计算机系统结构gai
(完整版)计算机系统结构(张晨曦)简答题
第1章计算机系统结构的基本概念1. 什么是计算机系统的多级层次结构？第6级L6：应用语言虚拟机第5级L5：高级语言虚拟机第4级L4：汇编语言虚拟机第3级L3：操作系统虚拟机第2级L2：机器语言(传统机器级)第1级L1：微程序机器级从计算机语言的角度，把计算机系统按功能划分成以下多级层次结构：2. 硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上是不等效的？硬件和软件在功能实现上是等效的，即一种功能可以由软件实现，也可以由硬件实现。
在实现性能上是不等效的。
软件实现的优点是设计容易、改进简单；硬件实现的优点是速度快。
3. 经典计算机系统结构的实质是什么？计算机系统中软、硬件界面的确定，其界面之上的是软件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。
4. 语言实现的两种基本技术是什么？翻译和解释是语言实现的两种基本技术。
它们都是以执行一串Ｎ级指令来实现N+1级指令，但二者存在着差别：翻译技术是先把N+1级程序全部变换成N级程序后，再去执行新产生的N级程序，在执行过程中N+1级程序不再被访问。
而解释技术是每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的N 级指令，然后再去取下一条 N+1级的指令，依此重复进行。
在这个过程中不产生翻译出来的程序，因此解释过程是边变换边执行的过程。
5. 对于通用寄存器型机器来说，机器语言程序设计者所看到的计算机的属性主要有哪些？(1) 数据表示(2) 寻址规则(3) 寄存器定义(4) 指令集(5) 中断系统(6) 机器工作状态的定义和切换(7) 存储系统(8) 信息保护(9) I/O 结构6. 什么是软件兼容？软件兼容有几种？其中哪一种是软件兼容的根本特征？同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各档机器上，而且它们所获得的结果一样，差别只在于运行时间的不同。
软件兼容分为向上兼容、向下兼容、向前兼容和向后兼容。
其中向后兼容是软件兼容的根本特征。
7. 什么是系列机？它的出现较好地解决了什么矛盾？系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
02325计算机系统结构
02325计算机系统结构计算机系统结构第1章计算机系统结构的基本概念1.1计算机系统的多级层次结构计算机系统的多级层次结构 1.2计算机系统结构、组成与实现1.2.1结构、组成、实现的定义与内涵内涵1.2.2计算机系统结构、组成和实现三者的相互影响现三者的相互影响1.3软硬件取舍与计算机系统设计思路思路1.3.1软硬件取舍的基本原则软硬件取舍的基本原则1.3.2计算机系统的设计思路计算机系统的设计思路1.4结构设计要解决好软件的可移植性植性1.4.1统一高级语言统一高级语言1.4.2采用系列机采用系列机1.4.3模拟与仿真模拟与仿真1.5应用与器件的发展对系统结构的影响的影响1.5.1应用的发展对系统结构的影响1.5.2器件的发展对系统结构的影响1.6系统结构中的并行性发展及计算机系统的分类算机系统的分类1.6.1并行性概念并行性概念1.6.2并行处理系统的结构与多机系统的耦合度系统的耦合度1.6.3计算机系统的分类计算机系统的分类第2章数据表示与指令系统章数据表示与指令系统2.1数据表示数据表示2.1.1数据表示与数据结构数据表示与数据结构2.1.2高级数据表示高级数据表示2.1.3引入数据表示的原则引入数据表示的原则2.1.4浮点数尾数基值大小和下溢处理方法的选择处理方法的选择2.2寻址方式寻址方式2.2.1寻址方式分析寻址方式分析2.2.2逻辑地址与主存物理地址逻辑地址与主存物理地址 2.3指令格式的优化设计指令格式的优化设计2.3.1操作码的优化操作码的优化2.3.2指令字格式的优化指令字格式的优化2.4按CISC方向发展与改进指令系统系统2.4.1面向目标程序优化实现改进2.4.2面向高级语言优化实现改进2.4.3面向操作系统优化实现改进2.5按RISC方向发展与改进指令系统系统2.5.1 RISC的提出的提出2.5.2设计RISC的原则的原则2.5.3设计RISC结构用的基本技术2.5.4 RISC技术的发展技术的发展第3章总线、中断与输入输出系统中断与输入输出系统 3.1输入输出系统的基本概念输入输出系统的基本概念3.2总线设计总线设计3.2.1总线的类型总线的类型3.2.2总线的控制方式总线的控制方式3.2.3总线的通讯技术总线的通讯技术3.2.4数据宽度与总线线数数据宽度与总线线数3.3中断系统中断系统3.3.1中断的分类和分级中断的分类和分级3.3.2中断系统的软硬件功能分配3.4通道处理机通道处理机 3.4.1工作原理工作原理3.4.2通道流量的分析通道流量的分析第4章存储体系章存储体系4.1存储体系概念与并行主存系统4.1.1发展存储体系的必要性发展存储体系的必要性4.1.2并行主存系统频宽的分析并行主存系统频宽的分析4.1.3存储体系的形成与分支存储体系的形成与分支4.1.4存储体系的性能参数存储体系的性能参数4.2虚拟存储器虚拟存储器4.2.1不同的虚拟存储管理方式不同的虚拟存储管理方式4.2.2页式虚拟存储器的构成页式虚拟存储器的构成4.2.3页式虚拟存储器实现中的问题4.3高速缓冲高速缓冲(Cache)(Cache)(Cache)存储器存储器存储器4.3.1基本结构基本结构4.3.2地址的映象与变换地址的映象与变换4.3.3替换算法的实现替换算法的实现4.3.4 Cache存储器的透明性及性能分析性能分析第5章重叠、流水和向量处理机章重叠、流水和向量处理机5.1重叠方式重叠方式5.1.1基本思想和一次重叠基本思想和一次重叠5.1.2相关处理相关处理5.2流水方式流水方式5.2.1基本概念基本概念5.2.2流水线处理机的主要性能流水线处理机的主要性能5.2.3流水机器的相关处理和控制机构机构5.3向量的流水处理与向量流水处理机理机5.3.1向量的流水处理向量的流水处理5.3.2向量流水处理机向量流水处理机5.4指令级高度并行的超级处理机5.4.1超标量处理机超标量处理机5.4.2超长指令字超长指令字(VLIW)(VLIW)(VLIW)处理机处理机处理机5.4.3超流水线处理机超流水线处理机第6章阵列处理机章阵列处理机6.1阵列处理机原理阵列处理机原理6.1.1阵列处理机的基本构形阵列处理机的基本构形6.1.2阵列处理机的特点阵列处理机的特点6.2阵列处理机的并行算法阵列处理机的并行算法6.2.1 ILLIACⅣ的处理单元阵列结构结构6.2.2阵列处理机的并行算法举例6.3 SIMD计算机的互连网络计算机的互连网络6.3.1互连网络的设计目标及互连函数函数6.3.2基本的单级互连网络基本的单级互连网络6.3.3多级互连网络多级互连网络6.4并行存储器的无冲突访问并行存储器的无冲突访问6.5并行处理机举例并行处理机举例6.5.1 MPP位平面阵列处理机位平面阵列处理机6.5.2 CM连接机连接机第7章多处理机章多处理机7.1多处理机的特点及主要技术问题7.2多处理机的硬件结构多处理机的硬件结构7.2.1紧耦合和松耦合紧耦合和松耦合7.2.2机间互连形式机间互连形式7.3程序并行性程序并行性7.3.1并行算法并行算法7.3.2程序并行性的分析程序并行性的分析7.3.3并行程序设计语言并行程序设计语言7.4多处理机的性能多处理机的性能7.4.1任务粒度与系统性能任务粒度与系统性能7.4.2性能模型与分析性能模型与分析7.5多处理机的操作系统多处理机的操作系统7.5.1主从型操作系统主从型操作系统7.5.2各自独立型操作系统各自独立型操作系统7.5.3浮动型操作系统浮动型操作系统第8章其它计算机结构章其它计算机结构8.1脉动阵列机脉动阵列机8.1.1脉动阵列结构的原理和特点8.1.2通用的脉动阵列结构通用的脉动阵列结构8.2大规模并行处理机MPP与机群系统系统8.2.1大规模并行处理机MPP8.2.2机群系统机群系统8.3数据流机数据流机8.3.1数据驱动的概念数据驱动的概念8.3.2数据流程序图和语言数据流程序图和语言8.3.3数据流计算机的结构数据流计算机的结构8.3.4数据流机器存在的问题数据流机器存在的问题8.4归约机归约机8.5智能机智能机8.5.1智能信息处理与智能机智能信息处理与智能机8.5.2智能机的结构和机器语言智能机的结构和机器语言★翻译和解释的区别和联系？区别：区别：翻译是整个程序转换，翻译是整个程序转换，翻译是整个程序转换，解释解释是低级机器的一串语句仿真高级机器的一条语句。
gai基础知识复习
四组数； 每组数范围0~255； 每组数用点来隔开。
举例：
0.0.0.0 255.255.255.255 192.168.0.1
IP地址——巩固练习 IP地址 地址——巩固练习
下列ip地址正确的是（ B ） A、192.0.0.256 B、126.0.0.1 C、255.255.255 D、192，1，0，1
文件命名——巩固拓展 文件命名——巩固拓展
4、在Windows系统中，以下4个文件不能出现在同一个文件夹下的是（ D ）。 ①EFH ②EFH.TXT ③EFH.WPS ④efh A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ 5、新建一个文本文档，文件名为shuxue.txt。 6、新建一个文件名为tai.bmp的文件。 7、新建一个文件名为yuwen.xls的文件。
系统软件： 操作系统：Dos、windows系列、UNIX、Linux 软件系统 应用软件: 画图、记事本、Word、Powerpoint、 Frontpage、Flash、 Excel
计算机软件系统的包括哪两大部分？ 计算机硬件体统的五大组成部分是？ 计算机系统由哪两大系统组成？ 我们学过的应用软件有哪些？ 常见的操作系统有哪些？ 内存和外存的区别？
软件 画图 记事本 word Powerpoint Frontpage Flash Excel 产生文件的默认扩展名 bmp txt doc ppt html fla或swf xls
文件命名——快速问答 快速问答 文件命名
1、文件名的组成：主文件名 扩展名 主文件名.扩展名 主文件名
软件 画图 产生文件的默认扩展名 bmp txt doc ppt html 记事本 主文件名可以任意命名，扩展名表示了文件的格式类型。 word
计算机系统结构前四章知识总结
计算机系统结构前四章知识总结第一章计算机系统结构的基本概念1、层次结构：计算机系统由硬件/器件和软件组成，按功能划分成多级层次结构。
每一级对应一种机器：第0级和第1级是具体实现机器指定功能的中央控制部分；第2级是传统机器语言及其；第3级是操作系统机器；第4级是汇编语言机器；第5级是高级语言机器；第6级是应用语言机器。
2、计算机系统结构：由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性。
但按照计算机层次结构，不同程序者所看到的计算机有不同的属性。
主要研究软件、硬件功能分配和对软、硬件界面的确定。
3、计算机组成：计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
4、计算机实现：是指计算机组成的物理实现。
5、透明性：在计算机技术中，一种本来是存在的事物或属性，但从某种角度看似乎不存在，成为透明性现象。
6、由上往下设计（自上而下设计）：首先确定用户级虚拟机器的基本特征、数据类型和基本命令等，而后再逐级向下设计，直到由硬件执行或解释那级为止。
7、由下往上设计（自下而上设计）：根据硬件技术条件，特别是器件水平，首先把微程序机器级和传统机器研制出来。
在此基础上，再设计操作系统、汇编语言、高级语言等虚拟机器级。
最后设计面向应用的虚拟机器级。
8、系列机：是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
9、软件兼容：即同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各挡机器，可获得相同的结果，差别只在于不同的运行时间。
10、兼容机：不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。
11、模拟：是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。
12、仿真：用程序直接解释另一种机器指令系统的方法。
13、虚拟机和宿主机：在A计算机上要实现B计算机的指令系统，通常采用解释方法来完成，即B机器的每一条指令用一段A机器的指令进行解释执行，如同A机器上也有B机器的指令系统一样，A机器称为宿主机，B机器称为虚拟机。
计算机系统结构期末复习
第一章计算机系统结构定义计算机＝软件＋硬件（+网络）两种定义：定义1：Amdahl于1964年在推出IBM360系列计算机时提出：程序员所看到的计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性定义2：计算机系统结构主要研究软硬件功能分配和对软硬件界面的确定计算机系统的多级层次模型第6级专用应用语言机器特定应用用户（使用特定应用语言）（经应用程序翻译成高级语言）第5级通用高级语言机器高级语言程序员（使用通用高级语言）（经编译程序翻译成汇编语言）第4级汇编语言机器汇编语言程序员（使用汇编语言）（经汇编程序翻译成机器语言、操作系统原语）第3级操作系统语言机器操作系统用户（使用操作系统原语）（经原语解释子程序翻译成机器语言）第2级传统机器语言机器传统机器程序员（使用二进制机器语言）（由微程序解释成微指令序列）第1级微指令语言机器微指令程序员（使用微指令语言）（由硬件译码器解释成控制信号序列）第0级硬联逻辑硬件设计员第0级由硬件实现，第1级由微程序实现，第2级至第6级由软件实现，由软件实现的机器称为：虚拟机从学科领域来划分：第0和第1级属于计算机组织与结构，第3至第5级是系统软件，第6级是应用软件。
它们之间仍有交叉。
第0级要求一定的数字逻辑基础；第2级涉及汇编语言程序设计的内容；第3级与计算机系统结构密切相关。
在特殊的计算机系统中，有些级别可能不存在。
计算机组成：是计算机系统结构的逻辑实现确定数据通路的宽度•确定各种操作对功能部件的共享程度•确定专用的功能部件•确定功能部件的并行度•设计缓冲和排队策略•设计控制机构•确定采用何种可靠性技术计算机实现：是指计算机组成的物理实现处理机、主存储器等部件的物理结构•器件的集成度和速度•专用器件的设计•器件、模块、插件、底版的划分与连接•信号传输技术•电源、冷却及装配技术，相关制造工艺及技术等计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。
系统结构是计算机系统的软硬件的界面；计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现；计算机实现是计算机组成的物理实现。
离散控制CAI7(gai).
xo(nT)= -
a
k 1
l
k
x o [( n k )T ] + bk xi [(n k )]T
k 0
m
1、Z传递函数定义
对于线性常系数的差分方程（7-27） 或（7-28）等式两边分别求 Z 变换得 Xo(z)= - a k X o ( z ) z k + bk X i ( z ) z k
3、闭环系统的Z传递函数
对上式进行 Z 变换，得 E(z)=Xi(z)-GH(z)E(z)
整理得 E ( z) 1 = =GBe(z) X i ( z ) 1 GH ( z ) (7-34)
GBe(z)为闭环离散系统对于输入量的偏差 Z 传递函数。
3、闭环系统的Z传递函数
对于单位反馈系统，即 H(s)=1,则有
X o ( z ) Z [ xo ( nT )] G(Z)= = X i ( z ) Z [( xi ( nT )]
1、Z传递函数定义
(7-29)
1、Z传递函数定义
当输入为单位脉冲信号δ (t)时，G(z)即为 单位脉冲响应序列 g(nT)的 Z 变换，因此 Z 传递函数也称脉冲传递函数，这也是 Z 传递函数的物理意义所在。
图7-5 采样信号的调制过程
图7-2 为典型的计算机控制系统原理图
理想采样开关
图7-3 为计算机控制系统结构图
离散控制系统在实际中广泛应用的主要原因 是： 由数字计算机构成的数字校正装置易于通过 改变计算程序而灵活地实现控制所需的控制 规律的改变（如自适应、最优化、智能控制 等），从而可以大大地提高控制系统的性能； 允许采用高灵敏度的控制元件，这样可以提 高系统的控制精度；离散信号的传递可以有 效地抑制噪声，提高系统的抗干扰能力；可 用一台计算机分时控制若干个被控对象，以 提高设备的利用率等等。
计算机系统结构的组成
计算机系统结构的组成
计算机系统结构通常包括以下几个主要组成部分：
1. 处理器：处理器是计算机的核心部分，负责执行程序中的指令。
它从内存中获取指令并执行，然后处理数据，并将结果存储回内存中。
处理器的能力决定了计算机的速度和性能。
2. 内存：内存是计算机的临时存储设备，用于存储正在处理的程序和数据。
内存分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM可以随时读写，而ROM只能读取不能写入。
3. 输入/输出设备：输入/输出设备是计算机与外部世界交互的工具。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏等，常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。
4. 存储器：存储器是计算机的永久性存储设备，用于长期存储数据和程序。
常见的存储器包括硬盘、闪存盘、光盘等。
5. 总线：总线是计算机中各个部分之间传输数据的通道。
总线带宽决定了数据传输的速度，总线类型决定了计算机各个部分之间的连接方式。
6. 操作系统：操作系统是计算机的管理和控制软件，
负责管理计算机的资源，控制程序的执行，并提供用户界面。
操作系统是计算机的重要组成部分，它使得计算机更易于使用和管理。
7. 应用软件：应用软件是为特定目的而编写的程序，例如办公软件、图像处理软件等。
应用软件使计算机具有各种功能和用途。
以上这些部分共同构成了计算机系统结构的主要组成部分。
在实际应用中，根据不同的需求和用途，还可以对计算机系统结构进行更详细或更概括的分类。
计算机系统结构自考笔记
计算机系统结构自考笔记一、计算机系统结构概述。
1. 计算机系统的层次结构。
- 从底层到高层：硬件、操作系统、系统软件、应用软件。
- 各层次的功能及相互关系。
例如，硬件为软件提供运行平台，软件控制硬件资源的使用等。
2. 计算机系统结构的定义。
- 经典定义：程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。
- 包括指令系统、数据类型、寻址技术、I/O机制等方面的属性。
3. 计算机系统结构的分类。
- 按指令流和数据流的多倍性分类。
- 单指令流单数据流（SISD）：传统的单处理器计算机。
- 单指令流多数据流（SIMD）：如阵列处理机，适合进行数据并行处理。
- 多指令流单数据流（MISD）：较少见的结构。
- 多指令流多数据流（MIMD）：多处理器系统，如对称多处理机（SMP）。
- 按存储程序原理分类。
- 冯·诺依曼结构：程序和数据存储在同一存储器中，按地址访问。
- 哈佛结构：程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的地址空间。
二、数据表示与指令系统。
1. 数据表示。
- 数据类型。
- 数值型数据（整数、浮点数）：不同的表示格式，如定点数的原码、反码、补码表示；浮点数的IEEE 754标准表示。
- 非数值型数据（字符、字符串、逻辑数据等）。
- 数据的存储方式。
- 大端存储与小端存储：大端存储是高位字节存于低地址，小端存储是低位字节存于低地址。
2. 指令系统。
- 指令格式。
- 操作码：表示指令的操作类型，如加法、减法等操作。
- 地址码：指出操作数的地址或操作数本身。
有零地址、一地址、二地址、三地址等指令格式，每种格式的特点及适用场景。
- 指令类型。
- 数据传送指令：在寄存器、存储器等之间传送数据。
- 算术运算指令：加、减、乘、除等运算。
- 逻辑运算指令：与、或、非等逻辑操作。
- 控制转移指令：如无条件转移、条件转移、子程序调用与返回等，用于改变程序的执行顺序。
三、存储系统。
1. 存储器层次结构。
- 高速缓冲存储器（Cache） - 主存储器 - 辅助存储器的层次结构。
计算机原理与应用 gai
填空1.8088中，AD7 -AD0 是地址/数据复用线。
2.8088的段寄存器是16位的寄存器。
3.在IBM-PC/XT中，地址FFFFOH是重启地址。
4.8088的中断向量表在内存的0x00000到0x0003FF区域，它可以容纳25个中断向量，每个中断向量占4个字节。
5.8255A有3个8位端口，其中端口A可以以双向方式工作。
6.在串行异步通信时，接收端只要采样到起始位，就知道有一个有效的字符。
7.十进制数61.5转换为二进制是111101.1，转换为十六进制是3D.8。
8.已知X的原码是10001000，则X的反码是11110111，补码是11111000。
9.逻辑运算11110101和11101110的相“或”的结果是11111111。
10.微机硬件系统是指构成微机系统的物理装置，微机软件系统是指各种程序和相应文档。
软件系统包括系统软件和应用软件两大类。
11.高速缓冲存储器的英文名称是cache。
12.8086 CPU通过CS寄存器和IP寄存器能准确找到指令代码。
13.8086中地址/数据线分时复用，为保证总线周期内地址稳定，应配置8282，为提高总线驱动能力，应配置8288。
14.类型码为16H的中断所对应的中断向量存放在0000H：0058H开始的4个连续单元中，若这4个单元的内容分别为80H、70H、60H、50H，则相应的中断服务程序入口地址为5060H：7080H。
15.CPU 在指令的最后一个时钟周期检测INTR引脚，若测得INTR为1且IF为1，则CPU在结束当前指令后响应中断请求。
16.设8251A工作于异步方式，收发时钟频率为38.4KHz，波特率为2400。
数据格式为7位数据位，1位停止位，偶校验，则8251A的方式字为7AH。
17.CPU从I/O接口中的状态端口获取外设的“准备就绪”或“忙/闲”状态信息。
18.当存储器的读出时间大于CPU所要求的时间，为保证CPU与存储器的周期配合，就需要用READY信号，使CPU插入一个T w 状态。
计算机系统结构与组成了解计算机的层次结构和各个组成部分的功能与相互关系
计算机系统结构与组成了解计算机的层次结构和各个组成部分的功能与相互关系计算机系统结构与组成：了解计算机的层次结构和各个组成部分的功能与相互关系计算机系统是由硬件和软件两部分组成的，它们共同实现计算、控制、存储和输入/输出等功能。
在这个系统中，计算机的层次结构和各个组成部分具有紧密的功能联系和相互依赖关系，下面将介绍计算机系统结构的层次和各个组成部分的功能。
一、计算机系统结构的层次计算机系统结构可以划分为五个层次：硬件层、微程序层、指令系统层、操作系统层和应用层。
1. 硬件层：硬件层包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等，它们是计算机系统的基本组成部分，负责数据的处理和信息的存储。
2. 微程序层：微程序层主要包括微操作和微指令，它们是控制中央处理器工作的关键，通过微指令的执行来完成指令的解码和执行操作。
3. 指令系统层：指令系统层包括指令格式、寻址方式、指令集等，它规定了计算机的指令集和指令执行的方式，为高级语言提供了底层支持。
调计算机硬件和软件资源，提供用户与计算机系统之间的接口，为应用程序提供服务。
5. 应用层：应用层是计算机系统的最上层，包括各种应用软件（如文字处理、电子表格、数据库等），它们通过操作系统层来实现与底层硬件的交互。
二、计算机系统各部分的功能与相互关系1. 中央处理器（CPU）：CPU是计算机的核心，它负责进行算术逻辑运算、控制计算机的工作流程和解释执行指令等。
CPU由运算器和控制器组成，其中运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责指令的解码和执行。
2. 存储器：存储器用于存储数据和程序，包括主存储器（例如RAM）和辅助存储器（例如硬盘、光盘等）。
主存储器是CPU直接访问的存储空间，而辅助存储器用于长期存储和备份数据。
3. 输入输出设备：输入设备用于将外部数据输入到计算机系统中，如键盘、鼠标等；输出设备则用于将计算机处理的结果输出到外部，如显示器、打印机等。
输入输出设备与计算机系统通过接口进行数据传输和控制操作。
计算机系统结构与并行计算技术导论课程
计算机系统结构与并行计算技术导论课程计算机系统结构与并行计算技术导论课程是计算机科学与技术领域的一门重要课程。
本课程旨在介绍计算机系统的组成结构及其原理，并探讨并行计算技术在计算机系统中的应用。
通过学习本课程，学生将对计算机系统的运行机制、硬件组成和性能优化有深入的理解。
一、计算机系统结构概述计算机系统结构是指计算机硬件和软件组成的总体结构，是计算机系统中各个组件之间的联系和相互作用关系。
计算机系统结构包括计算机的层次结构、指令系统和存储系统等方面的内容。
在本课程中，我们将深入探讨这些内容，以便学生能够全面了解计算机系统的组成和工作原理。
1. 计算机层次结构计算机层次结构是一种层次化的设计思想，将计算机系统划分为不同的层次，每个层次都有各自的功能和特点。
常见的计算机层次结构包括冯·诺依曼结构和哈佛结构。
冯·诺依曼结构将存储器和处理器放在同一个空间中，而哈佛结构将存储器和处理器分开。
学生需要了解这些不同的计算机层次结构，并理解它们的优缺点。
2. 指令系统指令系统是计算机的操作指令和数据在计算机内部流动的规则。
指令系统包括指令的格式、编码方式和执行过程等方面的内容。
在本课程中，学生将学习不同类型的指令系统，如CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）等，以及它们在计算机性能方面的影响。
3. 存储系统存储系统是计算机系统中负责存储程序和数据的组件，包括主存储器、缓存和辅助存储器等。
学生需要了解不同类型存储器的特点，如RAM（随机访问存储器）和ROM（只读存储器）等，以及存储器的层次结构和访问方式等。
二、并行计算技术概述并行计算技术是指在计算过程中使用多个处理器或计算机系统同时工作，以提高计算速度和处理能力。
并行计算技术广泛应用于科学计算、数据分析和人工智能等领域。
在本课程中，我们将介绍并行计算的基本原理和应用技术，以及常见的并行计算模型和算法。
1. 并行计算的基本原理并行计算的基本原理是将计算任务划分成多个子任务，并同时在多个处理器上执行，最后将子任务的结果合并得到最终结果。
计算机控制技术第9章 模糊gai
则称C是A与B的交集，记作 C A B (6) 补集 x X ，都有 B ( x) 1 A ( x) 则称B是A的补集，记作 B A
(7) 直积 x X , y Y
若有两个模糊集合A和B，其论域分别为X
和Y，则称定义在积空间X×Y上的模糊集合
A×B为A和B的直积，其隶属度函数
(4) 并集 x X ，都有 C ( x) max[ A ( x), B ( x)] A ( x) B ( x) 则称C是A与B的并集，记作 C A B
(5) 交集 x X，都有
C ( x) min[ A ( x), B ( x)] A ( x) B ( x)
0.3 0.7 1 1 0.7 0.3 A 3 4 5 6 7 8
当U为无限连续域时，Zadeh给出如下记
法：
A
A ( x)
x
U
同样， A ( x) / x 不表示分数，而表示论域
上的元素与隶属度之间的对应关系；“ 表示论域U上的元素x与其隶属度 A ( x) ”
矩阵称为模糊矩阵，其元素均为隶属度函数。
例9-3
设某地区
人的身高论域X={140，
150，160，170，180}， 体重论域Y={40，50， 60，70，80} ，表6-1 为身高与体重的相互
表6-1 某地区人的身高与体重的相互关系
关系，它是从X到Y上
的一个模糊关系R。
用模糊矩阵表示上述模糊关系R时，可写为
(5) 幂等律 (6) 同一律
A A A
A X X
A A
A A A
A X A
A
其中X表示论域全集，φ表示空集。 (7) 达摩根律 ( A B） A B A B （A B）
计算机系统结构 02325 目录
计算机系统结构02325 目录第1章计算机系统结构的基本概念1.1计算机系统的多级层次结构1.2计算机系统结构、组成与实现1.2.1结构、组成、实现的定义与内涵1.2.2计算机系统结构、组成和实现三者的相互影响1.3软硬件取舍与计算机系统设计思路1.3.1软硬件取舍的基本原则1.3.2计算机系统的设计思路1.4结构设计要解决好软件的可移植性1.4.1统一高级语言1.4.2采用系列机1.4.3模拟与仿真1.5应用与器件的发展对系统结构的影响1.5.1应用的发展对系统结构的影响1.5.2器件的发展对系统结构的影响1.6系统结构中的并行性发展及计算机系统的分类1.6.1并行性概念1.6.2并行处理系统的结构与多机系统的耦合度1.6.3计算机系统的分类习题l第2章数据表示与指令系统2.1数据表示2.1.1数据表示与数据结构2.1.2高级数据表示2.1.3引入数据表示的原则2.1.4浮点数尾数基值大小和下溢处理方法的选择2.2寻址方式2.2.1寻址方式分析2.2.2 逻辑地址与主存物理地址2.3指令格式的优化设计2.3.1 操作码的优化2.3.2 指令字格式的优化2.4 按CISC方向发展与改进指令系统2.4.1 面向目标程序优化实现改进2.4.2 面向高级语言优化实现改进2.4.3 面向操作系统优化实现改进2.5 按RISC方向发展与改进指令系统2.5.1 RISC的提出2.5.2 设计RISC的原则2.5.3 设计RISC结构用的基本技术2.5.4 RISC技术的发展习题2第3章总线、中断与输入输出系统3.1 输入输出系统的基本概念3.2 总线设计3.2.1 总线的类型3.2.2 总线的控制方式3.2.3 总线的通讯技术3.2.4 数据宽度与总线线数3.3 中断系统3.3.1 中断的分类和分级3.3.2 中断系统的软硬件功能分配3.4通道处理机3.4.1 工作原理3.4.2 通道流量的分析习题3第4章存储体系4.1 存储体系概念与并行主存系统4.1.1 发展存储体系的必要性4.1.2 并行主存系统频宽的分析4.1.3 存储体系的形成与分支4.1.4 存储体系的性能参数4.2虚拟存储器4.2.1 不同的虚拟存储管理方式4.2.2 页式虚拟存储器的构成4.2.3 页式虚拟存储器实现中的问题4.3 高速缓冲(Cache)存储器4.3.1基本结构4.3.2地址的映象与变换4.3.3替换算法的实现4.3.4 Cache存储器的透明性及性能分析习题4第5章重叠、流水和向量处理机5.1重叠方式5.1.1基本思想和一次重叠5.1.2相关处理5.2流水方式5.2.1基本概念5.2.2流水线处理机的主要性能5.2.3流水机器的相关处理和控制机构5.3向量的流水处理与向量流水处理机5.3.1向量的流水处理5.3.2向量流水处理机5.4指令级高度并行的超级处理机5.4.1超标量处理机5.4.2超长指令字(VLI W)处理机5.4.3超流水线处理机习题5第6章阵列处理机6.1阵列处理机原理6.1.1阵列处理机的基本构形6.1.2阵列处理机的特点6.2阵列处理机的并行算法6.2.1ILLIACⅣ的处理单元阵列结构6.2.2阵列处理机的并行算法举例6.3 SIMD计算机的互连网络6.3.1互连网络的设计目标及互连函数6.3.2基本的单级互连网络6.3.3多级互连网络6.4并行存储器的无冲突访问6.5并行处理机举例6.5.1MPP位平面阵列处理机6.5.2 CM连接机习题6第7章多处理机7.1多处理机的特点及主要技术问题7.2多处理机的硬件结构7.2.1紧耦合和松耦合7.2.2机间互连形式7.3程序并行性7.3.1并行算法7.3.2程序并行性的分析7.3.3并行程序设计语言7.4多处理机的性能7.4.1任务粒度与系统性能7.4.2性能模型与分析7.5多处理机的操作系统7.5.1主从型操作系统7.5.2各自独立型操作系统7.5.3浮动型操作系统习题7第8章其它计算机结构8.1脉动阵列机8.1.1脉动阵列结构的原理和特点8.1.2通用的脉动阵列结构8.2大规模并行处理机MPP与机群系统8.2.1大规模并行处理机MPP8.2.2机群系统8.3数据流机8.3.1数据驱动的概念8.3.2数据流程序图和语言8.3.3数据流计算机的结构8.3.4数据流机器存在的问题8.4归约机8.5智能机8.5.1智能信息处理与智能机8.5.2智能机的结构和机器语言习题8参考文献计算机系统结构自学考试大纲出版前言一、课程的性质及其设置的目的与要求二、课程内容与考核目标第1章计算机系统结构的基本概论第2章数据表示与指令系统第3章总线、中断与输入输出系统第4章存储体系第5章重叠、流水和向量处理机第6章阵列处理机第7章多处理机第8章其它计算机结构三、有关说明附录题型举例后记。
计算机体系结构详解
计算机体系结构详解计算机体系结构是指计算机硬件和软件之间的关系以及它们在计算机体系中的组织方式。
在计算机科学领域中，计算机体系结构被认为是计算机科学的核心概念之一。
本文将详细介绍计算机体系结构的各个方面，包括其定义、发展历程、基本原理、主要类型和应用。
一、定义计算机体系结构是一种用于描述计算机硬件和软件之间关系的概念模型。
它描述了计算机内部各个组件、子系统之间的连接方式、数据流动和控制方式等。
计算机体系结构不仅包括计算机的物理结构，还包括计算机的逻辑结构和操作方式。
二、发展历程计算机体系结构的概念最早出现在20世纪40年代末的冯·诺依曼体系结构中。
随着计算机科学的发展，计算机体系结构逐渐演变出多种类型，包括冯·诺依曼体系结构、哈佛体系结构、超标量体系结构、多核体系结构等。
三、基本原理计算机体系结构的基本原理包括指令集架构、数据表示和处理、存储器层次结构、处理器组织和控制方式等。
指令集架构定义了计算机的指令集和执行方式，数据表示和处理涉及数据的内部表示以及算术和逻辑运算的执行方式，存储器层次结构描述了计算机内存的组织和访问方式，处理器组织和控制方式描述了计算机处理器的内部结构和运行方式。
四、主要类型根据计算机体系结构的组织方式和特点，常见的计算机体系结构类型包括冯·诺依曼体系结构、哈佛体系结构、超标量体系结构、多核体系结构等。
冯·诺依曼体系结构是最早的计算机体系结构之一，它的特点是将程序指令和数据存储在同一个存储器中，并且以顺序执行方式执行指令。
哈佛体系结构则将程序指令和数据存储在不同的存储器中，以提高指令和数据的并行处理能力。
超标量体系结构可以同时执行多条指令，提高计算机的运行效率。
多核体系结构是指将多个处理器核心集成在一起，以实现多任务并行处理。
五、应用计算机体系结构的应用广泛涉及到计算机硬件和软件的设计、开发和优化。
在计算机硬件设计领域，计算机体系结构的选择直接影响计算机的性能和能耗。
计算机系统结构 总复习
∑ 而且设置有足够地缓冲寄存器，若以最快的方式用该流水计算： AiBi i =1
① 画出时空图；（9 分） ② 计算实际的吞吐率、加速比和效率。（6 分） 15. 静态多功能流水线由 6 个功能段组成，如图 E_3 所示。其中，s1、s4、s5、s6 组
成乘法流水线，s1、s2、s3、s6 组成加法流水线，各个功能段时间均为△t，假设 该流水线的输出结果可以直接返回输入端，而且设置有足够地缓冲寄存器，若以 最快的方式用该流水计算：∏（Ai＋Bi）（其中 i＝1..4，∏为连乘符号） ① 画出时空图；（9 分） ② 计算实际的吞吐率、加速比和效率。（6 分） 16. （20 分）设指令流水线由取指令、分析指令和执行指令 3 个部件构成，每个部件 经过的时间为△t，连续流入 12 条指令。分别画出标量流水处理机以及 ILP 均为 4 的超标量处理机、超长指令字处理机、超流水处理机的时空图，并分别计算它们 相对于标量流水处理机的加速比。 17. （15 分）给定以下的假设，试计算直接映象 Cache 和两路组相联 Cache 的平均访 问时间以及 CPU 时间。 ① 理想 Cache（命中率为 100%）情况下的 CPI 为 2.0，时钟周期为 2ns，平均每条指 令访存 1.2 次。 ② 两种 Cache 容量均为 64KB，块大小都是 32 字节。 ③ 组相联 Cache 中的多路选择器使 CPU 的时钟周期增加了 10%。 ④ 这两种 Cache 的失效开销都是 80 ns。 ⑤ 命中时间为 1 个时钟周期。 ⑥ 64 KB 直接映象 Cache 的失效率为 1.4%，64 KB 两路组相联 Cache 的失效率为 1.0%。
① 画出处理过程的时空图。（9 分） ② 计算其吞吐率、加速比和效率。（6 分） 12. 有一条动态多功能流水线由 5 段组成（如图 E_2 所示），加法用 1、3、4、5 段，
浅谈生成式人工智能在教育中应用的机遇与挑战
浅谈生成式人工智能在教育中应用的机遇与挑战1. 生成式人工智能简介生成式人工智能(Generative Artificial Intelligence,简称GAI)是一种模拟人类创造力和想象力的人工智能技术，它可以自动地从大量的数据中学习并生成新的、与现有数据相似的数据。
生成式人工智能的核心思想是利用概率模型和统计方法来生成具有一定质量的新数据，这些新数据可以用于各种应用场景，如艺术创作、音乐生成、自然语言处理等。
随着深度学习技术的快速发展，生成式人工智能在教育领域的应用也逐渐受到关注。
个性化学习：通过分析学生的学习行为和成绩，生成式人工智能可以为每个学生提供定制化的学习资源和教学方案，从而提高学习效果。
智能辅导：生成式人工智能可以根据学生的知识水平和需求，为其提供实时的答疑解惑服务，帮助学生解决学习过程中遇到的问题。
创意教育：生成式人工智能可以应用于艺术创作、音乐生成等领域，为学生提供丰富的创意体验，激发学生的创造力和想象力。
虚拟实验室：生成式人工智能可以模拟真实实验环境，为学生提供安全、便捷的实验体验，降低实验成本和风险。
尽管生成式人工智能在教育领域具有诸多优势，但其发展仍面临一些挑战，主要包括以下几点：数据隐私和安全问题：生成式人工智能需要大量的数据进行训练，如何保护学生的隐私数据成为了一个亟待解决的问题。
技术成熟度：目前生成式人工智能的技术尚不完全成熟，存在一定的局限性，如生成数据的准确性、稳定性等方面仍有待提高。
教师角色转变：随着生成式人工智能在教育中的应用，教师的角色将发生一定程度的转变，如何在保障教学质量的同时，引导教师适应这一变化成为一个重要课题。
伦理道德问题：生成式人工智能在教育中的应用可能引发一些伦理道德问题，如算法歧视、知识传授的责任归属等，需要社会各界共同探讨和解决。
1.1 什么是生成式人工智能生成式人工智能(Generative AI)是一种模拟人类思维、创造力和创新能力的人工智能技术。
计算机系统结构_张晨曦_王志英_(高等教育出版社)课后答案
第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。
这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。
虚拟机：用软件实现的机器。
翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。
解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。
执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。
计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。
在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。
计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。
系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。
Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。
程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。
包括时间局部性和空间局部性。
CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。
测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。
存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。
其基本点是指令驱动。
程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。
系列机：由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。
专升本《计算机系统结构》
专升本《计算机系统结构》计算机系统结构是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，是培养学生计算机系统设计能力的关键课程之一、通过学习该课程，可以使学生了解计算机系统的组成结构，掌握计算机系统的工作原理，培养学生计算机系统设计与优化能力。
以下是关于计算机系统结构的一篇1200字以上的专业文章。
计算机系统结构是计算机科学与技术中的基础课程，主要研究计算机系统的组成结构和工作原理。
计算机系统是由硬件和软件两个部分组成，硬件包括中央处理器、内存、外设等，软件包括操作系统、应用程序等。
计算机系统结构主要研究如何将这些硬件和软件组合起来，构成完整的计算机系统。
计算机系统结构包括指令流水线、存储器层次结构、总线系统和I/O系统等内容。
其中，指令流水线是计算机系统中的一种重要技术，可以提高计算机运行速度。
指令流水线将指令执行过程划分为若干个阶段，每个阶段只执行一个操作，从而可以并行执行多个指令。
通过指令流水线可以提高计算机的效率，降低计算机系统的延迟。
存储器层次结构是计算机系统中的另一个重要部分，主要包括主存、高速缓存和辅助存储器等。
存储器层次结构的设计是为了在速度、容量和成本之间找到一个平衡点。
高速缓存是CPU和主存之间的一种高速存储器，用于存放经常访问的数据和指令。
通过高速缓存可以减少CPU访问主存的次数，提高计算机的运行速度。
总线系统是计算机系统中的交通系统，用于连接计算机系统中不同部件之间的数据和信号。
总线系统主要包括数据总线、地址总线和控制总线等。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输地址，控制总线用于传输控制信号。
总线系统的设计需要考虑带宽、传输速度和信号干扰等因素，以保证计算机系统的正常运行。
I/O系统是计算机系统中的输入输出系统，用于对外部设备进行数据交换。
I/O系统主要包括输入设备、输出设备和I/O接口等。
输入设备用于将外部设备的数据输入到计算机系统中，输出设备用于将计算机系统中的数据输出到外部设备中，I/O接口用于连接计算机系统和外部设备。
计算机系统结构 李学干
计算机系统结构概述计算机系统结构是指计算机硬件和软件组件之间的关系和组织方式。
在软件和硬件之间有多个层次的相互作用和依存关系，这些层次的组织方式称为计算机系统结构。
计算机系统结构是计算机科学中非常重要的一个领域，它涉及到计算机硬件设计、指令集架构、操作系统以及应用软件等方面。
计算机系统结构的组成计算机系统结构由以下几个主要组成部分组成：1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机系统的核心，负责执行指令并处理数据。
它包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（Control Unit）和寄存器（Registers）等部分。
ALU负责执行算术和逻辑运算，控制单元负责控制指令的执行，而寄存器用于暂存数据。
2. 存储器存储器用于存储程序和数据。
计算机系统通常包括主存储器（主存）和辅助存储器（辅存）。
主存储器是CPU直接访问的存储器，而辅助存储器用于长期存储大量的数据和程序。
3. 输入输出（I/O）输入输出设备用于与外部世界进行数据的输入和输出。
常见的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
计算机系统利用输入输出设备与用户进行交互，并将结果输出到显示器或打印机等设备上。
4. 总线总线是计算机系统中各个组件之间进行数据传输的通道。
它分为数据总线、总线和控制总线。
数据总线负责传输数据，总线负责传输，控制总线负责传输控制信号。
5. 指令集架构指令集架构是计算机硬件和软件之间的接口，定义了计算机能够执行的指令和操作。
常见的指令集架构包括xARM等。
不同的指令集架构决定了计算机的性能和可移植性。
计算机系统结构的设计原则设计计算机系统结构时需要遵循一些重要的原则，以保证系统的可靠性和性能。
1. 层次化原则计算机系统结构应该采用分层结构，将复杂的系统划分为若干层次，每个层次负责不同的功能。
这样可以提高系统的可维护性和可扩展性。
2. 模块化原则计算机系统应该由多个独立的模块组成，每个模块负责完成一定的功能。
这样可以提高系统的可测试性和可重用性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机运行时的程序和数据均放在RAM中， 一旦掉电，其中的内容将全部丢失。
15
内存地址
RAM在实际存储的时候被分 成为多个等长的存储单元， 在微机中一般按照字节存 储，即按字节来分存储单 元。
2. 微处理器MPU：它是将CPU、时钟脉 冲发生器和系统控制器集成在一片或 多片大规模集成电路上而形成的一个 独立器件。
10
1.3.2 CPU
11
1.3.2 CPU
CPU的基本结构：
运算器与内部控制器； 控制逻辑单元； CPU内部总线。
CPU的性能指标：
CPU执行指令的速度即CPU每秒所能执行的指 令条数；
操作数 操作的内容或所在的地址
数据传送指令
内存
CPU
数据处理指令
＋ － ×÷ And Or……
•程序控制指令 输入输出指令 其它指令
If Goto……
主机
I/O设备
对计算机的硬件进行管理等
4
计算机基本工作原理
指令的执行过程分为以下4个步骤：
① 取指令 按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出 指令，并送往指令寄存器。
程序+ 数据
反 馈 信 号
输入 设备
请响 求应 信信 号号
运算器
存 取数 数
（内）存储器
指 地令 址
控制器
数据流
操
控制流
作
命
令
输出 处理 设备 结果
响请 应求 信信 号号
3
计算机基本工作原理
指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。
指令
操作码
操作数
分 类
结构 操作码 要完成的操作类型或性质
② 分析指令 对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译 码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控 制电位信号；由地址码确定操作数地址。
③ 执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一 系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。
④ 一条指令执行完成，指令计数器加1 或将转移地址码 送入程序计数器，然后回到①。
3.1 计算机系统的组成
主机
中央处理器(CPU)
运算器 控制器
硬件
内存储器
只读存储器(ROM) 随机存储器(RAM)
计
输入设备——键盘、鼠标、光笔、扫描仪
算
外部设备 输出设备——显示器、打印机、绘图仪
机 系 统
外存储器——硬盘、光盘
系统软件 操作系统
语言处理系统
数据库管理系统 系统服务程序
软件
文字处理软件
8
1.3.1 主板
主板是位于主机箱底部的一块大型印刷电路板，有CPU插槽/插座、 内存插槽、局域总线的扩展总线、高速缓存、时钟和CMOS主板BIOS、 软/硬盘、串口、并口等外设接口、控制芯片等。
北桥为VIA VT8601T，南桥为VIA VT82C686B
9
1.3.2 CPU
1. 中央处理器CPU：它执行对信息的处理与控 制，是整个微型机的核心，它是一个大规模集 成电路芯片。
CPU 交换数据 内存 交换数据 外存
不能直接交换
17
外存储器的分类
硬磁盘存储器 光盘存储器 优盘（Flash Memory) 移动硬盘
18
硬盘的性能指标
①盘径：5.25英寸，3.5英寸，2.5英寸，1.8英寸等； ②接口类型：IDE、EIDE、UATA、SATA、SCSI等； ③盘面数：相当于软盘中的“面数”，又称磁头数； ④柱面数：相当于软盘中的“磁道数”； ⑤扇区数、数据传输率、硬盘转速、电源和重量等。
硬盘容量的计算： 总容量＝每扇区字节数×盘面数×柱面数×扇区数
19
硬盘的性能指标
20
硬盘机的主要技术指标
平均等道时间：指磁头移动到数据所在 磁道所用的时间；
数据传输率：指磁头到硬盘缓存间最大 数据传输率；
主轴转速：指硬盘内主轴转动速度； 高速缓存（Cache）：指在硬盘内部的
比如，如果有内存１kB， 则被分为1024个存储单元。 每个存储单元将被赋予一 个编号即内存地址。
*注意区分内存地址和内存 地址中的内容的区别。
FFFFH
0002H 0001H 0000H
16
2、外存储器
概念：辅助存储器（辅存），容量大，保存 时间长，不能与CPU直接交换数据。
CPU、内存、外存间的关系：
可改写只读存储器 EPROM
外存储器
磁盘存储器：软磁盘 、硬磁盘
（辅助存储器）
光盘存储器
其中计的算内机容运将行全时部的丢程失序。和数据均放在RAM中，一旦掉1电3 ，
内存储器
14
内存功能与分类
概念：内存储器(主存储器、主存) ，是存放程 序和数据的部件。其特点是存取速度较快，CPU 可以直接访问。分为：
信息管理软件
应用软件 图形软件 辅助设计软件
各种程序包
1
3.2 计算机的基本工作原理
计算机的基本工作原理是由美籍匈牙利 科学家冯·诺依曼于1946年首先提出的。 采用二进制的形式表示数据和指令. 采用存储程序方式. 计算机由运算器、存储器、控制器、输入
设备、输出设备5大部件组成.
2
冯·诺依曼结构框图
5
计算机基本工作原理
起始地址
自动加 1
内存储器 程序计数器 PC 程序计01数00器 PC （4）
操作码
指令寄存器
07
（2）
地址码 0270 （1）
控制器
译码器
操作控制线路 （3）
累加寄存器
算术、逻辑运算部件
运算器
内存储器
地址 …
0100 0101
内容 …… 070270
… 0270
…… 数据
程 序 区
CPU的字长即CPU一次所能处理的数据的二进 制位数；
指令本身的功能强弱及复杂程度。
12
1.3.3 存储器
微型机的存储器用来存放程序和数据，存储器容量的大
小、存取数据速度的快慢将直接影响到微型机系统的性能。
随机存储器 RAM
主存储器
只读存储器 ROM
（内 存）
存
可编程只读存储器 PROM
储 器
数 据 区
6
4.3 计算机硬件系统的组成
微型计算机硬件系统由微处理器、存储器、各 种输入/输出接口电路以及系统总线组成。
微型机的系统结构图如下：
微 处
AB
理
DB
器
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱU
CB
主存储器 外存接口 输入输出接口 其他I/O口
软、硬盘 驱动器
键盘、显 示器等
各种外设 7
1.3 计算机硬件系统的组成
从外观看，一台微机由主机和外部设备组成。在主机 箱内有主板（包括CPU和内存、总线扩展槽）、外存、输 入输出接口电路等，如下图所示：