硬件第3章2009
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计算机网络课后习题答案(第三章)
计算机网络课后习题答案（第三章）(2009-12-14 18:16:22)转载▼标签：课程-计算机教育第三章数据链路层3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答：链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？答：帧定界是分组交换的必然要求透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？答：无法区分分组与分组无法确定分组的控制域和数据域无法将差错更正的范围限定在确切的局部3-06 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制地址字段A 只置为0xFF。
第3章 'C54x的硬件结构 - -本
2014年1月14日
DSP原理及应用
11
3．两个定点数的除法
在通用DSP芯片中，一般不提供单周期的除法指令，为此必 须采用除法子程序来实现。二进制除法是乘法的逆运算。 乘法包括一系列的移位和加法，而除法可分解为一系列的 减法和移位。 除的过程就是除数逐步移位并与被除数比较的过程。在这 过程中，每一步都进行减法运算，如果够减，则将1插入商 中，否则补0。可以使被除数不动，除数右移。
Barrel Shifter
S
Adder (40)
COMP TRN TC
MSW/LSW Select
Zero
Sat
Round
E
2014年1月14日
TMS320C54x的组成框图
DSP原理及应用
18
第3章 TMS320C54x的硬件结构
3.2 ’C54x的主要特性和外部引脚
3.2.1 ’C54x的主要特性 1．CPU:利用其专用的硬件逻辑和高度并行 性提高芯片的处理性能。
② 若要将-0.125表示成Q12格式，则将-0.125乘以212得到-512，再将其表 示成2的补码数为FE00H，这也就是-0.125 的Q12格式表示。
2014年1月14日
DSP原理及应用
6
(2) 将某种动态范围较小的Qn格式转换为 动态范围较大的Qn格式。
对于不同动态范围的数据运算，在某些情况下会损失动态 范围较小的格式的数据精度。通常必须将动态范围较小的格 式的数转换为动态范围较大的格式的数。
2014年1月14日
I/O功能扩展接口 串行口 主机通信接口HPI 定时系统 中断系统
17
DSP原理及应用
System ControlProgram Address Generation Data Address Generation interface Logic(PAGEN) Logic (PAGEN) PC.IPTR.RC. BRC.RSA.REA ARAU0.ARAU1 AR0 ～AR7 ARP.BK.DP.SP
2009302540237陈鹏
(5) 显卡的安装，根据显卡总线选择合适的 显卡的安装， 插槽。 插槽。
计算机组装的基本步骤
(6) 声卡的安装，现在市场主流声卡多为PCI插槽 声卡的安装，现在市场主流声卡多为PCI插槽 的声卡。 的声卡。 (7) 驱动器的安装，主要针对硬盘、光驱和软驱进 驱动器的安装，主要针对硬盘、 行安装。 行安装。 (8) 机箱与主板间的连线，即各种指示灯、电源开 机箱与主板间的连线，即各种指示灯、 关线。PC喇叭的连接 以及硬盘、 喇叭的连接， 关线。PC喇叭的连接，以及硬盘、光驱和软驱电 源线和数据线的连接。 源线和数据线的连接。 (9) 盖上机箱盖(理论上在安装完主机后，是可以 盖上机箱盖(理论上在安装完主机后， 盖上机箱盖了，但为了此后出问题的检查， 盖上机箱盖了，但为了此后出问题的检查，最好 先不加盖，而等系统安装完毕后再盖) 先不加盖，而等系统安装完毕后再盖)。
光盘驱动器
功能： 听歌，看牒， 功能： 听歌，看牒， 装软件， 装软件，用游戏光牒 打游戏，等等。 打游戏，等等。有了 它，电脑处处充满生 机和活力。 机和活力。
计算机组装注意事项
计算机组装首先要保证人身安全， 计算机组装首先要保证人身安全，其次要避免损 坏硬件设备，要组装计算机需要注意以下几点： 坏硬件设备，要组装计算机需要注意以下几点： （1）认真阅读说明书 （2）要防静电 （3）各电源插头不要插反 安装板卡时不要用力过度， （4）安装板卡时不要用力过度，以免损坏板卡和 主板 通电之前全面检查，数据线、电源、 （5）通电之前全面检查，数据线、电源、各种指 示灯的连接要正确
连接CPU风扇电源 连接CPU风扇电源
计算机硬件的安装计算机硬件的安装-内存条
RAM必须配合主板 。 RAM 必须配合主板。 目前市 面 上 有 3 种 类 型 的 RAM ： SDRAM、 SDRAM 、 DDR SDRAM 与 DDRII SDRAM与 SDRAM ， 主 板 的 芯 片 组 决 定要选用哪种RAM ， 定要选用哪种 RAM， 可以在 主板使用手册中找到相关 规格。 规格。 内存条底部的限位可确保 RAM正确安装。 RAM正确安装。 在安装之前先将RAM 对齐其 在安装之前先将 RAM对齐其 插槽， 插槽 ， 然后小心地将模块 压入插槽中， 压入插槽中 ， 正确插入的 话 ， 两侧的卡口便会扣紧 。 两侧的卡口便会扣紧。
计算机维护课件 第3章
第三步、内存条的安装
现在用户普遍使用DDRAM内存条，下面我们以它的安 装为例进行说明：
弹 性 卡 柄
凹槽1
凹槽2
注意： 有些主板，特别是整合型一体化主板，如果有几个内存 插槽的话，则必需依序插入。 另外，如果要从主板的内存插槽取出内存条时，必须用 双手的食指同时向外侧压下插槽两侧的惮性卡柄，使卡柄与 内存条两侧的小缺口相脱离，再稍用力垂直向上取出内存条。
微机计算机硬件组装技术
第 3 章
3．1 微机计算机的配置 3．2 微机计算机的硬件组装 3．3 硬件组装的注意事项
3. 4 硬件故障的简单检查方法
本 章 总 结
返 回 主 页
第3章 微机计算机硬件组装技术
通过前面两章的学习，大家已经了解了微 机计算机的系统组成、整机性能评价因素等。 对微机计算机各组成部件的作用、分类、性能 特点、工作原理等有所熟悉和掌握。那么接下 来就应该开始配置和组装微机计算机了。其实， 组装一台微机计算机并不费事，应该说是一件 比较简单的事情。只要你熟悉了各组成部件以 后，再按照正确的组装流程进行操作，一般都 不会出什么意外。关键是要配置合理、操作得 当。
3．1．2 微机计算机硬件配置的步骤及注意事项
2．配置注意事项： （6）显示器可以说是微机计算机组成中的一个大件，价格 较昂贵且相对稳定，不会在短时间内，因过时而被淘汰。 选择时不能过于追求便宜来选择无质量保证的杂牌产品。 （7）现在市场上个性化的机箱相当多，面板的设计也很丰 富。在选择时不但要考虑美观大方、可做家庭装饰用选择键盘、鼠标及其它外设时，应首先搞清楚主机 板上是否有与它们相一致的标准接口，然后再决定配置 何种型号与品牌。 （9）有些外设可以根据当时的使用需要和经济状况做出选 择，不必一步到位，否则也可能是闲置。
第3章_计算机硬件-大学计算机(第4版)-高敬阳-清华大学出版社
3.4 计算机的引导过程
3.1 冯诺依曼模型
用一个算盘，一张纸，一支笔来计算 y=ax+b-c这个题目
算盘计算中用到：
1)纸:用于存储解题的原 始信息;
计算机与算盘类似相应部件
1)运算器:在计算机中 相当于算盘功能的部件；
2)存储器:在计算机中 相当于纸那样具有“记忆” 功能的部件;
2)算盘:用于对数据进行加、
3.2 计算机硬件组成 3.2.2 存储器
3.2 计算机硬件组成
3.2.2 存储器
内存储器的主要性能指标： （1）存储容量。 （2）存取时间：又称存储访问时间，是指从启动一次存储
器操作到完成该操作所经历的时间。通常用存取时间 的倒数来表示速度，如存取时间6ns的内存实际频率为 1/6ns=166MHz。 （3）存储周期：是指连续启动两次读操作所需间隔的最小 时间。通常，存储周期略大于存取时间。 （4）存储器带宽：是单位时间里存储器所存取的信息量， 通常以“位每秒”或“字节每秒”为单位。
3.2 计算机硬件组成
3.2.2 存储器
目前主要采用DRAM作为主存。在高、中档微机系统 中， DRAM芯片不是直接安装在主板上，而是由若干 DRAM芯片构成内存条,插入主板上的内存插槽使用。
内存条规格有多种，容量是其主要指标。目前主流的 内存为8GB/条，也有16GB/条的。主板上的内存条插槽数 一般为1—4个。主存的容量可以根据用户需要配置。
3.2 计算机硬件组成 3.2.2 存储器
CPU、内存、外存 运算性能比较 :
CPU
运
cache
算
速
主存（内存）
度
依
次 降
硬盘
IDE
低
IDE
光驱
3.1 冯诺依曼模型
用一个算盘，一张纸，一支笔来计算 y=ax+b-c这个题目
算盘计算中用到：
1)纸:用于存储解题的原 始信息;
计算机与算盘类似相应部件
1)运算器:在计算机中 相当于算盘功能的部件；
2)存储器:在计算机中 相当于纸那样具有“记忆” 功能的部件;
2)算盘:用于对数据进行加、
3.2 计算机硬件组成 3.2.2 存储器
3.2 计算机硬件组成
3.2.2 存储器
内存储器的主要性能指标： （1）存储容量。 （2）存取时间：又称存储访问时间，是指从启动一次存储
器操作到完成该操作所经历的时间。通常用存取时间 的倒数来表示速度，如存取时间6ns的内存实际频率为 1/6ns=166MHz。 （3）存储周期：是指连续启动两次读操作所需间隔的最小 时间。通常，存储周期略大于存取时间。 （4）存储器带宽：是单位时间里存储器所存取的信息量， 通常以“位每秒”或“字节每秒”为单位。
3.2 计算机硬件组成
3.2.2 存储器
目前主要采用DRAM作为主存。在高、中档微机系统 中， DRAM芯片不是直接安装在主板上，而是由若干 DRAM芯片构成内存条,插入主板上的内存插槽使用。
内存条规格有多种，容量是其主要指标。目前主流的 内存为8GB/条，也有16GB/条的。主板上的内存条插槽数 一般为1—4个。主存的容量可以根据用户需要配置。
3.2 计算机硬件组成 3.2.2 存储器
CPU、内存、外存 运算性能比较 :
CPU
运
cache
算
速
主存（内存）
度
依
次 降
硬盘
IDE
低
IDE
光驱
第3章开源硬件创意设计3.3选择硬件方案 -高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(教案)
知识应用：教授学生识别并选择适合特定应用场景（如测距范围、交互对象等）的传感器和执行机构，同时注意模块之间的兼容性和整合性。
学习重难点
教学重点
核心板选择的关键因素：
强调在选择核心板时需要考虑的多个因素，如运算性能、功耗、价格、内置资源、扩展板功能、学习成本和社区资源。
让学生了解各因素对项目成功的影响，并学会如何权衡这些因素以找到最佳的核心板选择。
分配新的项目任务（如数字乐器制作），让学生独立选择合适的周边模块，并解释选择的理由。
听取教师对周边模块选择的讲解，并提出疑问。
独立研究并根据新的项目需求，选择相应的周边模块，准备阐述选择的理由。
进一步加深学生对硬件选型的理解，从核心板扩展到整个系统的构建。
培养学生的独立思考能力和应用知识解决实际问题的能力。
绘制该环境监测系统的框图，包括核心板和所有周边模块的连接方式。
拓展题：
调研三种不同的开源硬件平台（例如Arduino, Raspberry Pi, Micro:bit），比较它们在学习成本、社区资源和硬件扩展性方面的差异。
基于你的调研结果，为一个初学者设计一个入门项目，考虑使用哪种硬件平台，并解释你的选择。
准备反馈表格或方式，便于学生和教师之间的沟通。
预备知识复习：
提醒学生复习相关的预备知识，如电路基础、编程基础等，以便他们能够更好地理解课程内容。
技术支持准备：
确保有足够的技术支持，以帮助解决学生在实践操作中可能遇到的技术问题。
教学环境检查：
检查教室设施，如投影仪、电脑、音响等是否正常工作，确保教学活动顺利进行。
提高开发效率
衡量核心板选择的重要因素
学习成本与社区资源：
选择学习容易且资源丰富的核心板
学习重难点
教学重点
核心板选择的关键因素：
强调在选择核心板时需要考虑的多个因素，如运算性能、功耗、价格、内置资源、扩展板功能、学习成本和社区资源。
让学生了解各因素对项目成功的影响，并学会如何权衡这些因素以找到最佳的核心板选择。
分配新的项目任务（如数字乐器制作），让学生独立选择合适的周边模块，并解释选择的理由。
听取教师对周边模块选择的讲解，并提出疑问。
独立研究并根据新的项目需求，选择相应的周边模块，准备阐述选择的理由。
进一步加深学生对硬件选型的理解，从核心板扩展到整个系统的构建。
培养学生的独立思考能力和应用知识解决实际问题的能力。
绘制该环境监测系统的框图，包括核心板和所有周边模块的连接方式。
拓展题：
调研三种不同的开源硬件平台（例如Arduino, Raspberry Pi, Micro:bit），比较它们在学习成本、社区资源和硬件扩展性方面的差异。
基于你的调研结果，为一个初学者设计一个入门项目，考虑使用哪种硬件平台，并解释你的选择。
准备反馈表格或方式，便于学生和教师之间的沟通。
预备知识复习：
提醒学生复习相关的预备知识，如电路基础、编程基础等，以便他们能够更好地理解课程内容。
技术支持准备：
确保有足够的技术支持，以帮助解决学生在实践操作中可能遇到的技术问题。
教学环境检查：
检查教室设施，如投影仪、电脑、音响等是否正常工作，确保教学活动顺利进行。
提高开发效率
衡量核心板选择的重要因素
学习成本与社区资源：
选择学习容易且资源丰富的核心板
第3章 CNC装置及接口
GZU
第四节 CNC装置的接口电路 装置的接口电路
1 2 3 机床I/O接口 机床 接口 标准输入输出设备接口 串行数据通信及接口
GZU
1，机床I/O接口 ，机床 接口
机床I/O 机床I/O接口
功能：用来接收机床操作面板上的开关、按钮 功能： 信号及机床的各种限位开关信号；且用 来把机床工作状态指示灯信号送到机床 操作面板，把控制机床动作的信号送到 强电柜。
GZU
单装置
单微处理器结构的CNC装置，由一个微处 理器CPU通过总线与存储器、PLC、位置控制器 及各种接口相连，采用集中控制与分时处理的 方式，完成数控各项任务。
图3-2中，CPU通过总线与存储器（RAM、EPROM）、 PLC、位置控制器及各种接口相连。
GZU
可编程控制器PLC PLC简介 第三节 可编程控制器PLC简介
一、概述 PLC的结构组成和工作原理 二、PLC的结构组成和工作原理 PLC在数控机床上的运用 三、PLC在数控机床上的运用
GZU
一、概述
随着计算机技术的迅速发展，20世纪70年代出现了采用微计算机技 术制造的一种通用的自动控制系统----可编程控制器（简称PLC）。 小型PLC完全可以取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制、顺序 控制、定时等功能；大型高档PLC还具有微型计算机的数据处理、模 拟量调节以及联网通讯等功能。 PLC把计算机功能完善、灵活、通用的特点与继电器控制系统的简单 易懂、抗干扰能力强等优点相结合，具有通用性强、可靠性高、编 程简单、使用方便、抗干扰能力强等优点，已广泛用于机械、冶金、 石油、化工、电力、纺织等行业，是目前机电一体化、自动控制领 域的首选控制器件。
GZU
前后台型软件结构 中断型软件结构 实时操作系统软件结构（发展趋势）
[计算机硬件及网络]第3章-80C51单片机的存储器结构
![[计算机硬件及网络]第3章-80C51单片机的存储器结构](https://img.taocdn.com/s3/m/f3c2bb685627a5e9856a561252d380eb629423b7.png)
针），用于访问外部数据存储器和程序存储器，一
般用于存放的是外部数据存储器和程序存储器的地 址（外部数据存储器的地址也是16位）。存储器结 构见图3-7所示。
图3-7 外部数据存储器结构
FFFFH
外部数据 储存器64K (SRAM）
0000H
3.3.3 特殊功能寄存器（SFR）
80C51系列单片机内的锁存器、定时器、 串行口、数据缓冲器及各种控制寄存器、状 态寄存器都以特殊功能寄存器（SFR）的形 式出现，它们离散地分布在高128位片内 RAM 80H~FFH中。51子系列共有18个特殊 功能寄存器，占用21个单元，其余107个单 元用户不好使用（AT89C51)。
★ 这32个单元可以使用“直接寻址” 方 式，也可使用“寄存器寻址”方式来进行访 问。
★ 4组中的R0和R1除了“直接寻址”和 “寄存器寻址”外，还可采用“寄存器间接 寻址”方式来访问。
（2） 位寻址区（20H~2FH）
这16个RAM 单元具有双重功能。它们既 可以像普通RAM 单元一样按字节存取，即 “直接寻址（direct）”也可以对每个RAM 单元中的任何一个二进制位单独存取，这就 是位寻址(bit)，80C51单片机为这些区域专 门设置了位处理器（一个1位的CPU），用于 这些空间的访问，如图3-6所示。
在指令系统中对于这些空间的访问有以下方法：
● 可以采用“直接寻址”的方式去访问这16个单元； 如：MOV A , 20H （MOV A , direct）
● 也可以采用“位寻址（bit）”的方式去访问这128个二进 制位。
如：MOV C , 00H （MOV C , bit） 该指令就是把00H中的一个二进制数送到C中。 指令中“bit”，指的就是位地址“00H~7FH”。
般用于存放的是外部数据存储器和程序存储器的地 址（外部数据存储器的地址也是16位）。存储器结 构见图3-7所示。
图3-7 外部数据存储器结构
FFFFH
外部数据 储存器64K (SRAM）
0000H
3.3.3 特殊功能寄存器（SFR）
80C51系列单片机内的锁存器、定时器、 串行口、数据缓冲器及各种控制寄存器、状 态寄存器都以特殊功能寄存器（SFR）的形 式出现，它们离散地分布在高128位片内 RAM 80H~FFH中。51子系列共有18个特殊 功能寄存器，占用21个单元，其余107个单 元用户不好使用（AT89C51)。
★ 这32个单元可以使用“直接寻址” 方 式，也可使用“寄存器寻址”方式来进行访 问。
★ 4组中的R0和R1除了“直接寻址”和 “寄存器寻址”外，还可采用“寄存器间接 寻址”方式来访问。
（2） 位寻址区（20H~2FH）
这16个RAM 单元具有双重功能。它们既 可以像普通RAM 单元一样按字节存取，即 “直接寻址（direct）”也可以对每个RAM 单元中的任何一个二进制位单独存取，这就 是位寻址(bit)，80C51单片机为这些区域专 门设置了位处理器（一个1位的CPU），用于 这些空间的访问，如图3-6所示。
在指令系统中对于这些空间的访问有以下方法：
● 可以采用“直接寻址”的方式去访问这16个单元； 如：MOV A , 20H （MOV A , direct）
● 也可以采用“位寻址（bit）”的方式去访问这128个二进 制位。
如：MOV C , 00H （MOV C , bit） 该指令就是把00H中的一个二进制数送到C中。 指令中“bit”，指的就是位地址“00H~7FH”。
第3章计算机硬件组成及工作原理
3)时间控制 对各种操作实施时间上的定时称为时间控制。 在计算机中，各种指令的操作信号以及一ห้องสมุดไป่ตู้指令的整个执行 过程都受到时间的严格定时。 4)数据加工 数据加工就是对数据进行算术运算和逻辑运算 处理。
2.3.1 CPU组成
控制器和运算合称为中央处理单元(Central Processing Unit)，简称CPU。CPU是使整部计算机能 够运作的最核心、最重要的组件。 其作用就是当计 算机系统开始运行时，CPU从内存中读取操作它的软 件的指令与数据，透过ALU运算出结果后存回内存， 同时由主机板，与外界的I/O外围沟通，达到数据处 理的目的。
是CPU与内存RAM、ROM和输入/输出设备接口之间进行通讯 的通路。本节主要介绍片外总线。系统总线、I/O总线、 外部总线都是片外总线。
1. 系统总线——（也叫前端总线FSB）一般为CPU与存储
器(L2 Cache)、芯片组之间的连接总线。是CPU的数据、 指令等传输通道，也是I/O总线的过度总线。
总线的基本概念
3）数据送到哪里——地址总线作用
通过地址总线确定数据的来源和去向。
00
部数件据 1
地址总线
10
10
数据总线
01 部件2
10
数据
10 部件3
10
数据
11 部件4
10
3.1.2 计算机的总线结构
总线的定义：
总线就是各种信号线的集合，是计算机各部件之间传送数据、地址 和控制信息的公共通路。总线通过分时共享的方式，将信息以一个或多 个源部件传送到一个或多个目的,是计算机中传输数据的公共通道。
于丰富程序设计手段、方便程序编制、提高程序的 质量、减少访问主存的次数以及压缩程序占用的内 存空间等方面都起着重要作用。每台计算机的指令 系统都有自己的一套寻址方式。
2.3.1 CPU组成
控制器和运算合称为中央处理单元(Central Processing Unit)，简称CPU。CPU是使整部计算机能 够运作的最核心、最重要的组件。 其作用就是当计 算机系统开始运行时，CPU从内存中读取操作它的软 件的指令与数据，透过ALU运算出结果后存回内存， 同时由主机板，与外界的I/O外围沟通，达到数据处 理的目的。
是CPU与内存RAM、ROM和输入/输出设备接口之间进行通讯 的通路。本节主要介绍片外总线。系统总线、I/O总线、 外部总线都是片外总线。
1. 系统总线——（也叫前端总线FSB）一般为CPU与存储
器(L2 Cache)、芯片组之间的连接总线。是CPU的数据、 指令等传输通道，也是I/O总线的过度总线。
总线的基本概念
3）数据送到哪里——地址总线作用
通过地址总线确定数据的来源和去向。
00
部数件据 1
地址总线
10
10
数据总线
01 部件2
10
数据
10 部件3
10
数据
11 部件4
10
3.1.2 计算机的总线结构
总线的定义：
总线就是各种信号线的集合，是计算机各部件之间传送数据、地址 和控制信息的公共通路。总线通过分时共享的方式，将信息以一个或多 个源部件传送到一个或多个目的,是计算机中传输数据的公共通道。
于丰富程序设计手段、方便程序编制、提高程序的 质量、减少访问主存的次数以及压缩程序占用的内 存空间等方面都起着重要作用。每台计算机的指令 系统都有自己的一套寻址方式。
大学计算机基础第三章-微型计算机硬件组成
外部设备
大学计算机基础
大学计算机基础
3.2 微型计算机硬件系统
3.2.1 CPU 3.2.2 主板 3.2.3 存储器 3.2.4 总线与接口 3.2.5 输入/输出设备
大学计算机基础
3.2.1 CPU
1. CPU分类 CPU组成：运算器、控制器和寄存器组，通过内部数 据总线传送信息。 CPU有通用CPU和嵌入式CPU。其区别主要在于应 用模式的不同。
- ④ 外存储器容量 指硬盘容量
- ⑤ 配置的外部设备
大学计算机基础
3. 微型计算机的发展方向
–① 高速化 处理器主频 –② 超小型化 典型的标志是笔记本电脑和PDA
的流行。 –③ 多媒体化 全新的多、虚拟现实技术 和发展多媒体通信等。 –④ 网络化 网络计算机、具有联网功能的 PDA以及各种类型的个人计算机等正在飞速发展。 –⑤ 隐形化 今后将摆脱显示屏、键盘加主机 的传统形象，电视计算机、影音计算机等将大量 出现。
• 通用CPU追求高性能，功能比较强，能运行复杂的 操作系统和大型应用软件；
• 嵌入式CPU则强调处理特定应用问题的高性能，主 要用于运行面向特定领域的专用程序，配备轻量级操 作系统，在功能和性能上有很大的变化范围。
大学计算机基础
2.衡量CPU性能的主要技术指标
1. CPU字长 CPU内部各寄存器之间一次能够传送的数据位。即同一时间能一次处理的 二进制数的位数。下一步的主流CPU是64位。
大学计算机基础
微机主板结构图 CPU插槽
内存插槽
芯片组 电池 总线插槽
鼠标插口 键盘插口
大学计算机基础
图3-2.2 微机主板图
并行接口
USB接口
串行接口
1. CPU插槽
第3章 硬件描述语言
3.2 VHDL程序的基本结构
2.实体 实体是设计中最基本的模块。 实体实体中定义了该设计所需的输入/输出信号， 信号的输入/输出类型（即端口模式）及数据类型。 1）实体的格式如下： entity <entity_name实体名>is port <port list for your design，列出设计的输 入/输出 信号端口> end <entity_name>;
3.3 VHDL的语法要素
1. VHDL文字规则 （1）标识符 是描述VHDL语言中端口、信号、常数、变量以及函数 等的名称的字符串 VHDL'87标识符书写规则如下： 1）使用的字符：26个英文字母，数字0~9以及下划线。 2）标识符必须以英文字母开始。 3）下划线的前后必须是英文字母。 4）VHDL中用于标识符的英文字母不区分大小写。 5）标识符中不能有空格。 6）标识符不能与VHDL的关键字重名。
3.3 VHDL的语法要素
2.VHDL数据对象
VHDL语言常用的数据对象为信号、常量、变量。 1）常量在设计描述中保持某一规定类型的特定值不变。 常量（Constant）常量的描述格式： CONSTANT 常数名：数据类型:=表达式； 2）信号（Signal）用于声明内部信号，其在元件之间起互联作用， 可以赋值给端口信号。
3.2 VHDL程序的基本结构
2）例如：四位二进制计数器，则该计数器的实体部分如下： entity cntm16 is --实体 port (ci : in std_logic; nreset : in std_logic; clk : in std_logic; co : out std_logic; qcnt : buffer std_logic_vector(3 downto 0) ); end cntm16; 上述实体对应的原理图符号如下图：
《计算机组装和维护教程》第三章：计算机外设部件
/webnew/
3.3.2刻录机
2.刻录机相关技术简介 （4）缓存容量 缓存大小直接影响刻录是否顺利，当缓存被用尽的时 候刻录很容易失败，同时也会影响到速度，需要等待缓存 重新写入再进行工作，造成对时间上的浪费，因此较大的 缓存容量会给刻录机的性能带来较大的提升。目前家用刻 录机缓存容量有2MB和8MB两种选择，2MB缓存是比较合理 的，价格适中。
3.3.1 光驱
图3.14 CD立体声插孔 /webnew/
1.光盘驱动器基本结构 接下来看一下光驱的后部接口，如图3.16所示。
3.3.1 光驱
图3.16 光驱后部接口
图3.17所示，左边是40针的IDE接口，右边是电源插口。
图3.17 光驱数据接口与电源接口 /webnew/
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3.键盘的选购
3.2.1 键盘
（1）手感 （2）按键数目 （3）键帽:键帽第一看字迹，激光雕刻的字迹耐磨，印刷的字迹易 脱落。将键盘放到眼前平视，你会发现印刷的按键字符有凸凹感，而激 光雕刻的键符则比较平整。 （4）键程:很多人喜欢键程长一点的，按键时很容易摸索到。也有 人喜欢键程短一点的，认为这样打字时会快一些。 （5）键盘接口:目前大多数键盘使用的PS/2接口，不过现在市场已 经出现USB接口的键盘。USB接口键盘最大的特点就是可以支持即插即 用。但是价格上要高于PS/2接口的键盘。 （6）品牌、价格:最后一点就是看品牌和价格了，相信在挑选键盘 时同等质量，同等价格下你会挑选名牌大厂的键盘了，大厂品牌能给人 一定的信誉度和安全感。
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2.光电鼠简介
3.2.2 鼠标
在光电鼠标内部有一个发光二极管，通过该发光二极管发出的光， 照亮光电鼠标底部表面（这就是为什么鼠标底部总会发光的原因）；然 后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，如图 3.11所示，传输到一个光感应器件（微成像器）内成像。这样，当光电 鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像，最后 利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片（DSP，即数字微处理器） 对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征 点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成 光标的定位。
第3章计算机硬件与环境安全课件
对PC机文件的保护通常有以下四种形式：计算机资源的访问控制功能；由个人用户对文件进行加密；防止对文件的非法拷贝；对整体环境进行保护，表面对文件不保护，实际上在某种范围内保护。
Байду номын сангаас
可能是因为过于考虑PC机的个人特性和使用的方便性的缘故，PC机操作系统没有提供基本的文件访问控制机制。在DOS系统和Windows系统中的文件的隐藏、只读、只执行等属性以及Windows中的文件共享与非共享等机制是一种很弱的文件访问控制机制。
声音
笔迹或签名
分析某人的笔迹或签名不仅包括字母和符号的组合方式，还包括在书写签名或单词的某些部分用力的大小，或笔接触纸的时间长短和笔移动中的停顿等细微的差别。分析是通过一支生物统计学笔和板设备进行的，可将书写特征与存储的信息相比较。
文件打印出来后看起来是一样的，但它们被打印出来的方法是不一样的。这是击键分析系统的基础，该系统分析一个人的打字速度和节奏等细节特征。
在硬盘或软盘的磁介质表面的残留磁信息也是重要的信息泄漏渠道，文件删除操作仅仅在文件目录中作了一个标记，并没有删除文件本身数据存区，有经验的用户可以很容易恢复被删除的文件。保存在软盘上的数据很容易因不小心划坏、各种硬碰伤或受潮霉变而无法利用。
内存空间之间没有保护机制，即使简单的界限寄存器也没有，也没有只可供操作系统使用的监控程序或特权指令，任何人都可以编制程序访问内存的任何区域，甚至连系统工作区（如系统的中断向量区）也可以修改，用户的数据区得不到硬件提供的安全保障。
温度
一般电子元器件的工作温度的范围是0℃~45℃，当环境温度超过60℃时，计算机系统就不能正常工作，温度每升高10℃，电子元器件的可靠性就会降低25%。元器件可靠性降低无疑将影响计算机的正确运算，影响结果的正确性。
第3章数字测图系统硬件
全站型电子速测仪（Electronic Theometer Total Station），它由电子经纬仪、光电（主要 为红外线）测距、电子微处理器及数据自动记 录装臵等部分构成。 (一)全站型电子速测仪的特性 1.自检与改正功能 2.大容量内存 3.双向传输功能 4.程序化 5.智能化：单人测量系统
（三）目标的自动识别与照准
自动目标识别并驱动轴系
照准目标，把测量员从全站 仪测量工作中最为繁重一项
操作——人工照准目标中解化”又上了一个新的台阶。
三、徕卡全站仪—新技术的领导先驱
（四）全站仪的无合作目标测距
有的时候，在目标点 上要摆反射棱镜是比较麻 烦的，甚至是不可能的， 此时要测距怎么办呢？ 现在有同轴型的全站 仪，可以无合作目标测距， 即所谓的“测站”单人测 量系统。
增量式光栅度盘测角原理
3．动态光栅度盘测角原理
n0 0
(1).粗测 粗测 n0 只能够测定角度值中的大数。 (2).精测
T 0 T0
式中：0—动态度盘旋转过角度0 所用的时 T 间； △T—转过 所用的时间。
4.读数系统 （1）编码度盘的读数系统 在用编码度盘的电子经纬仪中，通过光电 探测器获取特定度盘的编码信息，并由微处理器 译码，最后将编码信息转换成实际的角度值。
一、计算机硬件（略） 二、部分输入、输出设备
1.图形数字化仪 数字化仪由数字化板、定标器及控制电路组成。 数字化板：一个精细的坐标系。 主要技术指标：分辨率、精确度和幅面大小。 分辨率：是能分开相邻两点的最小间距，通常为 ±0.01mm~±0.05mm，即500线/mm~500线/mm。 精确度：指量测坐标值与原图坐标值的符合精度， 一般为±0.025mm~±0.20mm； 有效工作幅面：最小为280mm×280mm，最大可 达1000mm×1200mm。图纸的幅面由A4~A0。
第3章计算机硬件系统
总线是指计算 机系统中能够为多 个部件共享的公共 信息通道,是计算机 信息通道 是计算机 系统的骨架
CPU 通过总线与内存交换数据
3.2 系统单元 系统主板与时钟频率 系统主板：又称为底板或母板, 系统主板：又称为底板或母板,它是整个 计算机系统的通信网, 计算机系统的通信网,系统单元的每个元 器件直接连接到系统主板, 器件直接连接到系统主板,它们通过系统 主板进行数据的交换 系统时钟：控制计算机操作的速度， 系统时钟：控制计算机操作的速度，这 个速度用兆赫（MHz）表示。 个速度用兆赫（MHz）表示。１兆赫等于 每秒一百万周期，时钟周期速度越快， 每秒一百万周期，时钟周期速度越快， 则计算机处理信息的速度就越快
存储位
存储单元
0000H 0001H 0002H
（字节） 字节）
存储体
存储单元地址
FFFFH
存储体结构图
例3.1 CPU 从内存读取地址为 44H中的数据 中的数据54 44H中的数据54
将数据35 35放入内存地址 例3.2 CPU 将数据35放入内存地址 为 48H中 48H中
3.3 输入输出系统
微型计算机一般由主机箱、显示器、键盘、鼠标、 微型计算机一般由主机箱、显示器、键盘、鼠标、 打印机组成，主机箱里面一般有主板、硬盘、软驱、 打印机组成，主机箱里面一般有主板、硬盘、软驱、 光驱、电源，主板上一般插有CPU、内存、显示卡等。 光驱、电源，主板上一般插有 、内存、显示卡等。
微 型 计 算 机
冯·诺依曼体系结构 诺依曼体系结构 体系结构指的是,构成系统 体系结构指的是 构成系统 主要部件的总体布局、 主要部件的总体布局、部件的 主要性能以及这些部件之间的 连接方式。 连接方式。 诺依曼体系结构的要点： 冯·诺依曼体系结构的要点： 诺依曼体系结构的要点 计算机由运算器、 计算机由运算器、控制器 存储器、 、存储器、输入设备和输出设 大部分组成。 备5大部分组成。 大部分组成
江西新华电脑学院,硬件课3课件
一份付出 一份收获
26
LGA 775 Socket T
一份付出 一份收获
27
Socket 1366
一份付出 一份收获
28
Socket 940
一份付出 一份收获
Socket 754
29
SOCKET AM2/AM3
一份付出 一份收获
30
SLOT 1
一份付出 一份收获
31
INTEL CPU架构
34
Thoroughbred BO核心 Athlon XP
一份付出 一份收获
Throton核心的Athlon XP
35
Sempron
一份付出 一份收获
Barton核心的Athlon XP
36
CPU辨识
一份付出 一份收获
37
Athlon64 FX-55
Athlon64 3800+ NewCastle核心，Socket939封装
47
寄存器
CPU
内存条 CACHE
一份付出 一份收获
其它设备
17
5、FSB（前端总线频率）： CPU与内存条之间交换数据 的频率
一份付出 一份收获
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6、工作电压 早期一般为5V左右 目前一般为1V—2.0V左右 越低越好
一份付出 一份收获
19
7、制造工艺 • 制造工艺是指IC内电路与电路之间的 距离 • 越来越小（微米）越小越好 • 0.5 0.35 0.25 0.180.130.09 0.065 0.045（45ns） 0.032（32ns）
比喻CPU是老师 ,L1是教室,L2是礼堂.L3是家里,一般情况下 老师要找学生(数据)先到教室找,因为学生在这里的概率 大 然后老师发现教室里没人 就跑到大礼堂(2级缓寸)去 找 在这里找到学生的概率也不算小 如果再没有就只有拿 着家庭住址(路径)找了 显然,一级缓寸是速度最快的,它越 大就越好,一级缓存差别都不大，主要是二级缓存越大越好
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如高能奔腾(Pentium Pro)、多能奔腾(Pentium MMX)、 2代奔腾Pentium Ⅱ、3代奔腾(Pentium Ⅲ)、4代奔腾 (Pentium Ⅳ)等
第 3 章 80X86微处理器 6
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3.2 80X86微处理器系统组成
指令预取部件IPU 预取器/段界限校验器
指令预取队列 指令 指令译码部件IDU 指令译码器 译码指令队列 指 令 字 节
与8086/8088中的BIU类似
负责微处理器与存储器、I/O接口之间传送数据
由它产生访问I/O端口所需的地址、数据和命令信号
没有其它总线请求时，BIU会自动取出下一条指令，送
到指令预取队列中
第 3 章 80X86微处理器
9
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2.指令预取部件IPU (Instruction Prefetch Unit)
接下页
第 3 章 80X86微处理器
存储器 I/O接口 协处理器
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3.2.1 内部构件
接口部件BIU (Bus Interface Unit)
指令预取部件IPU (Instruction Prefetch Unit)
指令译码部件IDU (Instruction Decode Unit)
下面分别介绍
第 3 章 80X86微处理器 13
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(1)分段部件
分段是将存储空间分成若干个存储区域(或地址空间)
每个存储区域称为一个段，每个段独立、被保护
分段提供隔离代码、数据、堆栈的机制，每个程序可以 使用若干个段
分段可以隔离任务，使多个程序(或任务)在同一个CPU 上运行，互不干扰
第 3 章 80X86微处理器
21
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新增标志位介绍(2)
31 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF AF PF CF 保留 ID VIP VIF AC VM RF
80X86是8086/8088之后微处理器的总称 包括80286、80386、80486、Pentium系列等 是8086/8088的延续和扩展
第 3 章 80X86微处理器
3
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1. 80X86微处理器发展概况
(1)16位结构的80286微处理器
从此，机器有多种工作模式。有兼容8086/8088的模式，
第 3 章 80X86微处理器 15
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6.浮点运算部件FPU (Floating Point Unit)
用于完成浮点数运算、二进制整数运算、十进制数串运算等 80486以后把FPU集成到CPU芯片内,使引线缩短，加快了运算速度 FPU内有浮点专用的加法器、乘法器和除法器，还有其他寄存器 如Pentium的FPU包括8个80位寄存器、3个16位寄存器和5个错误 指针寄存器
标志的虚拟映像)。
第 3 章 80X86微处理器
23
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新增标志位介绍(4)
31 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF AF PF CF 保留 ID VIP VIF AC VM RF
负责从存储器(高速缓存Cache或内存)中取出指令，按顺序 放到指令预取队列中
8086指令预取队列长度6个字节,80386是16个字节，80486
是32个字节
指令预取队列存放从存储器取出的未经译码的指令。
预取队列不满或发现是转移指令时，就向BIU发取指令请求
段预取界限校验器用于检验地址是否超出段界限。
处理器)、高速缓冲存储器(Cache)集成在一块芯片上
的产品，是一种完整的32位微处理器。
采用8KB统一的代码和数据高速缓冲存储器(Cache)
接下页
第 3 章 80X86微处理器 5
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1. 80X86微处理器发展概况
(4)Pentium(奔腾)系列微处理器
Pentium含义5，即80586。具有高性能的浮点运算部件 分开数据Cache(高速缓冲存储器)、代码Cache 不断推出新型号的Pentium产品，形成Pentium系列
逻辑地址
分段部件SU 段描述符高速缓冲存储器 段界限和属性校验器 线性地址 分页部件PU 页描述符高速缓冲存储器 控制和属性校验器 物理地址 总线接口部件BIU 总线请求判优 数据和地址驱动 控制信号驱动 协处理器控制
7
译好码的指令 执行部件EU 算术逻辑单元ALU 64位桶形移位寄存器 操作数和结果 8个32位通用寄存器 控制和保护测试机构
虚拟中断挂起标志VIP(Virtual Interrupt Pending) 与虚拟中断标志VIF联合使用。VIP＝1时表示一个中断被挂起(待
执行)。VIP＝0表示没有挂起的中断。处理器读取该位，但不修改 它，由软件设定该标志。
识别标志ID(Identification)
表示CPU是否支持CPUID指令。该指令用于获得CPU类型、型号、制
第 3 章 80X86微处理器
10
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3.指令译码部件IDU (Instruction Decode Unit)
负责从指令预取队列取出指令，并进行译码
将译码后的可执行指令放入已译码指令队列中，等待
执行部件处理
译码指令队列可容纳多条指令。如80386可容纳3条
一旦译码指令队列有空闲，IDU就从指令预取队列中取
执行部件EU (Execution Unit)
分段部件SU (Segment Unit)
下面分别介绍
分页部件PU (Paging Unit)
80486以后微处理器把浮点部件FPU(Floating Point Unit)也集成到CPU芯片内
第 3 章 80X86微处理器
8
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1.总线接口部件BIU (Bus Interface Unit)
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1. 8个通用寄存器
bit31 bit16 bit15
EAX (Extended AX) 1.EAX
2.EBX
•低16位可作独立寄存器 3.ECX •低16位分2个8位寄存器
4.EDX
5.ESI 6.EDI 7.EBP 8.ESP
bit8 bit7 bit0 AX AH AL BX BH BL CX CH CL DX DH DL SI DI BP SP
恢复标志RF(Resume Flag) 用于控制在Debug调试模式中如何响应异常。RF=1时遇到断点或调试故障
时不产生异常中断。RF=0时遇到调试故障时产生异常中断。每执行完一条
指令，RF自动置0。
虚拟模式标志VM(Virtual Mode)
用于设置处理器为虚拟8086模式。当VM=0，处理器工作于保护模式，它是
造商信息、商标信息、序列号和缓存等一系列CPU信息。
第 3 章 80X86微处理器
24
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4.段寄存器(Segment Register)
CS、DS、ES、SS、FS、GS
新增FS、GS，作附加数据段寄存器使用，用于扩大数据存储区域 每个段寄存器对应一个64位(隐含)段描述符寄存器 段寄存器也称段选择符或段选择子
其他操作
桶形移位器与ALU并行操作，可加速乘法、除法、位、
移位操作
第 3 章 80X86微处理器 12
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5.分段部件和分页部件
分段部件SU(Segment Unit) 分页部件PU(Paging Unit) 两者构成存储器管理部件MMU(Memory Management Unit) 用于管理存储器
机器的本机模式，能够真正发挥机器的所有特性和作用。设置VM=1，处理
器可从保护模式切换到模拟8086模式。要使VM＝1，只能在保护模式下通过
执行任务返回指令IRET或任务切换实现。
第 3 章 80X86微处理器 22
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新增标志位介绍(3)
31 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF AF PF CF 保留 ID VIP VIF AC VM RF
出后续指令进行译码，并填充译码指令队列
第 3 章 80X86微处理器
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4.执行部件EU (Execution Unit)
负责执行指令，与8086/8088中的EU类似
该部件包括1个32位算术运算单元ALU、8个32位通用寄
存器、1个64位圆桶形移位寄存器、1个乘法或除法器
桶形移位寄存器能实现数据移位、位操作，用于乘法及
有发挥机器新功能的工作模式。
首次应用虚拟存储器概念，即利用外存模拟内存。
(2)32位的80386微处理器 在此之后，不断推出新型号的32位微处理器。
接下页
第 3 章 80X86微处理器 4
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1. 80X86微处理器发展概况
(3)80486微处理器
将80386微处理器、80387数字协处理器(80387浮点协
第 3 章 80X86微处理器
19
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3.标志寄存器EFLAGS (Extended Flags)
是一个32位标志寄存器，低16位称为FLAGS
31 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF AF PF CF 保留 ID VIP VIF AC VM RF