(完整word版)硬盘的存储原理和内部架构

硬盘的存储原理和内部架构2012-11-19 21:47:21

分类：服务器与存储

本来想写个文件系统的专题，结果发现对硬盘的内部架构和存储原理还是比较模糊，因为不了解“一点”硬盘的存储原理对文件系统的认识老是感觉镜花水月，不踏实。经过搜集整理资料就由了本文的问世。

借用Bean_lee兄一句话：成果和荣耀归于前辈。

首先，让我们看一下硬盘的发展史：

?1956年9月13日，IBM的IBM 350

RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)是现代硬盘的雏形，整个硬盘需要50个直径为24英寸表面涂有磁浆的盘片，它相当于两个冰箱

的体积，不过其存储容量只有5MB。

?1971年，IBM开始采用一种名叫Merlin的技术生产硬盘，这种技术据称能使硬盘头更好地在盘片上

索引。

?1973年，IBM 3340问世，主流采用采用红色。这个大家伙每平方英寸存储1.7MB的数据，在当时已

经创了一个纪录。许多公司共享这些系统，需要时按

照时间和存储空间租用它。租赁价值为7.81美元每

兆，这个价格比当时汽油的价格还贵38%。它拥有“温

彻斯特”这个绰号，也就是我们现在所熟知的“温氏架

构”。来源于它两个30MB的存储单元，恰好是当时出

名的“温彻斯特来福枪”的口径和填弹量。至此，硬盘的基本架构被确立。

?1979年，IBM发明了Thin Film磁头，使硬盘的数据定位更加准确，因此使得硬盘的密度大幅提升。

?1980年，两位前IBM员工创立的公司开发出5.25英寸规格的5MB硬盘，这是首款面向台式机的产品，

而该公司正是希捷公司（Seagate）公司。

?1982年，日立发布了全球首款容量超过1GB的硬盘。这就是容量为1.2GB的H-8598硬盘。这块硬

盘拥有10片14英寸盘片，两个读写磁头。

?1980年代末，IBM推出MR（Magneto Resistive 磁阻）技术令磁头灵敏度大大提升，使盘片的存储密

度较之前的20Mbpsi（bit/每平方英寸）提高了数十倍，该技术为硬盘容量的巨大提升奠定了基础。1991年，IBM应用该技术推出了首款3.5英寸的1GB硬盘。

?1970年到1991年，硬盘碟片的存储密度以每年25%~30%的速度增长；从1991年开始增长到60%～

80%；至今，速度提升到100%甚至是200%。从1997年开始的惊人速度提升得益于IBM的GMR（Giant Magneto Resistive，巨磁阻）技术，它使磁头灵敏度进一步提升，进而提高了存储密度。

?1993年，康诺（Conner Peripherals）推出了CP30344硬盘容量是340MB。

?1995年，为了配合Intel的LX芯片组，昆腾与Intel携手发布UDMA 33接口—EIDE标准将原来接口

数据传输率从16.6MB/s提升到了33MB/s。同年，希捷开发出液态轴承（FDB，Fluid Dynamic Bearing）马达。所谓的FDB就是指将陀螺仪上的技术引进到硬盘生产中，用厚度相当于头发直径十分之一的油膜取代金属轴承，减轻了硬盘噪音与发热量。

?1996年，希捷收购康诺（Conner Peripherals）?1998年2月，UDMA 66规格面世。

?2000年10月，迈拓（Maxtor）收购昆腾。

?2003年1月，日立宣布完成20.5亿美元的收购IBM硬盘事业部计划，并成立日立环球存储科技公司

（Hitachi Global StorageTechnologies, Hitachi GST）。

?2005年日立环储和希捷都宣布了将开始大量采用磁盘垂直写入技术（perpendicular recording），该

原理是将平行于盘片的磁场方向改变为垂直（90度），更充分地利用的存储空间。

?2005年12月21日，希捷宣布收购迈拓（Maxtor）。

?2007年1月，日立环球存储科技宣布将会发售全球首只1Terabyte的硬盘，比原先的预定时间迟了一

年多。硬盘的售价为399美元，平均每美分可以购得

27.5MB硬盘空间。

?2011年3月，西部数据以43亿美元的价格，收购日立环球存储科技。

?2011年4月，希捷宣布与三星强化策略伙伴关系。

从硬盘问世至今已经过了56个年头，不管是容量、体积还是生产工艺都较之前有了重大革新和改进，但一直都保持了“温氏”的架构(固态硬盘除外，它不是我们今天的主角)。经过封装后的硬盘，对我们一般呈现出如下的样子：

背面：

打开后盖：

硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件组成。盘体就是一个密封，封装了多个盘片的腔体；控制电路包含硬盘BIOS，主控芯片和硬盘缓存等单元；接口部件包含电源、数据接口主从跳线等。

硬盘的盘片一般采用合金材料，多数为铝合金(IBM曾经开发过玻璃材质的盘片，好像现在有些厂家也生产玻璃材质的盘片，但不多见)，盘面上涂着磁性材料，厚度一般在0.5mm左右。有些硬盘只装一张盘片，有些则有多张。硬盘盘片安装在主轴电机的转轴上，在主轴电机的带动下作高速旋转。每张盘片的容量称为单碟容量，而一块硬盘的总容量就是所有盘片容量的总和。早期硬盘由于单碟容量低，所以盘片较多。现代的硬盘盘片一般只有少数几片。盘片上的记录密度很大，而且盘片工作时会高速旋转，为保证其工作的稳定，数据保存的长久，所以硬片都是密封在硬盘内部。不可自行拆卸硬盘，在普通环境下空气中的灰尘、指纹、头发丝等细小杂质都会对硬盘造成永久损害。一个被大卸八块的硬盘如下：

接下来我们了解一下硬盘的盘面，柱面，磁道和扇区的概念。

盘面

硬盘一般会有一个或多个盘片，每个盘片可以有两个面(Side)，即第1个盘片的正面称为0面，反面称为1面；第2个盘片的正面称为2面，反面称为3面...依次类推。每个盘面对应一个磁头(head)用于读写数据。第一个盘面的正面的磁头称为0磁头，背面称为1磁头；第二个盘片正面的磁头称为2磁头，背面称为3磁头，以此类推。盘面数和磁头数是相等的。

一张单面的盘片需要一个磁头，双面的盘片则需要两个磁头。硬盘采用高精度、轻型磁头驱动和定位系统。这种系统能使磁头在盘面上快速移动，读写硬盘时，磁头依靠磁盘的高速旋转引起的空气动力效应悬浮在盘面上，与盘面的距离不到1微米(约为头发直径的百分之一)，可以在极短的时间内精确定位到计算机指令指定的磁道上。

早期由于定位系统限制，磁头传动臂只能在盘片的内外磁道之间移动。因此，不管开机还是关机，磁头总在盘片上。所不同的是，关机时磁头停留在盘片启停区，开机时磁头“飞行”在磁盘片上方。

磁道

每个盘片的每个盘面被划分成多个狭窄的同心圆环，数据就是存储在这样的同心圆环上，我们将这样的圆环称为磁道(Track)，每个盘面可以划分多个磁道。关机时磁头停留在硬盘的着陆区(Landing Zone)，这个着陆区以前是位于离盘心最近的区域，不存放任何数据。在后期的硬盘工艺中有些硬盘生产厂商将这个区域被移动到了盘片的外面，如下所示：

在每个盘面的最外圈，离盘心最远的地方是“0”磁道，向盘心方向依次增长为1磁道，2磁道，等等。硬盘数据的存放就是从最外圈开始。

扇区

根据硬盘规格的不同，磁道数可以从几百到成千上万不等。每个磁道上可以存储数KB的数据，但计算机并不需要一次读写这么多数据。

在这一这基础上，又把每个磁道划分成若干弧段，每段称为一个扇区(Sector)。扇区是硬盘上存储的物理单位，每个扇区可存储128×2N次方（N＝0,1,2,3）字节的数据。从DOS时代起，每扇区是128×22＝512字节，现在已经成了业界不成文的规定，也没有哪个硬盘厂商试图去改变这种约定。也就是说即使计算机只需要硬盘上存储的某个字节，也须一次把这个字节所在的扇区中的全部512字节读入内存，再选择所需的那个字节。扇区的编号是从1开始，而不是0，这一点需要注意。另外，硬盘在划分扇区时，和软盘是有一定区别的。软盘的一个磁道中，扇区号一般依次编排，如1号，2号，3号...以此类推。但在硬盘磁道中，扇区号是按照某个间隔跳跃着编排。比如，2号扇区并不是1号扇区后的按顺序的第一个而是第八个，3号扇区又是2号扇区后的按顺序的第八个，依此类推，这个“八”称为交叉因子。

这个交叉因子的来历有必要详述一下，我们知道，数据读取经常需要按顺序读取一系列相邻的扇区(逻辑数据相邻)。如对磁道扇区按物理顺序进行编号，很有可能出现当磁头读取完第一个扇区后，由于盘片转速过快来不及读取下一个扇区，(要知道物理相邻扇区位置距离是极小的)，必须等待转完一圈，这极大浪费了时间。所以就用交叉来解决这个问题。增加了交叉因子后的扇区编号一般是下面这个样子：

柱面

柱面其实是我们抽象出来的一个逻辑概念，前面说过，离盘心最远的磁道为0磁道，依此往里为1磁道，2磁道，3磁道....，不同面上相同磁道编号则组成了一个圆柱面，即所称的柱面(Cylinder)。这里要注意，硬盘数据的读写是按柱面进行，即磁头读写数据时首先在同一柱面内从0磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面(即磁头上)进行操作，只有在同一柱面所有的磁头全部读写完毕后磁头才转移到下一柱面，因为选取磁头只需通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过

机械切换。电子切换比从在机械上磁头向邻近磁道移动快得多。因此，数据的读写按柱面进行，而不按盘面进行。读写数据都是按照这种方式进行，尽可能提高了硬盘读写效率。

簇

将物理相邻的若干个扇区称为了一个簇。操作系统读写磁盘的基本单位是扇区，而文件系统的基本单位是簇(Cluster)。在Windows下，随便找个几字节的文件，在其上面点击鼠标右键选择属性，看看实际大小与占用空间两项内容，如大小：15 字节 (15 字节)，占用空间：4.00 KB (4，096 字节)。这里的占用空间就是你机器分区的簇大小，因为再小的文件都会占用空间，逻辑基本单位是4K，所以都会占用4K。簇一般有这几类大小4K，8K，16K，32K，64K等。簇越大存储性能越好，但空间浪费严重。簇越小性能相对越低，但空间利用率高。NTFS 格式的文件系统簇的大小为4K。

硬盘读写数据的过程

现代硬盘寻道都是采用CHS(Cylinder Head Sector)的方式，硬盘读取数据时，读写磁头沿径向移动，移到要读取的扇区所在磁道的上方，这段时间称为寻道时间(seek time)。因读写磁头的起始位置与目标位置之间的距离不同，寻道时间也不同。目前硬盘一般为2到30毫秒，平均约为9毫秒。磁头到达指定磁道后，然后通过盘片的旋转，使得要读取的扇区转到读写磁头的下方，这段时间称为旋转延迟时间(rotational latencytime)。

一个7200（转/每分钟）的硬盘，每旋转一周所需时间为

60×1000÷7200=8.33毫秒，则平均旋转延迟时间为8.33÷2=4.17毫秒

（平均情况下，需要旋转半圈）。平均寻道时间和平均选装延迟称为平均存取时间。

所以，最后看一下硬盘的容量计算公式：

硬盘容量=盘面数×柱面数×扇区数×512字节

在博文“Linux启动过程分析”中我们提到过MBR，它是存在于硬盘的0柱面，0磁头，1扇区里，占512字节的空间。这512字节里包含了主引导程序Bootloader和磁盘分区表DPT。其中Bootloader占446字节，分区表占64字节，一个分区要占用16字节，64字节的分区表只能被划分4个分区，这也就是目前我们的硬盘最多只能支持4个分区记录的原因。

即，如果你将硬盘分成4个主分区的话，必须确保所有的磁盘空间都被使用了(这不是废话么)，一般情况下我们都是划分一个主分区加一个扩展分区，然后在扩展分区里再继续划分逻辑分区。当然，逻辑分区表也需要分区表，它是存在于扩展分区的第一个扇区里，所以逻辑分区的个数最多也只能有512/16=32个，并不是想分多少个逻辑分区都可以。

注意，我们所说的扩展分区也是要占用分区表项的。例如，如果我们的硬盘只划分一个主分区和一个逻辑分区，此时的分区表的排列如下：

Device Boot Start End Blocks Id System

/dev/sda1 * 1 19 152586 83 Linux

/dev/sda2 20 2569 20482875 83 Extended

/dev/sda5 2570 19457 4128705 82 Linux

主分区为1号分区，扩展分区占用了2号分区，3和4号扩展分区被预留了下来，逻辑分区从5开始编号依次递增，这里我们只划分了一个逻辑分区。

摄像机码流与硬盘存储时间的关系

摄像机码流与硬盘存储时间的关系 720P 即100万网络摄像机的码流一般为2.2Mbit/s 960P 即130万网络摄像机的码流一般为2.8Mbit/s 1080P 即200万网络摄像机的码流一般为4.5Mbit/s 经过计算， 每个100万网络摄像机1天约占用24G硬盘空间。 每个130万网络摄像机1天约占用28G硬盘空间。 每个200万网络摄像机1天约占用48G硬盘空间。 假如您想了解更多的内容，请继续往下看。 根据录像要求(录像类型、录像资料保存时间)计算一台硬盘录像机所需总容量 计算方法:

(1)计算单个通道每小时所需的存储容量q,单位Mbyte。 q=d÷8×3600÷1024 其中d是码率(即录像设置中的“位率/位率上限”),单位Kbit/s (2)确定录像时间要求后单个通道所需的存储容量m,单位Mbyte m=q×h×D 其中h是每天录像时间(小时) D是需要保存录像的天数 码率是512时候,正常录像每小时单通道文件大小225M;每天(24小时)大概5.3G 码率是384时候,正常录像每小时单通道文件大小168.75M;每天(24小时)大概4G 码率 码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps 即千位每秒。通俗一点的理解就是取样率,单位时间内取样率越大,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件,但是文件体积与取样率是成正比的,

所以几乎所有的编码格式重视的都是如何用最低的码率达到最少的失真,围绕这个核心衍生出来的cbr(固定码率)与vbr(可变码率),都是在这方面做的文章,不过事情总不是绝对的,从音频方面来说,码率越高,被压缩的比例越小,音质损失越小,与音源的音质越接近。 码率计算公式基本的算法是:文件体积=时间X码率/8。这里时间单位是秒,码率除以8,就不用说了。举例,D5的碟,容量4.3G,考虑到音频的不同格式,占用一定的空间,姑且算为600M,视频文件应不大于3.7G,视频长度100分钟(6000秒),计算结果:码率应为4900K。 码率几点原则 1、码率和质量成正比,但是文件体积也和码率成正比。这是要牢记的。 2、码率超过一定数值,对图像的质量没有多大影响。 3、DVD的容量有限,无论是标准的4.3G,还是超刻,或是D9,都有极限。这也是废话,但是就有人记不住或忽略这点,漫天讨论。 视频码率 计算机中的信息都是二进制的0和1来表示,其中每一个0或1被称作一个位,用小写b表示,即bit(位);大写B表示byte,即字节,一个字节=八个位,

计算机组成原理考试题库

计算机原理考试题库 一、选择题 1、电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为C。 A、CPU B、ALU C、主机 D、UP 2、用以指定待执行指令所在地址的是C。 A、指令寄存器 B、数据计数器 C、程序计数器 D、累加器 3、完整的计算机系统应包括D。 A、运算器、存储器、控制器 B、外部设备和主机 C、主机和实用程序 D、配套的硬件设备和软件系统 4、计算机存储数据的基本单位为A。 A、比特Bit B、字节Byte C、字组Word D、以上都不对 5、计算机中有关ALU的描述，D是正确的。 A、只做算术运算，不做逻辑运算 B、只做加法 C、能存放运算结果 D、以上答案都不对 6、计算机系统中的存储系统是指D。 A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存 D、主存和辅存 7、下列语句中是C正确的。 A、1KB＝1024 1024B B、1KB＝1024MB C、1MB＝1024 1024B D、1MB＝1024B 8、用以指定待执行指令所在地址的是C。 A、指令寄存器 B、数据计数器 C、程序计数器 D、累加器 9、计算机系统中的存储系统是指D。 A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存 D、主存和辅存 10、电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为C。 A、CPU B、ALU C、主机 D、UP 11、计算机中有关ALU的描述，D是正确的。 A、只做算术运算，不做逻辑运算 B、只做加法 C、能存放运算结果 D、以上答案都不对 12、下列D属于应用软件。 A、操作系统 B、编译程序 C、连接程序 D、文本处理 13、下列语句中是C正确的。 A、1KB＝1024 1024B B、1KB＝1024MB C、1MB＝1024 1024B D、1MB＝1024B 14、计算机系统中的存储系统是指D。 A、RAM存储器 B、ROM存储器 C、主存 D、主存和辅存 15、下列D属于应用软件。 A、操作系统 B、编译程序 C、连接程序 D、文本处理 16、存放欲执行指令的寄存器是D。 A、MAE B、PC C、MDR D、IR 17、用以指定待执行指令所在地址的是C。

组成原理复习题目

填空题： 1.计算机的硬件包括（运算器）、（存储器）、（控制器）、适配器、输入输出设备。 2.按IEEE754标准，一个浮点数由（符号位S）、（阶码E）、(尾数M)三个域组成。 3.计算机采用多级存储体系结构，即（cache）、（主存）和（外存）。 4.形成指令地址的方式，称为（指令寻址方式）。有（顺序寻址）和（跳跃寻址）两种，由指令计数器来跟踪。 5.CPU是计算机的中央处理器部件，具有（指令控制）、（操作控制）、时间控制、（数据加工）的基本功能。 6.为了解决（多个）主设备同时竞争总线（控制权）的问题，必须具有总线（仲裁部件）。 7.磁表面存储器由于存储容量大，（位成本低），在计算机系统中作为（辅助）大容量存储器使用，用以存放系统软件、大型文件、数据库等大量程序与数据信息。 （2） 1.早期将（运算器）和（控制器）合在一起称为Cpu（中央处理器）。 2.数的真值变成机器码时有四种表示方法：原码表示法，(反码表示法)，(补码表示法)，(移码表示法)。 3.Cache是一种（高速缓冲）存储器，是为了解决CPU和主存之间（速度）不匹配而采用的一项重要的（硬件）技术 4.形成操作数地址的方式，称为（数据寻址方式）。操作数可放在专用寄存器、（通用寄存器）、内存和（指令）中。 5.CPU中至少要有如下六类寄存器：（指令寄存器）、（程序计数器）、（地址寄存器）、数据缓冲器、通用寄存器、状态条件寄存器。 6.接口部件在它动态联结的两个功能部件间起着（缓冲器）和（转换器）的作用，以便实现彼此之间的（信息传送）。 7.外围设备的功能是在计算机和（其他机器）之间，以及计算机与（用户）之间提供联系。 （3） 1.（存储）程序并按（地址）顺序执行是冯·诺依曼型计算机的（工作原理）。 2.移码主要用于表示浮点数的(阶码E)，以利于比较两个指数的(大小)和(对阶)操作。 3.存储器的技术指标有（存储容量）、（存取时间）、（存储周期）、存储器带宽。 4.RISC指令系统的最大特点是：①（指令条数少）；②指令长度固定，指令格式和寻址方式种类少；③只有取数/存数指令访问（存储器），其余指令的操作均在（寄存器）之间进行 5.互斥的微操作，是指不能（同时）或不能在（同一个节拍内）并行执行的微操作。可以（编码）。 6.当代流行的标准总线内部结构包含：①（数据传送总线）（由地址线、数据线、控制线组成）；②（仲裁总线）；③中断和同步总线；④（公用线）（电源、地线、时钟、复位灯信号线）。 7.中断系统是计算机实现中断功能的（软硬件）总称。一般在CPU中设置中断机构，在外设接口中设置中断控制器，在软件上设置相应的（中断服务程序）。 选择题

硬盘详细知识

一.硬盤常識與技術指標 1.磁頭 硬盤存取數據主要是靠磁頭.磁頭的發展先后經歷“亞鐵鹽類磁頭(MONOLITHIC HEAD HEAD)”“MIG(METAL IN GAP)磁頭”“薄膜磁頭(THIN FILM HEAD)”,這些傳統的磁頭都是讀寫合一.電磁感應式磁頭.現在流行的MR磁頭(Magnetoresistive heads),即磁阻磁頭,采用的是分離式的磁頭結構:寫入磁頭仍采用的磁感磁頭疼(MR磁頭不能進行寫操作),讀取磁頭則采用新型的MR磁頭,即所謂的感應寫.磁阻讀.這樣,在設計時就可以針對兩者的不同特性分別進行優化,以得到最好的讀/寫性能. 2.轉速 主軸馬達帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方.要將所要存取信息的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,等待時間也就越短.換句話說,轉速在很大程度上決定了硬盤的存取速度. 3.單盤容量 單盤容量指單張盤片的容量,單盤的容量越大,實現大容量硬盤也就越容易,尋找數據所需的時間相對少一點. 4.硬盤的技術指標 容量

當然是越大越好. Rotational Speed(轉速) 現有轉速從3600rpm.4500rpm.5400rpm.7200rpm到10000rpm不等. 理論上,轉速越快越好. Cache(高速緩存) 有兩种形式,寫通式(Write-Through)和回寫式(Write-Back),現在硬盤多數用的是性能較好的回寫式Cache,它的作用就是系統在從硬盤中讀數據時,先檢查Cache中有沒有所需的數據,若有,就直接Cache中讀取,因為Cache的存取速度比硬盤要快幾百倍. Average Access Time(帄均訪問時間) Average Seek Time(帄均尋道時間)和Average Latency Time(帄均潛伏時間).帄均尋道時間指的是硬盤在盤面上移動讀/寫到指定磁道所用的時間,一般在8ms到16ms之間.帄均潛伏期是指定的磁道旋轉到磁頭下所用的時間,一般在2ms到6ms之間.帄均訪問時間為帄均尋道時間和帄均潛伏時間之和,所以硬盤的帄均訪問時間一般為11ms到18ms之間. 二.硬盘是计算机中最重要的部件之一，按不同的接口和外形尺寸， 其种类有很多，除了现在最常见的台式机中使用的3.5英寸EIDE 和SATA接口的产品外，还有其他类型的硬盘。

DAS、SAN、NAS存储协议工作原理

目前磁盘存储市场上，存储分类（如下表一）根据服务器类型分为：封闭系统的存储和开放系统的存储，封闭系统主要指大型机，AS400等服务器，开放系统指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器；开放系统的存储分为：内置存储和外挂存储；开放系统的外挂存储根据连接的方式分为：直连式存储（Direct-Attached Storage，简称DAS）和网络化存储（Fabric-Attached Storage，简称FAS）；开放系统的网络化存储根据传输协议又分为：网络接入存储（Network-Attached Storage，简称NAS）和存储区域网络（Storage Area Network，简称SAN）。由于目前绝大部分用户采用的是开放系统，其外挂存储占有目前磁盘存储市场的70%以上，因此本文主要针对开放系统的外挂存储进行论述说明。 第一个图有问题，把NAS和SAN一样放在FAS之下是不对的，通常也没有FAS 这种说法，DAS，NAS和SAN是平行的关系。 NAS不一定要用光纤。 NAS是文件级存储，SAN和DAS通常是数据块级存储。 表一：

今天的存储解决方案主要为：直连式存储（DAS）、存储区域网络（SAN）、网络接入存储（NAS）。 如下表二： 开放系统的直连式存储（Direct-Attached Storage，简称DAS）已经有近四十年的使用历史，随着用户数据的不断增长，尤其是数百GB以上时，其在备份、恢复、扩展、灾备等方面的问题变得日益困扰系统管理员。 主要问题和不足为： 直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理，数据备份和恢复要求占用服务器主机资源（包括CPU、系统IO等），数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机（库），数据备份通常占用服务器主机资源20-30%，因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙时进行，以免影响正常业务系统的运行。直连式存储的数据量越大，备份和恢复的时间就越长，对服务器硬件的依赖性和影响就越大。 直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接，带宽为 10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等，随着服务器CPU的处理能力越来越强，存储硬盘空间越来越大，阵列的硬盘数量越来越多，SCSI通道将会成为IO瓶颈；服务器主机SCSI ID资源有限，能够建立的SCSI通道连接有限。无论直连式存储还是服务器主机的扩展，从一台服务器扩展为多台服务器组成

计算机组成原理试题及答案

A ．(7CD )16 B. ( 7D0)16 C. (7E0)16 D. 3. 下列数中最大的数是 _______ 。 A ．(10011001) 2 B. (227) 8 C. (98)16 4. ____ 表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 5. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是 A. BCD 码 B. 16 进制 C. 格雷码 6. 下列有关运算器的描述中， ______ 是正确的 A. 只做算术运算，不做逻辑运算 B. C. 能暂时存放运算结果 D. 7. EPROM 是指 ____ 。 A. 读写存储器 B. C. 可编程的只读存储器 D. 8. Intel80486 是 32位微处理器， Pentium 是A.16 B.32 C.48 D.64 9 .设］X ］补=1.XXX 3X 4,当满足 _________ ■寸，X > -1/2 成立。 A. X 1必须为1，X 2X 3X 4至少有一个为1 B. X 1必须为1 , X 2X 3X 4任意 C. X 1必须为0, X 2X 3X 4至少有一个为1 D. X 1必须为0, X 2X 3X 4任意 10. CPU 主要包括 _____ 。 A.控制器 B. 控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU 和主存 11. 信息只用一条传输线 ,且采用脉冲传输的方式称为 _________ 。 A. 串行传输 B. 并行传输 C. 并串行传输 D. 分时传输 12. 以下四种类型指令中,执行时间最长的是 _________ 。 A. RR 型 B. RS 型 C. SS 型 D. 程序控制指令 13. 下列 _____ 属于应用软件。 A. 操作系统 B. 编译系统 C. 连接程序 D. 文本处理 14. 在主存和CPU 之间增加cache 存储器的目的是 _____ 。 A. 增加内存容量 B. 提高内存可靠性 C.解决CPU 和主存之间的速度匹配问题 D. 增加内存容量，同时加快存取速 度 15. 某单片机的系统程序,不允许用户在执行时改变,则可以选用 ____________ 作为存储芯 片。 A. SRAM B. 闪速存储器 C. cache D. 辅助存储器 16. 设变址寄存器为X ,形式地址为D, (X )表示寄存器X 的内容，这种寻址方式的有 效地址为 ______ 。 A. EA=(X)+D B. EA=(X)+(D) C.EA=((X)+D) D. EA=((X)+(D)) 17. 在指令的地址字段中,直接指出操作数本身的寻址方式,称为 ___________ 。 A. 隐含寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 直接寻址 18. 下述 I/O 控制方式中,主要由程序实现的是 ________ 。 7F0）16 D. （ 152）10 o D. ASC H 码 只做加法 既做算术运算，又做逻辑运算 只读存储器 光擦除可编程的只读存储器 位微处理器。

计算机组成原理试题及答案

二、填空题 1 字符信息是符号数据，属于处理（非数值）领域的问题，国际上采用的字符系统是七单位的（ASCII）码。P23 2 按IEEE754标准，一个32位浮点数由符号位S（1位）、阶码E（8位）、尾数M（23位）三个域组成。其中阶码E的值等于指数的真值（e）加上一个固定的偏移值（127）。P17 3 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用（空间）并行技术，后者采用（时间）并行技术。P86 4 衡量总线性能的重要指标是（总线带宽），它定义为总线本身所能达到的最高传输速率，单位是（MB/s）。P185 5 在计算机术语中，将ALU控制器和（）存储器合在一起称为（）。 6 数的真值变成机器码可采用原码表示法，反码表示法，（补码）表示法，（移码）表示法。P19-P21 7 广泛使用的（SRAM）和（DRAM）都是半导体随机读写存储器。前者的速度比后者快，但集成度不如后者高。P67 8 反映主存速度指标的三个术语是存取时间、（存储周期）和（存储器带宽）。P67 9 形成指令地址的方法称为指令寻址，通常是（顺序）寻址，遇到转移指令时（跳跃）寻址。P112 10 CPU从（主存中）取出一条指令并执行这条指令的时间和称为（指令周期）。 11 定点32位字长的字，采用2的补码形式表示时，一个字所能表示

的整数范围是（-2的31次方到2的31次方减1 ）。P20 12 IEEE754标准规定的64位浮点数格式中，符号位为1位，阶码为11位，尾数为52位，则它能表示的最大规格化正数为（+［1+（1-2 ）］×2 ）。 13 浮点加、减法运算的步骤是（0操作处理）、（比较阶码大小并完成对阶）、（尾数进行加或减运算）、（结果规格化并进行舍入处理）、（溢出处理）。P54 14 某计算机字长32位，其存储容量为64MB，若按字编址，它的存储系统的地址线至少需要（14）条。64×1024KB=2048KB(寻址范32围)=2048×8(化为字的形式)=214 15一个组相联映射的Cache，有128块，每组4块，主存共有16384块，每块64个字，则主存地址共（20）位，其中主存字块标记应为（9）位，组地址应为（5）位，Cache地址共（13）位。 16 CPU存取出一条指令并执行该指令的时间叫（指令周期），它通常包含若干个（CPU周期），而后者又包含若干个（时钟周期）。P131 17 计算机系统的层次结构从下至上可分为五级，即微程序设计级（或逻辑电路级）、一般机器级、操作系统级、（汇编语言）级、（高级语言）级。P13 18十进制数在计算机内有两种表示形式：（字符串）形式和（压缩的十进制数串）形式。前者主要用在非数值计算的应用领域，后者用于直接完成十进制数的算术运算。P19 19一个定点数由符号位和数值域两部分组成。按小数点位置不同，

(完整版)计算机组成原理(白中英)本科生试题库整理附答案

一、选择题 1从器件角度看，计算机经历了五代变化。但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（B）计算机。 A 并行 B 冯·诺依曼 C 智能 D 串行 2某机字长32位，其中1位表示符号位。若用定点整数表示，则最小负整数为（A）。 A -(231-1) B -(230-1) C -(231+1) D -(230+1) 3以下有关运算器的描述，（ C ）是正确的。 A 只做加法运算 B 只做算术运算 C 算术运算与逻辑运算 D 只做逻辑运算 4 EEPROM是指（D ） A 读写存储器 B 只读存储器 C 闪速存储器 D 电擦除可编程只读存储器 5常用的虚拟存储系统由（B ）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。 A cache-主存 B 主存-辅存 C cache-辅存 D 通用寄存器-cache 6 RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（D ） A 栈顶和次栈顶 B 两个主存单元 C 一个主存单元和一个通用 寄存器 D 两个通用寄存器 7当前的CPU由（B ）组成。 A 控制器 B 控制器、运算器、cache C 运算器、主存 D 控制器、ALU、主存 8流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU的吞吐能力是（A ）。 A 具备同等水平 B 不具备同等水平 C 小于前者 D 大于前者 9在集中式总线仲裁中，（A ）方式响应时间最快。 A 独立请求 B 计数器定时查询 C 菊花链 D 分布式仲裁 10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（C ）。 A 地址寄存器 B 指令计数器 C 程序计数器 D 指令寄存器 11从信息流的传输速度来看，（A ）系统工作效率最低。 A 单总线 B 双总线 C 三总线 D 多总线 12单级中断系统中，CPU一旦响应中断，立即关闭（C ）标志，以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。 A 中断允许 B 中断请求 C 中断屏蔽 D DMA请求 13下面操作中应该由特权指令完成的是（B ）。 A 设置定时器的初值 B 从用户模式切换到管理员 模式 C 开定时器中断 D 关中断 14冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是（B ）。 A 多指令流单数据流 B 按地址访问并顺序执行指令 C 堆栈操作 D 存贮器按内容选择地址 15在机器数（B ）中，零的表示形式是唯一的。 A 原码 B 补码 C 移码 D 反码 16在定点二进制运算器中，减法运算一般通过（ D ）来实现。 A 原码运算的二进制减法 器 B 补码运算的二进制减法器 C 原码运算的十进制加法器 D 补码运算的二进制加法器17某计算机字长32位，其存储容量为256MB，若按单字编址，它的寻址范围是（ D ）。 A 0—64M B B 0—32MB C 0—32M D 0—64M 18主存贮器和CPU之间增加cache的目的是（A ）。 A 解决CPU和主存之间的 速度匹配问题B 扩大主存贮器容量 C 扩大CPU中通用寄存器的 数量 D 既扩大主存贮器容量，又扩 大CPU中通用寄存器的数 量 19单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个常需采用（ C ）。 A 堆栈寻址方式 B 立即寻址方式 C 隐含寻址方式 D 间接寻址方式20同步控制是（ C ）。 A 只适用于CPU控制的方 式B 只适用于外围设备控制的 方式 C 由统一时序信号控制的方 式 D 所有指令执行时间都相同 的方式 21描述PCI总线中基本概念不正确的句子是（CD ）。 A PCI总线是一个与处理 B PCI总线的基本传输机制 C PCI设备一定是主设备 D 系统中只允许有一条PCI

计算机组成原理试题库集及答案

计算机组成原理试题库集及答案

第一章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 解：P3 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； 指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问； 指令和数据均用二进制表示； 指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置； 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； 机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。 7. 解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：P9-10 主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。 机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 指令字长：一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义：

计算机组成原理试题库(含答案)

计算机组成原理试题 一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。） 1.为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（C）。 A、立即寻址 B、变址寻址 C、间接寻址 D、寄存器寻址 2.某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,它们寻址范围是（C）。 A．64K B．32KB C．32K D．16KB 3.某一RAM芯片其容量为512*8位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是（C）。 A.21 B.17 C.19 D.20 4.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是(C)。 A.实现存储程序和程序控制 B.可以直接访问外存 C.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度

5.寄存器间接寻址方式中，操作数处在(B)。 A.通用寄存器 B.贮存单元 C.程序计数器 D.堆栈 6.RISC是(A)的简称。 A.精简指令系统计算机 B.大规模集成电路 C.复杂指令计算机 D.超大规模集成电路 7．CPU响应中断的时间是_C_____。 A．中断源提出请求；B．取指周期结束；C．执行周期结束；D．间址周期结束。8．常用的虚拟存储器寻址系统由____A__两级存储器组成。 A．主存－辅存；B．Cache－主存；C．Cache－辅存；D．主存—硬盘。 9．DMA访问主存时，让CPU处于等待状态，等DMA的一批数据访问结束后，CPU再恢复工作，这种情况称作__A____。 A．停止CPU访问主存；B．周期挪用；C．DMA与CPU交替访问；D．DMA。10．浮点数的表示范围和精度取决于__C____。 A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数；

数据存储原理

说到数据恢复，我们就不能不提到硬盘的数据结构、文件的存储原理，甚至操作系统的启动流程，这些是你在恢复硬盘数据时不得不利用的基本知识。即使你不需要恢复数据，理解了这些知识（即使只是稍微多知道一些），对于你平时的电脑操作和应用也是很有帮助的。 硬盘数据结构 初买来一块硬盘，我们是没有办法使用的，你需要将它分区、格式化，然后再安装上操作系统才可以使用。就拿我们一直沿用到现在的Win9x/Me系列来说，我们一般要将硬盘分成主引导扇区、操作系统引导扇区、FAT、DIR和Data等五部分（其中只有主引导扇区是唯一的，其它的随你的分区数的增加而增加）。 主引导扇区 主引导扇区位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区，包括硬盘主引导记录MBR（Main Boot Record）和分区表DPT（Disk Partition Table）。其中主引导记录的作用就是检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区，并在程序结束时把该分区的启动程序（也就是操作系统引导扇区）调入内存加以执行。至于分区表，很多人都知道，以80H或00H为开始标志，以55AAH为结束标志，共64字节，位于本扇区的最末端。值得一提的是，MBR是由分区程序（例如DOS 的Fdisk.exe）产生的，不同的操作系统可能这个扇区是不尽相同。如果你有这个意向也可以自己去编写一个，只要它能完成前述的任务即可，这也是为什么能实现多系统启动的原因（说句题外话:正因为这个主引导记录容易编写，所以才出现了很多的引导区病毒）。 操作系统引导扇区 OBR（OS Boot Record）即操作系统引导扇区，通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区（这是对于DOS来说的，对于那些以多重引导方式启动的系统则位于相应的主分区/扩展分区的第一个扇区），是操作系统可直接访问的第一个扇区，它也包括一个引导程序和一个被称为BPB（BIOS Parameter Block）的本分区参数记录表。其实每个逻辑分区都有一个OBR，其参数视分区的大小、操作系统的类别而有所不同。引导程序的主要任务是判断本分区根目录前两个文件是否为操作系统的引导文件（例如MSDOS 或者起源于MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS）。如是，就把第一个文件读入内存，并把控制权交予该文件。BPB 参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数、分配单元（Allocation Unit，以前也称之为簇）的大小等重要参数。OBR由高级格式化程序产生（例如DOS 的https://www.sodocs.net/doc/9012891994.html,）。 文件分配表 FAT(File Allocation Table)即文件分配表，是DOS/Win9x系统的文件寻址系统，为了数据安全起见，FAT一般做两个，第二FAT为第一FAT的备份, FAT区紧接在OBR之后，其大小由本分区的大小及文件分配单元的大小决定。关于FAT的格式历来有很多选择，Microsoft 的DOS及Windows采用我们所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式，但除此以外并非没有其它格式的FAT，像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。 目录区 DIR是Directory即根目录区的简写，DIR紧接在第二FAT表之后,只有FAT还不能定位文件在磁盘中的位置，FAT还必须和DIR配合才能准确定位文件的位置。DIR记录着每个文件（目录）的起始单元（这是最重要的）、文件的属性等。定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可以知道文件在磁盘的具体位置及大小了。在DIR区之后，才是真正意义上的数据存储区，即DATA区。 数据区

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《计算机组成原理》试题库 选择题 1.一张3.5英寸软盘的存储容量为______，每个扇区存储的固 定数据是______。 A．1.44MB,512B B．1MB,1024BC．2MB,256BD．1.44MB,512KB 2.机器数______中，零的表示形式是唯一的。 A.原码 B.补码 C.校验码 D.反码 3.在计算机中，普遍采用的字符编码是______。 A.BCD码 B.16进制 C.格雷码 D.ASCⅡ码 4.______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A.原码 B.补码 C.反码 D.移码 5.程序控制类指令的功能是______。 A.改变程序执行的顺序 B.进行主存和CPU之间的数据传送 C.进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D.进行算术运算和 逻辑运算 6.EPROM是指______。 A.读写存储器 B.只读存储器 C.光擦除可编程的只读存储器 D.可编程的只读存储器 7.Intel80486是32位微处理器，Pentium是______位微处理器。 A．16 B．32 C．48 D．64 8.CPU主要包括______。

A.控制器 B.控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU和主存 9.下列数中最大的数是______。 2B.（227）8 C.（98）16D.（152）10 10.以下四种类型指令中，执行时间最长的是______。 A.寄存器—存储器型 B.寄存器—寄存器型 C.存储器-存储器型 D.程序控制指令 11.下列______属于应用软件。 A.操作系统 B.编译系统 C.连接程序 D.文本处理 12.在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是______。 A.增加内存容量 B.解决CPU和主存之间的速度匹配问题 C.提高内存可靠性 D.增加内存容量，同时加快存取速度 13.信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为 ______。 A.串行传输 B.并行传输 C.并串行传输 D.分时传输 14.扩展操作码是_____。 A、操作码字段外辅助操作字段的代码 B、指令格式中不同字段设置的操作码 C、操作码的长度随地址数的减少而增加 D、指令系统新增加的操作码 15.下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是______。 A.PPU(外围处理机)方式 B.中断方式 C.DMA方式 D.通道方式

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计算机组成原理习题及答案54686

概论 一、选择题： １．1946年研制成功的第一台电子数字计算机称为＿B＿。A.EDVAC B.ENIAC C.EVNAC D.EINAC 2.完整的计算机系统应包括__D_____.A..运算器、存储器、控制器 B.外部设备和主机 C.主机和存储器 D.配套的硬件和软件设备 3.计算机系统中的存储器系统是指__D____.A.RAM存储器 B.ROM存储器 C.内存储器 D.内存储器和外存储器 4.至今为止,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是_C_____. A..节约元件 B.运算速度快 C.物理器件性能所致 D.信息处理方便 5.计算机硬件能直接执行的只有_B___. A.符号语言 B.机器语言 C.机器语言和汇编语言 D.汇编语言 二、填空题: 1.计算机的硬件包括__运算器_._控制器_._存储器_._输入设备_._输出设备__. 2.在计算机术语中,将运算器和控制器合在一起称为_CPU__,而将_CPU__和存储器合在一起称为__主机__. 3.计算机的软件一般分为两大类:一类叫_系统__软件,一类叫_应用__软件,其中,数据库管理系统属于_系统_软件,计算机辅助教学软件属于__应用___软件. 4.计算机系统中的存储器分为_内存储器_和_外存储器_.在CPU执行程序时,必须将指令存放在_内存储器__中. 5.输入、输出设备以及辅助存储器统称为_外部设备___. 6.计算机存储器的最小单位为__位___,1KB容量的存储器能够存储_1024*8__个这样的单位. 7.在计算机系统中,多个系统部件之间信息传送的公共通路称为__总线___,就其所传送的信息的性质而言,在公共通路上传送的信息包括_数据__、__地址__和__控制___信息. 三、衡量计算机性能的基本指标有哪些？ 答：1.基本字长 2.数据通路宽度 3.运算速度：包括CPU时钟频率和数据传输率 4.存储器的容量：包括主存储器的容量和外存储器的容量 5.外围设备及其性能 6.系统软件配置运算方法和运算器 一、选择题: 1.在机器数中,__B____的零的表示形式是唯一的. A.原码 B.补码 C.反码 D.原码和反码 3.若某数X的真值为-0.1010,在计算机中该数表示为1.0110,则该数所用的编码方法__B__码. A.原 B.补 C.反 D.移 4.运算器虽有许多部件组成,但核心部分是__B____. A.数据总路线 B.算术逻辑运算单元 C.多路开关 D.通用寄存器 5.在定点二进制运算器中,减法运算一般通过__D_____来实现. A.原码运算的二进制减法器 B.补码运算的二进制减法器 C.补码运算的十进制加法器 D.补码运算的二进制加法器

硬盘录像机的图像存储时间和硬盘大小如何计算

硬盘录像机的图像存储时间和硬盘大小如何计算 计算式：每小时数据量* 24小时* 天数= ？？G cif格式录像按照每小时占用硬盘100M计算，D1格式按照1000M计算，HD1按照500M计算，最是最大峰值，实际当中一般不会超过这个数，要知道静态图像和动态图像占用硬盘却别是非常大的。按照CIF格式计算100M*24小时*30天/1000M=?G H.264硬盘录像机硬盘空间占用计算方法 A：每小时每个通道所占硬盘空间计算公式：[视频码率（128-2048）/8*3600]/ 1024 例如：若码率设置为512K，那么每个小时每个视频通道所占硬盘空间如下： [512/8*3600]/1024=225MB B：每天每个通道所占空间[GB]：A*24

例如：若码率设置为512K，那么每个小时每个视频通道每天所占硬盘空间如下： [225MB*24]/1024=5.2734G C：16路硬盘录像机一天所占空间：B*16 例如:按16路的硬盘录像机设录像码流为固定512K时,一天所占的空间如下： 16*5.2734G=84.3744GB 若按500G一个硬盘，录像资料需要存贮30天计算，侧需要如下几个硬盘： [30*84.3744GB]/[500*0.90]=5.62个 注： 1、在以上计算中，[500*0.90]的意思是取硬盘的实际可应用到的空间容量，我们平时所说的硬盘大小实际是指它的物理大小[相当于房子的建筑面积]，在应用中由于硬盘分区、数据临时交换占去一小部分空间，因此在实际应用中我们通 常取它90%作为实际可用空间比较科学。 2、在对录像画质要求不高的场所，一般设定的码流设置为固定码流256K， 那么每个小时每个视频通道所占的硬盘空间为113MB。 3、在对录像画质要求比较高的场所码流通常设置为固定码流在512K以上（D 1画质一般需要2048K左右），也可以在DVR中设置为可变码流，当设置为可变码流时，主机会根据每一个通道当时的画面运动情况自动调节码流，以达到录像的最佳效果，这时录像占用空间就比较难预算一个精确值。 4、往往我们的客户都希望保存的录像画质不能太差，又想所占的硬盘空间比较小，在这我们可以在主机中设置为可变码流，同时再设一个码流的上限值

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、下列描述中正确的是 A控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果 B一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个部件 C所有的数据运算都在CPU的控制器中完成 D以上答案都正确 4、有一些计算机将一部分软件永恒的存于只读存储器中，称之为 A硬件 B软件 C固件 D辅助存储器 E以上都不对 5、输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为（） A操作系统 B存储器 C主机 D外围设备 7、完整的计算机系统应包括（） A运算器、存储器、控制器 B外部设备和主机 C主机和实用程序 D配套的硬件设备和软件系统 8、计算机系统中的存储系统是指（） A .RAM存储器存储器 C.主存 D.主存和辅存 19、计算机的算术逻辑单元和控制单元合称为（） A. ALU B. UP C. CPU D. CAD 35、储存单元是指（） A.存放一个字节的所有存储集合 B.存放一个储存字的所有存储集合 C.存放一个二进制信息的存储集合 D.存放一条指令的存储集合 36、存储字是指（） A.存放在一个存储单元中的二进制代码组合 B.存放在一个存储单元中的二进制代码位数 C.存储单元的集合 D.机器指令 39、存放执行执行指令的寄存器是（） 有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称为（A） 15.计算机将存储，算逻辑运算和控制三个部分合称为（A),再加上（B）和（C）就组成了计算机硬件系统。 目前被广泛使用的计算机是（）

A.数字计算机 B.模拟计算机 C.数字模拟混合式计算机 D.特殊用途计算机 9.个人计算机（PC）属于（）类计算机。 A.大型计算机 B.小型机 C.微型计算机 D.超级计算机、操作系统最早出现在第（A）代计算机上。 计算机使用总线结构便于增减外设，同时（） A.减少了信息传输量 B.提高了信息的传输速度 C.减少了信息传输线的条数 2.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是（） A.地址信息，数据信息和控制信息不能同时出现 B.地址信息与数据信息不能同时出现 C.两种信息源的代码在总线中不能同时传送 5.在三中集合式总线控制中，（）方式响应时间最快。 A.链式查询 B.计数器定时查询 C.独立请求 8.三种集合式总线控制中，（）方式对电路故障最敏感的 A.链式查询 B.计数器定时查询 C.独立请求 13.在独立请求方式下，若有N个设备，则（） A.有一个总线请求信号和一个总线响应信号 B.有N个总线请求信号和N个总线响应信号 C.有一个总线请求信号和N个总线响应信号 14.在链式查询方式下，若有N个设备，则（） A.有N条总线请求线 B.无法确定有几条总线请求线 C.只有一条总线请求线

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综合题 1. 设存储器容量为32字，分为M0-M3四个模块，每个模块存储8个字，地址分配方案分别如下图中图（a）和图（b）所示。 （1）（a）和（b）分别采用什么方式进行存储器地址编址？ （2）设存储周期T=200ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期τ=50ns。问(a)和（b）两种方式下所对应的存储器带宽分别是多少(以Mb/s为单位)？ 2．假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的，已知微指令长度为32位，请估算控制存储器的容量是多少字节？ 3. （1）用16K×8位的SRAM芯片形成一个32K×16位的RAM区域，共需SRAM芯片多少片？ （2）设CPU地址总线为A15～A0，数据总线为D15～D0，控制信号为R/W（读/写）、MREQ（允许访存）。SRAM芯片的控制信号有CS和WE。要求这32K×16位RAM 区域的起始地址为8000H，请画出RAM与CPU的连接逻辑框图。

*4 CPU执行一段程序时，Cache完成存取的次数为3800次，主存完成存取的次数为200次，已知Cache存取周期为50ns，主存为250ns， 求（1）Cache命中率。（2）平均访问时间（3）Cache/主存系统的效率。 5．已知某机采用微程序控制方式，其控制存储器容量为512*48（位）。微程序可在整个存储器中实现转移，可控制微程序转移的条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式，如下图所示。 （1）微指令中的三个字段分别应为多少位？ （2）画出围绕这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。 6．用2M×8位的SRAM芯片，设计4M×16位的SRAM存储器，试画出存储器芯片连接图。 *7．某计算机系统的内存储器由cache和主存构成，cache的存储周期为30ns，主存的存取周期为150ns。已知在一段给定的时间内，CPU共访问内存5000次，其中400次访问主存。问： ① cache的命中率是多少？ ② CPU访问内存的平均时间是多少纳秒？

硬盘存储的计算方法

?什么是D1 ?首先给大家介绍一下什么是D1，大家都以为D1是硬盘录像机显示、录像、回放的分辨率，实际上不是的，D1是数字电视系统显示格式的标准，共分为以下5种规格：D1：480i格式（525i）：720×480（水平480线，隔行扫描），和NTSC模拟电视清晰度相同，行频为15.25kHz，相当于我们所说的4CIF（720×576） D2：480P格式（525p）：720×480（水平480线，逐行扫描），较D1隔行扫描要清晰不少，和逐行扫描DVD规格相同，行频为31.5kHz D3：1080i格式（1125i）：1920×1080（水平1080线，隔行扫描），高清放送采用最多的一种分辨率，分辨率为1920×1080i/60Hz，行频为33.75kHz D4：720p 格式（750p）：1280×720（水平720线，逐行扫描），虽然分辨率较D3要低，但是因为逐行扫描，市面上更多人感觉相对于 1080I（实际逐次540线）视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说，在最大分辨率达到1920×1080的情况下，D3要比D4感觉更加清晰，尤其是文字表现力上，分辨率为1280×720p/60Hz，行频为45kHz D5：1080p格式（1125p）：1920×1080（水平1080线，逐行扫描），目前民用高清视频的最高标准，分辨率为1920×1080P/60Hz,行频为67.5KHZ。（ D5:实为电视高清最新标准：1920×1080） 其中D1 和D2标准是我们一般模拟电视的最高标准，并不能称的上高清晰，D3的1080i 标准是高清晰电视的基本标准，它可以兼容720p格式，而D5的 1080P只是专业上的标准，并不是民用级别的，上面所给出的60HZ只是理想状态下的场频，而它的行频为67.5KHZ，目前还没有如此高行频的电视问世，实际在专业领域里1080P的场频只有24HZ，25HZ和30HZ。 需要指出的一点是，D端子是日本独有的特殊接口，国内电视几乎没有带这种接口的，最多的是色差接口，而色差接口最多支持到D4，理论上肯定没有HDMI（纯数字信号，支持到1080P)的最高清晰度高，但在1920：1080以下分辨率的电视机上，一般也没有很大差别。 国内主流的硬盘录像机（DVR，Digital Video Recording）采用什么分辨率？怎样计算硬盘容量？ 国内主流的硬盘录像机采用两种分辨率：CIF和4CIF（D1），分为两种型号。 硬盘录像机常见的路数有1路、2路、4路、8路、9路、12路和16路。最大可以连接8块2000GB的硬盘，总容量可高达16T（目前市面上最大的硬盘在1000GB左右），如果采用CIF分辨率，通常每1路的硬盘容量为180MB~250MB/小时，通常情况下取值200MB/小时；如果是D1的分辨率每小时录像需要的硬盘容量为720MB~1000MB/小时，通常情况下为了减少硬盘的容量可以按照500MB/小时计算，帧率智能设置比25fps 少一些，码流也要少一些！相信大家可以计算出一台装满8块500GB的16路硬盘录像机可以录像多长时间了吧？ 计算举例：8路CIF格式24小时不间断录像30天所需硬盘容量？ 8路×200M×24小时×30天÷1024M = 1125G (注：1G = 1024M) 安装硬盘总容量的参考计算方法