字长有关;数据总线的条数称为数据总线宽度,它是衡量系统性能的一个重要参数;例子:总线宽8位,指令字长16位,CPU需要两次访主存地址总线主要用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或在I/O设备上的地址;它是单向传输的;地址线的位数与存储单元的个数有关,如地址线为20根,则对应的存储单元个数为220;控制总线是用来发出各种控制信号的传输线;对单一控制线来说,传输单向;对控制总线,是双向的;对CPU而言,控制信号既有输入又有输出;通信总线:这类总线用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统如控制仪表、移动通讯等之间的通信;(五)总线的组成及性能指标总线的组成:总线组成包括信号线、总线控制器、附属电路;信号线包括数据线、地址线和控制线总线性能指标:1总线宽度:它是指数据总线的根数, 用bit位表示,如8位、16位、32位、64位;2总线带宽:总线的数据传输速率即单位时间内总线上传输数据的位数,通常用每秒传输信息的字节数来衡量,单位为MBps兆每秒;例如,总线频率33MHZ,总线宽度32位4B,则总线带宽334=132MBps;3时钟同步/异步:总线上的数据与时钟同步工作的总线称同步总线,与时钟不同步工作的总线称为异步总线;4总线复用:通常地址总线与数据总线在物理上是分开的两种总线;地址总线传输地址码,数据总线传输数据信息;为了提高总线的利用率,优化设计,特将地址总线和数据总线共用一条物理线路,只是某一时刻该总线传输地址信号,另一时刻传输数据信号或命令信号;这叫总线的多路复用;5信号线数:即地址总线、数据总线和控制总线三种总线数的总和;6总线控制方式:包括并发工作、自动配置、仲裁方式、逻辑方式、计数方式等;7 其他指标:如负载能力问题等;总线结构的三种形式:以CPU为中心的双总线结构:这种结构在I/O设备与主存交换信息时仍然要占用CPU,因此会影响CPU的工作效率;单总线结构:它是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上,允许I/O之间、I/O与主存之间直接交换信息;因为只有一组总线,当某一时刻各部件都要占用时,就会出现争夺现象;双总线结构的特点是将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来,形成主存总线与I/O总线分开的结构;三总线结构中, 主存总线用于CPU与主存之间的传输;I/O总线供CPU与各类I/O之间传递信息;DMA总线用于高速外设磁盘、磁带等与主存之间直接交换信息;在三总线结构中,任一时刻只能使用一种总线;(六)总线仲裁总线控制总线控制主要包括判优控制和通信控制;总线判优控制可分集中式和分布式两种,前者将控制逻辑集中在一处如在CPU中,后者将控制逻辑分散在与总线连接的各个部件或设备上;集中仲裁方式常见的集中控制有三种优先权仲裁方式:1.链式查询菊花链图中控制总线中有三根线用于总线控制BS总线忙;BR总线请求、BG总线同意,其中总线同意信号BG是串行地从一个I/O接口送到下一个I/O接口;如果BG到达的接口有总线请求,BG信号就不再往下传;意味着该接口获得了总线使用权,并建立总线忙BS信号,表示它占用了总线;这种方式的特点是:只需很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制,并且很容易扩充设备,但对电路故障很敏感;2.计数器定时查询计数器定时查询方式如下图所示;它与链式查询方式相比,多了一组设备地址线,少了一根总线同意线BG;总线控制部件接到由BR 送来的总线请求信号后,在总线未被使用BS=0的情况下,由计数器开始计数,向各设备发出一组地址信号;当某个有总线请求的设备地址与计数值一致时,便获得总线使用权,此时终止计数查询;这种方式的特点是:计数可以从“0”开始,此时设备的优先次序是固定的;计数也可以从终止点开始,即是一种循环方法,此外,对电路故障不如链式查询方式敏感,但增加了主控制线设备地址数,控制也较复杂;3.独立请求方式独立请求方式如下图所示;由图可见,每一设备均有一对总线请求线BRi和总线同意线BGi;当设备要求使用总线时,便发出该设备的请求信号;总线控制部件中有一排队电路,可根据优先次序确定响应哪一设备的请求;这种方式的特点是:响应速度快,优先次序控制灵活通过程序改变,但控制线数量多,总线控制更复杂;总线通信控制没要求分布仲裁方式同集中式仲裁相比,分布式仲裁不需要中央仲裁器,而是让各个主设备功能模块都有自己的仲裁号和仲裁电路;需要使用总线时,各个设备的功能模块将自己唯一的仲裁号发送到共享的总线上,各自的仲裁电路再将从仲裁总线上获得的仲裁号和自己的仲裁号相对比,获胜的仲裁号将保留在仲裁总线上,相应设备的总线请求获得响应;分布式仲裁不需要中央仲裁器,每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器;当它们有总线请求时,把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上,每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行比较;如果仲裁总线上的号大,则它的总线请求不予响应,并撤消它的仲裁号;最后,获胜者的仲裁号保留在仲裁总线上;显然,分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础(七)总线操作和定时总线操作目前在总线上的操作主要有以下几种:1读和写读是将从设备如存储器中的数据读出并经总线传输到主设备如CPU;写是主设备到从设备的数据传输过程;2块传送主设备给出要传输的数据块的起始地址后,就可以利用总线对固定长度的数据一个接一个的读出或写入;3写后读或读后写主设备给出地址一次,就可以进行先写后读或者先读后写操作,先读后写往往用于校验数据的正确性,先写后读往往用于多道程序的对共享存储资源的保护;4广播和广集主设备同时向多个从设备传输数据的操作模式称为广播;广集操作和广播操作正好相反,它将从多个从设备的数据在总线上完成AND或OR操作,常用于检测多个中断源;定时:事件出现在总线上的时序关系;1、同步定时在同步定时协议中,事件出现在总线上的时刻由总线时钟信号来确定;所以包含始终信号线由于采用了公共时钟,每个功能模块什么时候发送或接收信息都由统一时钟规定,因此,同步定时具有较高的传输频率;同步定时适用于总线长度较短、各功能模块存取时间比较接近的情况;2.异步定时在异步定时协议中,后一事件出现在总线上的时刻取决于前一事件的出现,即建立在应答式或互锁机制基础上;在这种系统中,不需要统一的共公时钟信号;总线周期的长度是可变的;(八)总线标准六、输入输出I/O系统(一)I/O系统基本概念(二)外部设备1.输入设备:键盘、鼠标2.输出设备:显示器、打印机3.外存储器:硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器(三)I/O接口I/O控制器1.I/O接口的功能和基本结构2.I/O端口及其编址(四)I/O方式1.程序查询方式2.程序中断方式中断的基本概念;中断响应过程;中断处理过程;多重中断和中断屏蔽的概念;3.DMA方式DMA控制器的组成;DMA传送过程;4.通道方式七、计算机系统概述(四)计算机发展历程(五)计算机系统层次结构4.计算机硬件的基本组成5.计算机软件的分类6.计算机的工作过程(六)计算机性能指标吞吐量、响应时间;CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间;MIPS、MFLOPS;八、数据的表示和运算(五)数制与编码6.进位计数制及其相互转换7.真值和机器数8.BCD码9.字符与字符串10.校验码(六)定点数的表示和运算3.定点数的表示无符号数的表示;有符号数的表示;4.定点数的运算定点数的位移运算;原码定点数的加/减运算;补码定点数的加/减运算;定点数的乘/除运算;溢出概念和判别方法;(七)浮点数的表示和运算3.浮点数的表示浮点数的表示范围;IEEE754标准4.浮点数的加/减运算(八)算术逻辑单元ALU3.串行加法器和并行加法器4.算术逻辑单元ALU的功能和机构九、存储器层次机构(九)存储器的分类(十)存储器的层次化结构(十一)半导体随机存取存储器3.SRAM存储器的工作原理4.DRAM存储器的工作原理(十二)只读存储器(十三)主存储器与CPU的连接(十四)双口RAM和多模块存储器(十五)高速缓冲存储器Cache6.程序访问的局部7.Cache的基本工作原理8.Cache和主存之间的映射方式9.Cache中主存块的替换算法10.Cache写策略(十六)虚拟存储器6.虚拟存储器的基本概念7.页式虚拟存储器8.段式虚拟存储器9.段页式虚拟存储器10.TLB快表十、指令系统(四)指令格式4.指令的基本格式5.定长操作码指令格式6.扩展操作码指令格式(五)指令的寻址方式4.有效地址的概念5.数据寻址和指令寻址6.常见寻址方式(六)CISC和RISC的基本概念十一、中央处理器CPU(六)CPU的功能和基本结构(七)指令执行过程(八)数据通路的功能和基本结构(九)控制器的功能和工作原理3.硬布线控制器4.微程序控制器微程序、微指令和微命令;微指令的编码方式;微地址的形式方式;(十)指令流水线3.指令流水线的基本概念4.超标量和动态流水线的基本概念十二、总线(九)总线概述1.总线的基本概念2.总线的分类3.总线的组成及性能指标(十)总线仲裁1.集中仲裁方式2.分布仲裁方式(十一)总线操作和定时1.同步定时方式。

计算机组成原理考点

计算机组成原理考点

1.冯·诺依曼型计算机的基本特点是什么?答:采用二进制形式表示数据和指令。

指令由操作码和地址码组成。

•将程序和数据存放在存储器中,使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行,自动完成计算任务。

这就是“存储程序”和“程序控制”(简称存储程序控制)的概念。

•指令的执行是顺序的,即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行,程序分支由转移指令实现。

计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成,并规定了5部分的基本功能。

冯•诺依曼型计算机的基本特点也可以用“存储程序”和“程序控制”来高度概括。

2.计算机硬件有哪些部件,各部件的作用是什么?答:计算机的硬件系统由有形的电子器件等构成的,它包括运算器、存储器、控制器、输入输出设备及总线系统组成。

而总线分为数据总线、地址总线、控制总线,其结构有单总线结构、双总线结构及多总线结构。

存储器(Memory)是用来存放数据和程序的部件;运算器是对信息进行运算处理的部件;控制器是整个计算机的控制核心。

它的主要功能是读取指令、翻译指令代码、并向计算机各部分发出控制信号,以便执行指令;输入设备能将数据和程序变换成计算机内部所能识别和接受的信息方式,并顺序地把它们送入存储器中;输出设备将计算机处理的结果以人们能接受的或其它机器能接受的形式送出。

1、什么是总线?以总线组成计算机有哪几种组成结构?答:总线(Bus)就是计算机中用于传送信息的公用通道,是为多个部件服务的一组信息传送连接线。

按照总线的连接方式,计算机组成结构可以分为单总线结构、双总线结构和多总线结构等(详细内容见第7章)。

2、什么是硬件、软件和固件?什么是软件和硬件的逻辑等价?在什么意义上软件和硬件是不等价的?答:计算机硬件(Hardware)是指构成计算机的所有实体部件的集合,通常这些部件由电路(电子元件)、机械等物理部件组成。

计算机软件(Software)是指能使计算机工作的程序和程序运行时所需要的数据,以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料,其中文字说明和图表资料又称为文档。

计算机组成与维护教程题库及答案

计算机组成与维护教程题库及答案

计算机组成与维护教程题库一、填空题1、计算机按照数据处理规模大小可以分为__________、__________、___________、__________、__________等。

2、计算机的硬件主要由_________、_________、________、___________以及电源等硬件组成。

3、计算机主机是_________、__________和___________的总称,主要包括__________、__________、_________等部件。

4、控制器和运算器集成在一起,合称为____________。

5、CPU是________________________的缩写。

6、计算机硬件系统可以分为两大部分,即____________和______________。

7、外部存储器包括___________、____________、______________。

8、1971年,美国Intel公司成功地把_____________和_____________集成在一起,发明了世界上第一块微处理器。

9、计算机可以分成___________和____________两大部分。

10、运算器是信息的加工和处理部件,它的主要功能是完成___________运算和________运算。

11、运算器除了能进行各种加、减、乘、除运算外,还可以进行___________。

12、_____________和_____________集成在一起就是通常所讲的CPU。

13、__________和______________一起被称为主机。

14、存储器是计算机中的记忆设备,用来存放___________和_____________。

15、CPU内部___________的大小以及___________对CPU的性能影响很大。

16、存储器一般可以分为__________和______________两大类。

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1.微型计算机系统的硬件包括哪五大组成部分?各部分的功能是什么?硬件的系统包括控制器、运算器、储存设备、输入设备、输出设备五个部分,其中控制器和运算器合称为中央处理器简称CPU。

Cpu的性能决定了整个微机系统的各项关键指标,再加上内存一半就称之为主机,而输入输出设备合称为外围设备。

CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成,也就是说主线是联系运算器、控制器和寄存器的桥梁。

CPU的主要技术指标有:主频、外频、前端总线频率、总线宽度、Cache(就是缓存)及超线程技术等。

他们之间的关系是倍频×外频=主频。

在购买cpu时在性能和数据处理能力上,得看主频,以及二级缓存,越大则性能越好。

而计算机的另一个重要部分就是内存,内存储器由于受cpu直接控制而得名内存。

内存储器分为随机存取存储器(RAM)以及只读存储器(ROM)两部分组成内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。

计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。

内存(Memory)也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。

而cpu与内存之间的交流靠的都是CACHE(也就是缓存)。

外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器,此类储存器一般断电后仍然能保存数据。

常见的外储存器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。

常用的移动存储器:U盘和移动硬盘。

而总线是一种内部结构,它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道,主机的各个部件通过总线相连接,外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接,从而形成了计算机硬件系统。

一般来说现在的PCI总线是目前个人电脑中使用最为广泛的接口,几乎所有的主板产品上都带有这种插槽。

PCI插槽也是主板带有最多数量的插槽类型,在目前流行的台式机主板上,ATX结构的主板一般带有5~6个PCI插槽,而小一点的MATX主板也都带有2~3个PCI插槽,可见其应用的广泛性。

2.微机软件系统结构包括1.系统软件常用的有Windows,linux,Dos,unix mac等。

2.应用软件如word之类。

3.中间件:中间件是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。

中间件位于客户机/ 服务器的操作系统之上,管理计算机资源和网络通讯3.主板:主板,又叫主机板、系统板或母板;它安装在机箱内,是微机最基本的也是最重要的部件之一。

主板上有自己的一套芯片组,还有cpu、Rom、Ram等设备的接口。

AT 主板已经过时。

A TX是目前市场上最常见的主板结构,推展插槽较多,pci插槽有4到6个大多数主板都是这个结构,而intel推出的新型主板BTx估计是未来主板的主力军。

还有一种是Micro ATX也叫Mini atx 就是常说的小板拓展插槽少,pci插槽3个以下。

一般用于上网本或者小机箱。

EATX和WA TX用于服务站和工作站的主板上。

芯片组是主板的核心组成部分,主机板的芯片组几乎决定着主板的全部功能,其中北桥芯片主板上离CPU最近的芯片,这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切,为了提高通信性能而缩短传输距离,北桥芯片的主要功能是控制内存以及cpu与内存交流、显示输出等功能。

北桥要比南桥更加重要。

北桥连接系统总线,担负着cpu 访问内存的重任。

南桥芯片(South Bridge)是主板芯片组的重要组成部分,一般位于主板上离CPU插槽较远的下方,PCI插槽的附近,这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。

南桥的主要功能是负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、音频控制器、键盘控制器等等。

4.硬盘:硬盘(是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。

这些碟片外覆盖有铁磁性材料。

一个硬盘一般经历了低级格式化、分区、高级格式化然后才到用户的手上,一般硬盘都是使用SATA口的,又叫串口硬盘,是未来PC机硬盘的趋势。

打印机分针式打印机、喷墨打印机、激光打印机显卡:显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,承担输出显示图形的任务。

民用显卡图形芯片供应商主要包括AMD(ATI)和Nvidia(英伟达)两家。

显卡分为独立显卡和集成显卡。

集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都做在主板上,与主板融为一体;集成显卡的显示芯片有单独的,但大部分都集成在主板的北桥芯片中,集成显卡的缺点:不能换新显卡,要说必须换,就只能和主板,CPU一次性的换。

独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上,自成一体而作为一块独立的板卡存在,它需占用主板的扩展插槽(ISA、PCI、AGP或PCI-E)。

独立显卡的缺点:系统功耗有所加大,发热量也较大,需额外花费购买显卡的资金。

显存,也被叫做帧缓存,它的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据。

如同计算机的内存一样,显存是用来存储要处理的图形信息的部件。

比如说的独立显卡512mb 就是说这个显卡的显存是512mb。

一般的电脑配置如内存的 ddr2 800MHZ 就说这个内存条的工作频率是800MHZ cpu的2.70ghz就是说这个cpu的工作频率是2.70ghz。

微型计算机硬件组装流程:步骤一:装机前的准备工作1、装机所需要的工具:十字螺丝刀2、注意事项:在安装前,先消除身上的静电,比如用手摸一摸自来水管等接地设备;对各个部件要轻拿轻放,不要碰撞,尤其是硬盘;安装主板一定要稳固,同时要防止主板变形,不然会对主板的电子线路造成损伤的。

步骤二:机箱、主机板、CPU的安装CPU的安装:CPU插座,它的一个角比其它三个角少一个插孔,CPU本身也是如此,所以CPU的接脚和插孔的位置是对应的,这就标明了CPU的安装方向。

安装CPU时先拉起插座的手柄,把CPU按正确方向放进插座,使每个接脚插到相应的孔里,注意要放到底,但不必用力给CPU施压,然后把手柄按下,这样,CPU就被牢牢地固定在主板上了,然后安装上CPU风扇,风扇是用一个弹性铁架固定在插座上的。

当取下CPU时,先取下风扇;然后要先把手柄拉起来,再取下CPU。

步骤三:主机板上内存条的安装安装内存条:安装内存条要小心不要太用力,以免掰坏线路,内存条上金属接脚端有两个凹槽,对应内存插槽上的两个凸棱,所以方向容易确定。

安装时把内存条对准插槽,均匀用力插到底就可以了。

同时插槽两端的卡子会自动卡住内存条。

取下时,只要用力按下插槽两端的卡子,内存就会被推出插槽了。

机箱的准备:打开机箱的外包装,看,随机箱会有许多附件,螺丝、档片等,在安装过程中,我们会一一用到它们的。

大的铁板用来固定主板,我们在此称之为底板,上面的这些铜柱是用来固定主板的,现在的机箱在出厂时就已经将固定柱安装好了;步骤四:主机板外置板卡连接、主机的数据线的连接安装显示卡:主板上黑色槽是ISA插槽,白色插槽是PCI槽,还有一个棕色的是AGP插槽,专门用来插AGP显示卡的。

把显示卡以垂直于主板的方向插入AGP插槽中,用力适中并要插到底部,保证卡和插槽的良好接触步骤五:机箱外部设备安装连接键盘和鼠标:最后还要把主机和显示器、键盘等部件连接起来。

因为组装电脑只是组装主机这一部分。

先来接键盘,键盘接口在主板的后部,是一个圆形的。

键盘插头上有向上的标记,连接时按照这个方向插好就行了。

这种圆口的PS/2鼠标就插在键盘上面的鼠标插孔中;如果你买的是AT主板,没有这种圆形的鼠标插孔,就要买串口的鼠标,并接在9针的串口连接器上。

连接显示器和音箱:接显示器的信号线, 15针的信号线接在显示卡上,电源接在主机电源上或直接接电源插座。

注意不要用力太猛。

接音箱,通常有源音箱接在Speaker口或Line-out口上,无源音箱就接在Speaker口。

BIOS: 是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。

其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。

CMOS: 互补金属氧化物半导体,电压控制的一种放大器件。

是组成CMOS数字集成电路的基本单元。

在计算机领域,CMOS常指保存计算机基本启动信息(如日期、时间、启动设置等)的芯片。

有时人们会把CMOS和BIOS混称,其实CMOS是主板上的一块可读写的RAM芯片,是用来保存BIOS的硬件配置和用户对某些参数的设定。

CMOS可由主板的电池供电,即使系统掉电,信息也不会丢失。

CMOS RAM 本身只是一块存储器,只有数据保存功能。

而对BIOS中各项参数的设定要通过专门的程序。

BIOS设置程序一般都被厂商整合在芯片中,在开机时通过特定的按键就可进入BIOS设置程序,方便地对系统进行设置。

因此BIOS 设置有时也被叫做CMOS设置。

硬盘分区和格式化:分区:分区:是物理磁盘的一部分,其作用如同一个物理分隔单元。

分区通常指主分区或扩展分区。

主分区:是标记为由操作系统使用的一部分物理磁盘。

一个磁盘最多可有4个主分区(或者如果有1个扩展分区,则最多有3个主分区)。

扩展分区:是从硬盘的可用空间上创建的分区,而且可以将其再划分为逻辑驱动器;创建扩展分区不需要有主分区。

新硬盘买来后都必须分区才能使用。

格式化:格式化是指对磁盘或磁盘中的分区(partition)进行初始化的一种操作,这种操作通常会导致现有的磁盘或分区中所有的文件被清除。

格式化通常分为低级格式化和高级格式化。

如果没有特别指明,对硬盘的格式化通常是指高级格式化。

低级格式化:低级格式化就是将空白的磁盘划分出柱面和磁道,再将磁道划分为若干个扇区,每个扇区又划分出标识部分ID、间隔区GAP和数据区DATA等。

可见,低级格式化是高级格式化之前的一件工作,它只能够在DOS环境来完成,低级格式化是一种损耗性操作,其对硬盘寿命有一定的负面影响。

高级格式化:高级格式化就是清除硬盘上的数据、生成引导区信息、初始化FAT表、标注逻辑坏道等。

一般我们重装系统时都是高级格式化,因为MBR不重写,所以有存在病毒的可能。

简单地说,高级格式化就是和操作系统有关的格式化,低级格式化就是和操作系统无关的格式化。

计算机故障诊断方法:1.直接感觉法2.交换法3.敲击和手压法 4.插拔法5.比较法 6.软件诊断法7.综合法。

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