计算机组成原理(第八章 外围设备)
计算机组成原理(简答题)
计算机组成原理(简单题)第一章概论1、计算机的应用领域：科学计算、数据处理、实时控制、辅助设计、通信和娱乐。
2、计算机的基本功能：存储和处理外部信息，并将处理结果向外界输出。
3、数字计算机的硬件由：运算器、控制器、存储器、输入单元和输出单元。
4、软件可以分成系统软件和应用软件。
其中系统软件包括：操作系统、诊断程序、编译程序、解释程序、汇编程序和网络通信程序。
5、计算机系统按层次进行划分，可以分成，硬件系统、系统软件和应用软件三部分。
6、计算机程序设计语言可以分成：高级语言、汇编语言和机器语言。
第二章数据编码和数据运算1、什么是定点数？它有哪些类型？答：定点数是指小数点位置固定的数据。
定点数的类型有定点整数和定点小数。
2、什么是规格化的浮点数？为什么要对浮点数进行规格化？答：规格化的浮点数是指规定尾数部分用纯小数来表示，而且尾数的绝对值应大于或等于1/R并小于等于1。
在科学计数法中，一个浮点数在计算机中的编码不唯一，这样就给编码带来了很大的麻烦，所有在计算机中要对浮点数进行规格化。
3、什么是逻辑运算？它有哪些类型？答：逻辑运算时指把数据作为一组位串进行按位的运算方式。
基本的逻辑运算有逻辑或运算、逻辑与运算和逻辑非运算。
4、计算机中是如何利用加法器电路进行减法运算的？答：在计算机中可以通过将控制信号M设置为1，利用加法器电路来进行减法运算。
第三章存储系统1、计算机的存储器可以分为哪些类型？答：计算机的存储器分成随机存储器和只读存储器。
2、宽字存储器有什么特点？答：宽字存储器是将存储器的位数扩展到多个字的宽度，访问存储器时可以同时对对个字进行访问，从而提高数据访问的吞吐量。
3、多体交叉存储器有什么特点？答：多体交叉存储器是由对个相互独立的存储体构成。
每个存储器是一个独立操作的单位，有自己的操作控制电路和存放地址的寄存器，可以分别进行数据读写操作，各个存储体的读写过程重叠进行。
4、什么是相联存储器？它有什么特点？答：相联存储器是一种按内容访问的存储器。
计算机组成外围设备课件
外围设备的作用
01
信息输入
外围设备可以将数据、图像、 声音等信息输入到计算机中，
供计算机处理和使用。
02
信息输出
外围设备可以将计算机处理后 的信息输出到屏幕、打印机、 音响等设备上，供用户查看和
使用。
03
数据存储
外围设备可以作为计算机的外 部存储器，用于存储大量的数
据、文件和程序等。
外围设备的性能指标
05
外存储器
硬盘驱动器
03
硬盘驱动器概述
工作原理
性能指标
硬盘驱动器是一种旋转式外存储器，通过 高速旋转的磁盘和读写头实现数据的存储 和读取。
硬盘驱动器由多个磁盘片组成，数据存储 在磁盘片表面的磁道上。读写头在磁盘表 面移动，实现对数据的读写操作。
硬盘驱动器的性能指标包括存储容量、数 据传输速率、平均无故障时间等。
03
输出设备
显示器
01
显示器是计算机最重要的输出 设备之一，用于显示文字、图
形和视频等信息。
02
显示器按照工作原理可以分为 阴极射线管显示器（CRT）、 液晶显示器（LCD）、等离子
体显示器（PDP）等。
03
CRT显示器利用电子束激发荧 光物质发光，具有色彩鲜艳、 亮度高、视角大等优点，但体
积较大、重量较重。
数据线的种类
包括USB线、HDMI线、网线等， 根据不同的需求选择合适的数据线 。
数据线的维护
定期检查数据线是否完好，避免破 损或接触不良等情况，影响数据传 输。
外设接口卡
外设接口卡的作用
扩展计算机的接口，连接 更多外设设备。
外设接口卡的种类
包括PCI、PCI-E等接口卡 ，根据需要选择相应的接 口卡。
《计算机组成原理-白中英版》习题答案
第二章运算方法和运算器1.写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示（用8位二进制数）。
其中MSB是最高位（又是符号位）LSB是最低位。
如果是小数，小数点在MSB之后；如果是整数，小数点在LSB之后。
(1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小数表示-1 (5) 用整数表示-1解：(1)先把十进制数-35/64写成二进制小数：(-35/64)10=(-100011/1000000)2=(-100011×2-6)2=(-0.100011)2令x=-0.100011B∴ [x]原=1.1000110 (注意位数为8位) [x]反=1.0111001[x]补=1.0111010 [x]移=0.0111010(2) 先把十进制数23/128写成二进制小数：(23/128)10=(10111/10000000)2=(10111×2-111)2=(0.0001011)2令x=0.0001011B∴ [x]原=0.0001011 [x]反=0.0001011[x]补=0.0001011 [x]移=1.0001011(3) 先把十进制数-127写成二进制小数：(-127)10=(-1111111)2令x= -1111111B∴ [x]原=1.1111111 [x]反=1.0000000[x]补=1.0000001 [x]移=1.0000001(4) 令x=-1.000000B∴ 原码、反码无法表示[x]补=1.0000000 [x]移=0.0000000(5) 令Y=-1=-0000001B∴ [Y]原=10000001 [Y]反=11111110[Y]补=11111111 [Y]移=011111115.已知X和Y, 用变形补码计算X+Y, 同时指出运算结果是否溢出。
（2）X=0.11011 Y= -0.10101解：x+y = 0.00110无溢出6.已知X 和Y, 用变形补码计算X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。
计算机组成原理课件第08章
一、接口的功能和组成
1、总线连接方式的I/O接口电路 、总线连接方式的 接口电路 在总线结构的计算机系统中，每一台 I/O设备都是通过I/O接口挂到系统总线上 的。如图示：
数据线： 数据线：传送数据信息 ，其根数一般等于存储 字长的位数或字符的位 数。双向。 设备选择线： 设备选择线：传送设备 码，其根数取决于I/O指 令中设备码的位数。单 向。 命令线： 命令线：传输CPU向设 备发出的各种命令信号 ，其根数与命令信号多 少有关。单向总线。 状态线： 状态线：向主机报告I/O 设备状态的信号线。单 向总线。
CPU在任何瞬间只能接受一个中断源 CPU在任何瞬间只能接受一个中断源 的请求。 的请求。因此，当多个中断源提出中断请 求时，CPU必须对各中断源的请求进行排 队，且只能接受级别最高的中断源的请求 ，不允许级别低的中断源中断正在运行的 中断服务程序。此时，就可用MASK来改 变中断源的优先级别。 另外，CPU总是在统一的时间，即执 CPU总是在统一的时间， 总是在统一的时间 行每一条指令的最后时刻， 行每一条指令的最后时刻，查询所有设备 是否有中断请求。 是否有中断请求。 接口电路中D、INTR、MASK和中断 查询信号的关系如图示：
2、排队器 、 当多个中断源同时向CPU提出请求时，经 排队器的排队，只有优先级高的中断源排上 队，这样就能实现CPU按中断源优先级的高 低响应中断请求。 下图是设在各个接口电路中的排队电路— —链式排队器。
其中首尾相接的虚线部分组成的门电路是排 当各中断源均无中断请求时，各INTRi 为高电 队器的核心，由一个非门和一个与非门构成。 平，其INTP1 '、 INTP2' 、 INTP3 '……均为高电平 中断源优先级最高的是1号中断源。当多个中 。一旦某中断源提出中断请求,就迫使比其优先级 断源提出中断请求时，排队器输出端INTPi， 低的中断源之INTPi '变为低电平，封锁其发中断 只有一个为高电平，表示该中断源排上队。 请求。
计算机组成原理第8章 输入输出设备
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二、显示技术中的有关术语 1 图形和图像是现代显示技术中常用的术语。它 们是既有联系又有区别的两个概念。 2 像素是指组成图像的最小单位，也即上面提到
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3 分辨率就是屏幕图像的精密度，是指显示器所 能显示的像素的数目。由于屏幕上的点、线和面都 是由像素组成的，像素越多，分辨率就越高，画面 也就越清晰。显像管的尺寸、显像管的点距(指屏 幕上两个相邻的同色荧光点之间的距离，单位为 mm)以及电路特性等方面的因素决定了显示器的分
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图8.2
键盘输入流程图
8
图8.3
带ROM的编码键盘结构图
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(1) 逐行扫描法是最简单的一种键盘扫描法。在如 图8.4中，输出寄存器具有行驱动作用，接键盘矩 阵的行线；输入寄存器接键盘矩阵的列线。
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图8.4
非编码键盘矩阵
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(2) 行列扫描法也称为反转扫描法，其实现原理为 ：首先从行输出寄存器输出全为“0”的数，然后从 列输入寄存器输入8位数据，若全为“1”，则无键 按下；若有任何一键被按下，则输入的8位数中肯 定有一位为“0”，并且按下的键在此列中。
2
一般来说，I/O设备由三个基本部分组成：① 存储介质，它具有保存信息的物理特征。例如磁盘 就是一个存储介质的例子，它是用记录在盘上的磁 化元素表示信息。②驱动装置，它用于移动存储介 质。
3
I/O设备的分类方法很多，例如可按其功能与 用途、工作原理、速度快慢、数据传送格式等来分 类。如果从计算机系统组成的角度，一般选择按设 备在系统中的作用来分类，可将它们分为输入设备、 输出设备、外存储器、终端设备和过程控制设备等
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第三节 以可见光的形式传递和处理信息的设备称之为 显示器，是最基本的人机对话设备之一。还可以通 过屏幕上显示的字符或图形观察软件设计与执行的 效果，如果需要对程序作某些修改，还可以根据显 示情况，通过键盘、鼠标等，将有关的数据和命令 送入计算机，以便对程序的执行随时进行人工干预 和控制。
计算机组成原理复习要点
第三章 运算方法和运算器件
• 定点加、减运算及其溢出判断方法，其中减法运算是通过补码加法运 算实现的，其中根据[x]补求[-x]补。什么时候将会发生溢出？P6162,三种溢出判断方法。在计算机中，所表示的数会发生溢出，其根本 原因是计算机的字长有限。
• 定点原码乘法采用数值位用绝对值相乘，符号位单独处理；补码乘法 采用Booth算法；定点原码加减交替除法 ：仅当最后一步余数为负时， 做恢复余数的操作
第二组：
4000H~7FFFH
第三组：
8000H~BFFFH
第四章：
C000H~FFFFH
第五章 指令系统
• 指令的格式是指指令用二进制表示的形式，通常由指令码和操作数的 地址码两部分组成，操作数有一地址、二地址和多地址之分；指令码 有定长与不定长之分；指令系统是表征一台计算机性能的重要因素， 它的格式和功能不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软 件。
复习要点
第一章 计算机系统概论
计算机系统
硬件系统
软件系统
外围设备 主机
系统软件
应用软件
外输输 C 内 存入出 P 存 储设设 U 器备备
寄运 控 高
存算 制 速
器器 器 缓
包
存
含
( )
操 作 系 统
语数
言据
处 理 程
… …
库 管 理
序系
统
数自 据动 处控 理制 程程 序序
企科
业学
管… 计 理… 算
• 流水线的概念，流水CPU是一种非常经济而实用的时 间并行技术，影响流水线性能的因素：访存冲突（即 资源相关）和相关（数据相关、控制相关）问题
第八章 系统总线
• 系统总线的结构有单总线和多总线之分，功能有数据 线、地址线和控制线之分，其中地址线（控制线）的 功能：提供主存、I / O接口设备的地址（控制信号、 响应信号）。计算机系统中，根据应用条件和硬件资 源不同，数据传输方式可采用串行微指令的编码。注意PC+1在不同机器中的含义， 如8位字长、16位指令和16位字长、16位指令
计算机组成原理--外围设备
计算机组成原理–外围设备1. 介绍外围设备是计算机系统中与计算机核心部件（如CPU、内存等）相连的一些输入/输出设备，用于完成人机交互和数据传输的任务。
在计算机组成原理中，外围设备是指与计算机核心部件相连的各种输入/输出设备，包括但不限于键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪等。
本文将重点介绍常见的外围设备并探讨其工作原理。
2. 键盘键盘是一种常见的输入设备，用于向计算机输入文本、命令和控制信息等。
键盘通常采用矩阵排列的按键结构，具有各种控制键和功能键。
当用户按下键盘上的按键时，按键会触发开关，产生一个电信号，然后通过连接到计算机主板的电路传递给CPU。
CPU解释这个电信号，将其转化为二进制数据，进而进行相应的处理，例如输入字符、执行命令等。
3. 鼠标鼠标是一种常用的输入设备，在计算机图形用户界面中起到了重要的作用。
鼠标通常由几个按钮和一个移动球或光学传感器组成。
通过移动鼠标，用户可以控制光标在屏幕上的位置，并通过鼠标左键和右键与计算机进行交互。
当用户点击鼠标按钮时，鼠标会产生一个电信号，然后通过连接到计算机主板的电路传递给CPU。
CPU解释这个信号，将其转化为相应的操作，例如在屏幕上选中文本、打开应用程序等。
4. 显示器显示器是一种常用的输出设备，用于将计算机处理的数据和图像以可视化的方式显示给用户。
显示器通常使用液晶显示技术或荧光显示技术，通过控制每个像素点的亮度和颜色来显示图像。
当CPU处理完数据后，它将通过显卡将数据发送到显示器。
显卡将数据转化为显示器可识别的信号，然后通过显示器的电路驱动屏幕上的像素点发出光来显示图像。
5. 打印机打印机是一种常见的输出设备，用于将计算机处理的数据和图像打印到纸张上。
打印机通常具有喷墨打印、激光打印、热敏打印等多种打印技术。
当CPU处理完数据后，它将通过打印机接口将数据发送给打印机。
打印机通过控制喷墨头或激光束在纸张上打印出相应的图像或文本。
6. 扫描仪扫描仪是一种常见的输入设备，用于将纸质文档或照片转化为电子文件。
计算机组成原理名词解释题
计算机组成原理(名词解析)第一章概论、主机：主机中包含了除外围设备以外地所有电路部件，是一个能够独立工作地系统.、：中央处理器，是计算机地核心部件，同运算器和控制器，构成.、运算器：计算机中完成运算功能地部件，由和寄存器等构成.、：算术逻辑运算单元，执行所有地算术运算和逻辑运算.、外围设备：计算机地输入输出设备，包括输入设备，输出设备和外存储设备.、数据：编码形式地各种信息，在计算机中作为程序地操作对象.、指令：是一种经过编码地操作命令，它指定需要进行地操作，支配计算机中地信息传递以及主机与输入输出设备之间地信息传递，是构成计算机软件地基本元素.资料个人收集整理，勿做商业用途、透明：在计算机中，从某个角度看不到地特性称该特性是透明地.、位：计算机中地一个二进制数据代码，计算机中数据地最小表示单位.、字：数据运算和存储地单位，其位数取决于具体地计算机.、字节：衡量数据量以及存储容量地基本单位.字节等于位二进制信息.、字长：一个数据字中包含地位数，反应了计算机并行计算地能力.一般为位、位、位或位.资料个人收集整理，勿做商业用途、地址：给主存器中不同地存储位置指定地一个二进制编号.、存储器：计算机中存储程序和数据地部件，分为内存和外存.、总线：计算机中连接功能单元地公共线路，是一束信号线地集合，包括数据总线、地址总线和控制总线.、硬件：由物理元器件构成地系统，计算机硬件是一个能够执行指令地设备.、软件：由程序构成地系统，分为系统软件和应用软件.、兼容：计算机部件地通用性.、软件兼容：一个计算机系统上地软件能在另一个计算机系统上运行，并得到相同地结果，则称这两个计算机系统是软件兼容地.资料个人收集整理，勿做商业用途、程序：完成某种功能地指令序列.、寄存器：是运算器中若干个临时存放数据地部件，由触发器构成，用于存储最频繁使用地数据.、容量：是衡量容纳信息能力地指标.、主存：一般采用半导体存储器件实现，速度较高、成本高且当电源断开时存储器地内容会丢失.、辅存：一般通过输入输出部件连接到主存储器地外围设备，成本低，存储时间长.、操作系统：主要地系统软件，控制其它程序地运行，管理系统资源并且为用户提供操作界面.、汇编程序：将汇编语言程序翻译成机器语言程序地计算机软件.、汇编语言：采用文字方式（助记符）表示地程序设计语言，其中大部分指令和机器语言中地指令一一对应，但不能被计算机地硬件直接识别.资料个人收集整理，勿做商业用途、编译程序：将高级语言程序转换成机器语言程序地计算机软件.、解释程序：解释执行高级语言程序地计算机软件，解释并立即执行源程序地语句.、系统软件：计算机系统地一部分，进行命令解释、操作管理、系统维护、网络通信、软件开发和输入输出管理地软件，与具体地应用领域无关.资料个人收集整理，勿做商业用途、应用软件：完成应用功能地软件，专门为解决某个应用领域中地具体任务而编写.、指令流：在计算机地存储器与之间形成地不断传递地指令序列.从存储器流向控制器.、数据流：在计算机地存储器与之间形成地不断传递地数据序列.存在于运算器与存储器以及输入输出设备之间.资料个人收集整理，勿做商业用途第二章数据编码和数据运算、原码：带符号数据表示方法之一，一个符号位表示数据地正负，代表正号，代表负号，其余地代表数据地绝对值.资料个人收集整理，勿做商业用途、补码：带符号数据表示方法之一，正数地补码与原码相同，负数地补码是除符号位外将二进制位按位取反后在最低位上加.资料个人收集整理，勿做商业用途、反码：带符号数据地表示方法之一，正数地反码与原码相同，负数地反码是除符号位外将二进制位按位取反.资料个人收集整理，勿做商业用途、移码：带符号数据表示方法之一，符号位用表示正，表示负，其余位与补码相同.、阶码：在浮点数据编码中，表示小数点地位置地代码.、尾数：在浮点数据编码中，表示数据有效值地代码.、基数：在浮点数据编码中，对阶码所代表地指数值地数据，在计算机中是一个常数，不用代码表示.、机器零：在浮点数据编码中，阶码和尾数都全为时代表地值.、上溢：指数地绝对值太大，以至大于数据编码所能表示地数据范围.、下溢：指数地绝对值太小，以至小于数据编码所能表示地数据范围.、规格化数：在浮点数据编码中，为使浮点数具有唯一地表示方式所作地规定，规定尾数部分用纯小数形式给出，而且尾数地绝对值应大于，即小数点后地第一位不为零.资料个人收集整理，勿做商业用途、检错码：能够发现某些错误能力地数据编码.、纠错码：能够发现某些错误并且具有自动纠错能力地数据编码.、海明码：一种常见地纠错码，能检测出两位错误，并能纠正一位错误.、循环码：一种纠错码，其合法码字移动任意位后地结果仍然是一个合法码字.第三章存储系统、：随机访问存储器，能够快速方便地访问地址中地内容，访问地速度与存储位置无关.、：只读存储器，一种只能读取数据不能写入数据地存储器.、：静态随机访问存储器，采用双稳态电路存储信息.、：动态随机访问存储器，利用电容电荷存储信息.、：可编程地，可以被用户编程一次.、：可擦写可编程地，可以被用户编程多次.靠紫外线激发浮置栅上地电荷以达到擦除地目地.资料个人收集整理，勿做商业用途、：电可擦写可编程地，能够用电子地方法擦除其中地内容.、快闪存储器：一种非挥发性存储器，与类似，能够用电子地方法擦除其中地内容.、相联存储器：一种按内容访问地存储器，每个存储单元有匹配电路，可用于是中查找数据.、多体交叉存储器：由多个相互独立、容量相同地存储体构成地存储器，每个存储体独立工作，读写操作重叠进行.资料个人收集整理，勿做商业用途、访存局部性：地一种存特性，对存储空间地地访问局限于存储空间地地区域中，而另外地访问则分布在地区域中.资料个人收集整理，勿做商业用途、直接映象：地一种地址映象方式，一个主存块只能映象到中地唯一一个指定块.、全相联映象：地一种地址映象方式，一个主存块可映象到任何块.、组相联映象：地一种地址映象方式，将存储空间分成若干组，各组之间用直接映象，组内各块之间用全相联映象.资料个人收集整理，勿做商业用途、全写法（写直达法）：命中时地一种更新策略，写操作时将数据既写入又写入主存，但块更时不需要将调出地块写回主存.资料个人收集整理，勿做商业用途、写回法：命中时地一种更新策略，写时不写主存，而当数据被替换出去时才写回主存.资料个人收集整理，勿做商业用途、虚拟存储器：在内存与外存间建立地层次体系，使得程序能够像访问主存储器一样访问外部存储器，主要用于解决计算机中主存储器地容量问题.资料个人收集整理，勿做商业用途、层次化存储体系：把各种不同存储容量、不同访问速度、不同成本地存储器件按层次构成多层地存储器，并通过软硬件地管理将其组成统一地整体，使所存储地程序和数据按层次分布在各种存储器件中.资料个人收集整理，勿做商业用途、访问时间：从启动访问存储器操作到操作完成地时间.、访问周期时间：从一次访问存储地操作到操作完成后可启动下一次操作地时间.、带宽：存储器在连续访问时地数据吞吐率.、段式管理：一种虚拟存储器地管理方式，把虚拟存储空间分成段，段地长度可以任意设定，并可以放大或缩小.资料个人收集整理，勿做商业用途、页式管理：一种虚拟存储器地管理方式，把虚拟存储空间和实际存储空间等分成固定容量地页，需要是装入内存，各页可装入主存中不同地实际页面位置.资料个人收集整理，勿做商业用途、段页式管理：一种虚拟存储器地管理方式，将存储空间逻辑模块分成段，每段又分成若干页.、块表：主存地址映像机制，由查块表判定主存地址地存储单元是否在中以及在中地位置.资料个人收集整理，勿做商业用途、页表：页式虚拟存储器管理用地地址映象表，其中包括每个页地主存页号、装入位和访问方式等.、段表：段式虚拟存储器管理用地地址映象表，其中包括每个段地基地址、段长、装入位和访问方式等.、固件：固化在硬件中地固定不变地常用软件.第四章指令系统、指令系统:计算机中各种指令地集合、计算机指令:计算机硬件能识别并能直接执行操作地命令,描述一个基本操作.、指令编码:将指令分成操作码和操作数地址码地几个字段来编码.、指令格式:指定指令字段地个数,字段编码地位数和编码地方式.、立即数:在指令中直接给出地操作数、指令字长度:一个指令字所占有地位数.、堆栈:数据地写入写出不需要地址,按先进后出地顺序读取数据地存储区.、操作数寻址方式:指令中地址码地内容及编码方式.、系统指令:改变计算机系统地工作状态地指令.、特权指令:改变执行特权地指令,用于操作系统对系统资源地控制.、寻址方式：对指令地地址码进行编码，以得到操作数在存储器中地地十地方式.、相对转移：一种形成转移目标地址地方式，转移指令地目标指令地址是由寄存器地值加上一个偏移量形成地.资料个人收集整理，勿做商业用途、绝对转移：一种形成才转移目标地址地方式，转移指令地目标指令地址是由有效地址直接指定，与寄存器地内容无关.资料个人收集整理，勿做商业用途、无条件转移：一种转移指令类型，不管状态如何，一律进行转移操作.、条件转移：一种转移指令类型，根据计算机中地状态决定是否转移.第五章控制器、指令周期：从一条指令地启动到下一条指令地启动地间隔时间.、机器周期：指令执行中每一步操作所需地时间.、硬连线逻辑：一种控制器逻辑，用一个时序电路产生时间控制信号，采用组合逻辑电路实现各种控制功能.、微程序：存储在控制存储中地完成指令功能地程序，由微指令组成.、微指令：控制器存储地控制代码，分为操作控制部分和顺序控制部分.、微操作：在微程序控制器中，执行部件接受微指令后所进行地操作.、微地址：微每时令在控制存储器中地存储地址.、水平型微指令：一次能定义并执行多个并行操作控制信号地微指令.、控制存储器：微程序型控制器中存储微指令地存储器，通常是.、控制存储器地容量取决于指令地数量，每条指令地微程序长度和微指令代码地利用率.第六章系统总线、主设备：获得总线控制权地设备、从设备：被主设备访问地设备.、链式查询方式（菊花链方式）：各申请总线地设备合用一条总线作为请求信号线，布总线控制设备地响应信号线则串接在各设备间.资料个人收集整理，勿做商业用途、计数器定时查询方式：集中式总线裁决方式之一，设备要求使用总线时通过一条公用请求线发出，总线控制器按计数地值对各设备进行查询.资料个人收集整理，勿做商业用途、独立请求方式：集中式总线裁决方式之一，每一个设备都有一个独立地总线请求信号线送到总线控制器，控制器也给各设备分别发送一个总线响应信号.资料个人收集整理，勿做商业用途、系统总线：处理器总线，连接处理器和主存，是计算机系统地主干.、串行传输：是指数据地传输在一条线路上按位进行.（只需一条数据传输线，线路地成本低，适合于长距离地数据传输）资料个人收集整理，勿做商业用途、并行传输：每个数据位都需要单独一条传输线，所有地数据位同时进行传输.（在采用并行传输方式地总线中，除了有传输数据地线路外，还可以具有传输地址和控制信号地线路，地址线用于选择存储单元和设备，控制线用于传递操作信号）资料个人收集整理，勿做商业用途、复合传输：又称总线复用地传输方式，它使不同地信号在同一条信号线上传输，不同地信号在不同地时间片中轮流地身总线地同一条信号线上发出.（它与并串传输地区别在于分时地传输同一数据源地不同信息.）资料个人收集整理，勿做商业用途、消息传输方式：总线地信息传输方式之一，将总线需要传送地数据信息、地址信息、和控制信息等组合成一个固定地数据结构以猝发方式进行传输.资料个人收集整理，勿做商业用途第七章输入输出系统统一编址：就是将外围设备中地控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器和内存单元一起编排地址.单独编址：采用内存地址空间和外围设备地地址空间分开编排地址.中断：是一种在发生了一个外部地事件时调用相应地处理程序地过程.多级中断：计算机在处理中断地过程中也能够禁止某些外部中断请求而允许另一些中断请求.中断屏蔽：在处理中断时阻止其他中断地过程.：称为直接存储器访问，是指数据在主存与外设之间传输，不需要由来对每个字地传输进行控制.现场保护：将程序计数器中以及有关地寄存器地内容存储起来，使中断结束后能恢复到原来地状态继续执行程序地过程.资料个人收集整理，勿做商业用途、软件中断：由专门地指令引起地中断.、通道：是一个具有输入输出处理器地输入输出接口.、通道命令：通道自己专门用来处理输入输出事务地指令.第八章外围设备、：阴极射线管，显示器地一种.、：液晶显示器.、：电荷耦合器件，用于图像输入.、：音乐器材数字化接口，规定电子乐器与计算机之间传递信息地方式.、分辨率：衡量显示器显示清晰度地指标，以象素地个数为标志.、灰度级：显示器所显示地象素点地亮度差别.、寻道时间：在磁盘中，将磁头定位到所要求地磁道上所需要地时间.、：计算机中只读型光盘地主要标准，单倍地传输速率.。
计算机组成原理第八章第5讲通道方式
8.5通道方式
多路通道
• 是一种简单的共享通道，在时间分割的基础上，服务于 多台低速和中速面向字符的外围设备。
8.5通道方式
数组多路通道
• 当某设备进行数据传送时，通道只为该设备服务； 当设备在执行寻址等控制性动作时，通道暂时断开 与这个设备的连接，挂起该设备的通道程序，去为 其他设备服务，即执行其他设备的通道程序。所以 数组多路通道很像一个多道程序的处理器。
本章小结
DMA技术的出现，使得外围设备可以通过DMA控 制器直接访问内存，与此同时，CPU可以继续程 序。DMA方式采用以下三种方法：①停止CPU访 内；②周期挪用；③DMA与CPU交替访内。DMA 控制器按其组成结构，分为选择型和多路型两类。
通道是一个特殊功能的处理器。它有自己的指令 和程序专门负责数据输入输出的传输控制，从而 使CPU将“传输控制”的功能下放给通道，CPU 只负责“数据处理”功能。这样，通道与CPU分 时使用内存，实现了CPU内部的数据处理与I/O设 备的平行工作。通道有两种类型：①选择通道； ②多路通道。
通道方式
8.5通道方式
通道的种类 选择通道
• 选择通道每次只能从所连接的设备中选择一台I／O 设备的通道程序，此刻该通道程序独占了整个通道。 连接在选择通道上的若干设备，只能依次使用通道 与主存传送数据
• 数据传送以成组（数据块）方式进行，每次传送一 个数据块，因此，传送速率很高。选择通道多适合 于快速设备（磁盘），这些设备相邻字之间的传送 空闲时间极短。
程序查询方式是CPU管理I/O设备的最简单方式， CPU定期执行设备服务程序，主动来了解设备的 工作状态。这种方式浪费CPU的宝贵资源。
本章小结
程序中断方式是各类计算机中广泛使用的一种数 据交换方式。当某一外设的数据准备就绪后，它 “主动”向CPU发出请求信号。CPU响应中断请 求后，暂停运行主程序，自动转移到该设备的中 断服务子程序，为该设备进行服务，结束时返回 主程序。中断处理过程可以嵌套进行，优先级高 的设备可以中断优先级低的中断服务程序。
计算机组成原理名词解释
计算机组成原理名词解释硬件：实际存在的计算机物理装置。
软件：计算机中供用户使用的各种程序与文档（资料）。
系统软件：包括OS和各种语言的编译程序。
负责命令解释﹑操作管理﹑系统维护﹑网络通信﹑软件开发和输入输出管理的软件。
应用软件：各类用户为满足各自的需要开发的各种应用程序。
主机：CPU﹑存储器和输入输出接口合起来构成计算机的主机，主机能够独立完成数据的运算。
运算器：计算机中完成运算功能的部件，由ALU和寄存器等构成。
外围设备：指计算机的输入设备﹑输出设备和外存设备。
存储器：计算机中存储程序和数据的部件，分为内存和外存两种。
主存储器：计算机主机内部的存储器，用于存储程序运行时需要的程序和数据，一般用速度较高的集成电路实现。
辅助存储器：计算机主机外部的存储器，用于存储计算机运行时不常用的程序和数据，一般用成本低、容量大的设备（如磁盘）实现。
规格化数：在浮点数据编码中，为使浮点数具有唯一的表示方式所做的规定，规定浮点数X的尾数用纯小数表示，要求1/R≤|X|＜1，即小数第1位不为0.这种表示的浮点数称为规范化数。
冯.诺依曼舍入法：即恒置1法。
上溢：指数据的绝对值太大，以至大于数据编码所能表示的数据范围。
下溢：指数据的绝对值太小，以至小于数据编码所能表示的数据范围。
尾数：在浮点数据编码中，表示数据有效值的代码。
指令：表示成二进制数编码的操作命令，是构成计算机软件的基本元素。
寻址：寻找操作数的地址。
寻址方式：确定指令中操作数或操作数地址的方式。
间接寻址：指令中所给的地址不是操作数的地址，而是存放操作数地址的M-M的单元地址。
立即寻址：指令直接给出操作数本身，这种寻址方式又称立即数。
相对转移：一种形式转移目标地址的方式，转移指令的目标指令地址是由PC寄存器的值加上一个偏移量形式的。
绝对转移：一种形式转移目标地址的方式，转移指令的目标指令地址是由有效地址直接指定，与PC 寄存器的内容无关。
堆栈：是按先进后出（或后进现出）顺序进行访问的存储区。
第八章输入输出设备
外围设备又称外部设备，
计算机组成原理 Slide 5
外围设备特点
由信息载体,设备和设备控制器组成; 工作速度比主机慢很多; 不同设备的信息类型和格式不同; 以上这些特点给主机与输入输出设备的连接带来复杂性。因此，
命令 I/O 设 备
状态
计算机组成原理 Slide 11
I/O接口分类
串行接口 并行接口
计算机组成原理 Slide 12
输入设备
输入设备定义及分类 键盘 鼠标 数码相机
计算机组成原理 Slide 13
输入设备定义及分类
输入设备是指向主机输入程序、原始数据和 操作命令等信息的设备。 输入设备将各类信号变换成主机能识别的二 进制代码，并负责送到主机。
激光扫描系统、 电子照像部分、 字符发生器 控制电路
计算机组成原理 Slide 42
激光印字机
反射镜
激光器 声光偏转调制器
充电器
功率放大器 频率合成器
多面转镜
聚焦镜
消电灯
清洁锟
硒鼓
预热板 转印电极 定影辊
字符发生器
接口控制器
计算机
输纸
计算机组成原理 Slide 43
激光印字机工作过程
充电→曝光→显影→转印→定影→消电→清洁 核心部件 硒鼓（具有光敏特性的滚筒装置）
计算机组成原理 Slide 18
键盘开关矩阵
+5V
并 行 端 口 并行端口
计算机组成原理 Slide 19
键盘分类
按键盘编码的功能和实现方法进行分类
全编码键盘 非编码键盘
计算机组成原理 Slide 20
计算机组成原理(第八章 外围设备)
第八章外围设备第一节输出设备一、输出设备的类型1．输出设备主要分为打印机和显示设备两种主要类型。
2．显示器的分辨率：是显示器衡量显示器显示清晰度的指标，是显示器一行能显示的最大图像点数与一列能显示的最大图像点数的乘积。
3．显示器的种类：CRT显示器、液晶显示器、LED显示器、投影仪等。
4．打印机的种类：击打式打印机、喷墨打印机、激光打印机、热转印打印机。
历年真题1．分辨率(2009年)【答案】分辨率是CRT图形显示器衡量显示器显示清晰度的指标，是显示器一行能显示的最大图像点数与一列能显示的最大图像点数的乘积。
2．24针打印机的打印头的针排列是( )。
(2004年)A．24根针排成一列 B．24根针排成2列C．24根针排成3列 D．24根针排成4列【分析】9针打印机的打印头的针排列是单列，24针打印机的打印头的针排列是双列。
【答案】B第二节输入设备一、输入设备的类型1．输入设备分为：文字输入设备、图形输入设备、图像输入设备。
2．文字输入设备主要有：键盘、磁卡阅读机、条形码阅读机、纸带阅读机、卡片阅读机。
3．图形输入设备主要有：鼠标、数字化仪、触摸屏（既是输入设备又是输出设备）。
4．图像输入设备主要有：扫描仪、数码相机、摄像头。
历年真题1．在下列设备中，属于图形输入设备的是（）。
(2004年)A．键盘 B．条形码阅读机 C．数字化仪 D．显示器【分析】图形输入设备有鼠标、数字画仪和触摸屏；文字输入设备有键盘、磁卡阅读机、条形码阅读机、纸带阅读机、卡片阅读机。
图像输入设备有扫描仪、数码相机和摄像头等。
【答案】C第三节存储设备一、磁记录方式：(几乎每年都考)1．归零制（RZ）：磁表面存储器记录信息时，不论某存储单元的代码是0或者1，在记录下一个信息之前记录电流要恢复到零电流。
在给磁头线圈送入的脉冲电流中，正脉冲表示1，负脉冲表示0。
2．不归零制(NRZ)：磁表面存储器记录信息时，磁头线圈上始终有电流，不是正向电流就是反向电流，正向电流代表1，反向电流代表0。
计算机组成原理外围设备文献综述
一、概述计算机作为现代社会不可或缺的工具，其外围设备在计算机系统中扮演着举足轻重的角色。
外围设备是指与计算机主体系统相连的设备和器件，它们能够为计算机提供输入、输出、辅助存储等功能，为计算机的正常运行提供必要的支持。
外围设备的种类繁多，功能各异，对计算机性能有着直接影响。
本文将围绕计算机组成原理外围设备展开综述，通过对外围设备的分类、特点、工作原理等方面进行深入剖析，并探讨外围设备在计算机系统中的作用和意义。
二、外围设备的分类外围设备按照功能和使用方式的不同，可以分为输入设备、输出设备、存储设备和通信设备四大类。
其中，输入设备用于向计算机输入数据和指令，常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等；输出设备用于从计算机获取数据和结果，例如显示器、打印机、声卡等；存储设备用于对数据进行持久化存储，包括硬盘、光盘、磁带等；通信设备用于计算机之间或计算机与外部设备之间的信息传输，例如网卡、调制解调器、路由器等。
三、外围设备的特点1. 多样性：外围设备种类繁多，涵盖了各种各样的设备和器件，满足了不同用户对计算机系统的需求。
2. 实用性：外围设备为计算机的正常运行提供了必要的功能支持，能够满足用户对计算机系统的各种输入输出需求。
3. 互联性：外围设备能够通过不同的接口和协议与计算机主体系统进行连接和通讯，以实现数据交换和共享。
四、外围设备的工作原理外围设备的工作原理主要包括数据传输、控制逻辑和接口协议三个方面。
1. 数据传输：外围设备通过与主体系统的数据总线进行连接，进行数据的输入、输出和存储。
2. 控制逻辑：外围设备通过控制逻辑进行对数据传输和操作的控制，以确保数据的正确性和完整性。
3. 接口协议：外围设备依据不同的接口协议与主体系统进行通讯，保障外围设备能够与计算机系统正确地进行信息交换和共享。
五、外围设备在计算机系统中的作用和意义外围设备在计算机系统中扮演着极其重要的角色，它们对计算机的正常运行、性能提升和功能拓展都有着不可替代的作用和意义。
计算机组成原理：8-4 外部设备
储 器
字 符 发… 生… 器
视频 信号
产 生 器
算
机
控制逻辑
Y方向偏转板 X方向偏转板
CRT显示器的主要技术指标
行频和场频
行频（水平扫描频）单位：KHz
电子枪每秒在屏幕上扫描过的水 平线条数，
场频（垂直扫描频率）单位：Hz
每秒钟屏幕重复绘制显示画面的 次数，
评价：
频率的范围越大， 显示器的成本越高， 用途越广泛；
第8章 外部设备
8.1 外部设备概述 8.2 磁介质存储器的性能和原理 8.3 磁介质存储设备 8.4 磁盘阵列 8.5 光盘存储器 8.6 新型辅助存储器 8.7 键盘输入设备 8.8 其他输入设备 8.9 打印输出设备 8.10 显示设备
点阵式打印机举例
某打印机定义100种ASCII码，每行可打印80个 字符，每个字符采用7×8点阵，问：
场频决定了图像的 稳定性。
CRT显示器的主要技术指标
视频带宽——表示显示器显示能力的综合性指标
指每秒钟扫描的像素个数，即单位时间内每条扫描 线上显示的点数的总和。
场频
单位：MHz 视频带宽＝水平分辨率×垂直分辨率×刷新率×1.344 如一台显示器
水平分辨率=1280点，垂直分辨率=768点， 刷新率=85Hz
① 缓存容量有多大？ ② 字库（ROM）容量有多大？ ③ 缓存中存放的是ASCII码还是点阵信息？
解： 缓存容量=80B 因一个字符占7×8b=7B，则 字库容量=100 × 7B=700B 缓存中存放的是待打印字符的ASCII码
喷墨打印机
喷墨打印机属于点阵式打印机
印字原理
使墨水在压力的作用下，从孔径
如 分 辨 率 为 640×200 的 单 显 中 ， 只 需 要 16KB的VRAM。
计算机组成原理与系统结构的外围设备
计算机组成原理与系统结构的外围设备信息与科技工程学院计算机组成原理与系统结构主讲要点回顾概述总线是计算机系统中多个部件或设备共用的传递信息的数据通路(电子通道)。
要点回顾总线类型与结构1.总线类型1)按连接层次划分(1)片内总线:(2)系统总线:(3)通信总线:2)按数据位数划分(1)并行总线:(2)串行总线:3)按用法划分(1)专用总线:(2)公用(共享)总线:要点回顾总线类型与结构2.总线特性1)总线的特性(1)机械特性:(2)电气特性:(3)功能特性:(4)时间特性：2)总线的性能指标(1)总线带宽:(2)总线宽度(3)总线负载要点回顾总线类型与结构3.总线结构1)单总线结构2)多总线结构要点回顾总线类型与结构3.总线结构图一个基于PCI的系统示意图要点回顾总线的信息传输方式1.总线操作在总线上为配合某种功能实现而进行的各种信息传输被称为总线操作。
2.数据传输方式1)并行传送方式2)串行传送方式3)分时传送方式4)消息传送方式3.总线通信方式1)同步通信方式（时钟控制）2)异步通信方式（握手协议）要点回顾总线仲裁1.集中式仲裁1)菊花链图菊花链仲裁方式要点回顾总线仲裁1.集中式仲裁2)轮询图轮询仲裁方式要点回顾总线仲裁1.集中式仲裁3)独立请求独立请求方式要求共享总线的每个设备有独立的BR线和BG线。
图独立请求仲裁方式要点回顾总线仲裁2.分布式仲裁图自举分布式仲裁方式要点回顾总线仲裁2.分布式仲裁2）链式分布式仲裁方案图链式分布式仲裁方式要点回顾典型的总线1.PCI总线由于图形界面及高速音频、视频数据传输的需求，Intel公司于1991年首先提出了PCI总线的概念。
B总线USB(UniversalSerialBus)是由Compaq、Hewlett-Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC、Philips这7家公司联合开发的通用串行总线，其总线规范几经修订，形成了现在广泛使用的2.0版本，而最新发布的是3.0版本。
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第八章外围设备
第一节输出设备
一、输出设备的类型
1．输出设备主要分为打印机和显示设备两种主要类型。
2．显示器的分辨率：是显示器衡量显示器显示清晰度的指标，是显示器一行能显示的最大图像点数与一列能显示的最大图像点数的乘积。
3．显示器的种类：CRT显示器、液晶显示器、LED显示器、投影仪等。
4．打印机的种类：击打式打印机、喷墨打印机、激光打印机、热转印打印机。
历年真题
1．分辨率(2009年)
【答案】分辨率是CRT图形显示器衡量显示器显示清晰度的指标，是显示器一行能显示的最大图像点数与一列能显示的最大图像点数的乘积。
2．24针打印机的打印头的针排列是( )。
(2004年)
A．24根针排成一列 B．24根针排成2列
C．24根针排成3列 D．24根针排成4列
【分析】9针打印机的打印头的针排列是单列，24针打印机的打印头的针排列是双列。
【答案】B
第二节输入设备
一、输入设备的类型
1．输入设备分为：文字输入设备、图形输入设备、图像输入设备。
2．文字输入设备主要有：键盘、磁卡阅读机、条形码阅读机、纸带阅读机、卡片阅读机。
3．图形输入设备主要有：鼠标、数字化仪、触摸屏（既是输入设备又是输出设备）。
4．图像输入设备主要有：扫描仪、数码相机、摄像头。
历年真题
1．在下列设备中，属于图形输入设备的是（）。
(2004年)
A．键盘 B．条形码阅读机 C．数字化仪 D．显示器
【分析】图形输入设备有鼠标、数字画仪和触摸屏；文字输入设备有键盘、磁卡阅读机、条形码阅读机、纸带阅读机、卡片阅读机。
图像输入设备有扫描仪、数码相机和摄像头等。
【答案】C
第三节存储设备
一、磁记录方式：(几乎每年都考)
1．归零制（RZ）：磁表面存储器记录信息时，不论某存储单元的代码是0或者1，在记录下一个信息之前记录电流要恢复到零电流。
在给磁头线圈送入的脉冲电流中，正脉冲表示1，负脉冲表示0。
2．不归零制(NRZ)：磁表面存储器记录信息时，磁头线圈上始终有电流，不是正向电流就是反向电流，正向电流代表1，反向电流代表0。
3．反相不归零制(NRZ1)：也称见1就翻不归零制，它与不归零制(NRZ)的区别在于，流过磁头的电流只在记录1时变化，而在记录0时，电流方向不变。
4．调相制(PM)：磁表面存储器记录信息时，在一个磁化元的中间位置，利用电流相位的变化进行写1
或者写0，所以通过磁头中的电流方向一定要改变一次。
规定在记录数据1时，磁化翻转的方向是由负变正，记录数据0时磁化翻转的方向为由正变负。
5．调频制(FM)：磁表面存储器记录信息时，无论记录的代码是1还是0，或者是连续的1或连续的0在相邻的两个存储元交界处电流要改变方向。
在记录数据1时，还要在位与位之间再翻转一次，写1的电流频率是写0的2倍。
6．改进调频制(MFM)：只有连续记录两个或两个以上0时在位周期的起始位置处翻转一次，而不是在每个位周期的起始处都翻转。
7．RLL码：在高密度磁盘中采用的信息编码技术，将原始数据序列变换成0, 1游程长度受限制的代码，然后再用不归零制方式进行调制和写入。
自同步能力：NZ、NRZ0、NRZ1不具有自同步能力；PM、FM、MFM、RLL码具有自同步能力。
编码效率：FM、PM 为50％；MFM、NRZ0、NRZ1为100％；RLL码效率一般大于1。
历年真题
1．下列各种记录方式中，不具自同步能力的是( )。
（2003年）
A．不归零制 B．改进型调频制MFM
C．调相制PM D．调频制
【分析】自同步能力是指从读出的数据中自动提取同步信号的能力，其能力大小可用最小磁化翻转间隔与最大磁化翻转间隔的比值来表示，比值越大，则自同步能力越强。
在各种记录方式中，NRZ、 NRZ0、NRZ1记录方式没有自同步能力，PM, FM, MFM记录方式具有自同步能力。
【答案】A
2.在调相制记录方式中（）。
（2008年）
A．相邻位单元交界处必须变换磁化电流方向
B．相邻位单元交界处，电流方向不变
C．当相邻两位数值相同时，交界处变换电流方向
D．当相邻两位数值不同时，交界外变换电流方向
【分析】调相制(PM) 记录方式是指磁表面存储器记录信息时，在一个磁化元的中间位置，利用电流相位的变化进行写1或者写0，所以通过磁头中的电流方向一定要改变一次。
规定在记录数据1时，磁化翻转的方向是由负变正，记录数据0时磁化翻转的方向为由正变负。
具有自同步能力。
【答案】C
二、磁盘存储设备的主要技术指标
1．磁盘存储设备的主要技术指标：存储密度、存储容量、寻址时间和数据传输率等。
2．磁盘访问时间：指从发出读写命令，磁头从某一起始位置移动到新的记录位置，到结束从盘片读出或写入信息所花的时间。
＝寻道时间+旋转延迟+控制延迟+数据传输时间。
3．寻道时间：是将磁头定位到所要求的磁道上所需的时间。
4．旋转延迟：是找道完成后到磁道上需要访问的信息到达磁头的时间。
5．平均旋转延迟：是磁盘旋转半周的时间，也称磁盘的寻址时间。
6．数据传输时间：取决于读扇区数据时间和传输数据时间，等于两者的最大值。
磁盘数据传输率＝转速/秒×每道容量
历年真题
1．在常用磁盘中，( )。
(2002年)
A．外圈磁道容量大于内圈磁道容量
B．各道容量不等
C．各磁道容量相同
D．内圈磁道容量大于外圈磁道容量
【分析】位密度是指磁道中单位长度所存储的信息量。
在磁盘存储器中，每个磁道所存储的信息是相同的。
【答案】C
n磁道
第四节光存储设备
一、光盘存储设备分类和结构
1．光盘存储设备有只读型CD-ROM、EORM（写一次读多次）型和可擦写型三种。
2．光盘的结构包括：光盘基片、存储介质和密封层。
历年真题
1．下列存储器中，( )速度最快（2002年）
A．硬盘 B．光盘 C．磁带 D．半导体存储器
【分析】由于存储器原理和结构的不同，各种存储器的访问速度各不相同。
以上存储器中访问速度由快到慢的顺序为：半导体存储器、硬盘、光盘、磁带。
【答案】D
本章的主要考试题型是选择题，所占分数约为4分左右。
注重对基本知识的考核。