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计算机系统的基本组成

一、计算机系统的基本组成

一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。

计算机硬件系统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）、机械和光电元器件等物理部件组成。直观地看，计算机硬件是一大堆设备，它们

图1-4 微型计算机系统组成框图

都是看得见摸得着的，是计算机进行工作的物质基础，也是计算机软件发挥作用、施展其技能的舞台。

通常，人们把不装备任何软件的计算机称为硬件计算机或裸机。裸机由于不装备任何软件，所以只能运行机器语言程序，这样的计算机，它的功能显然不会得到充分有效的发挥。普通用户面对的一般不是裸机，而是在裸机之上配置若干软件之后构成的计算机系统。有了软件，就把一台实实在在的物理机器（有人称为实机器）变成了一台具有抽象概念的

逻辑机器（有人称为虚机器），从而使人们不必更多地了解机器本身就可以使用计算机，软件在计算机和计算机使用者之间架起了桥梁。正是由于软件的丰富多彩，可以出色地完成各种不同的任务，才使得计算机的应用领域日益广泛。当然，计算机硬件是支撑计算机软件工作的基础，没有足够的硬件支持，软件也就无法正常工件。实际上，在计算机技术的发展进程中，计算机软件随硬件技术的迅速发展而发展；反过来，软件的不断发展与完善又促进了硬件的新发展，两者的发展密切地交织着，缺一不可。计算机系统的组成如图1-4所示。

二、微型计算机的硬件系统

计算机硬件的基本功能是接受计算机程序的控制来实现数据输入、运算、数据输出等一系列根本性的操作。虽然计算机的制造技术从计算机出现到今天已经发生了极大的变化，但在基本的硬件结构方面，一直沿袭着冯·诺伊曼的传统框架，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件构成。图1-5列出了一个计算机系统的基本硬件结构。图中，实线代表数据流，虚线代表指令流，计算机各部件之间的联系就是通过这两股信息流动来实现的。原始数据和程序通过输入设备送入存储器，在运算处理过程中，数据从存储器读入运算器进行运算，运算的结果存入存储器，必要时再经输出设备输出，如图1-5。指令也以数据形式存于存储器中，运算时指令由存储器送入控制器，由控制器控制各部件的工件。

图1.5 各主要设备之间的关系

由此可见，输入设备负责把用户的信息（包括程序和数据）输入到计算机中；输出设备负责将计算机中的信息（包括程序和数据）传送到外部媒介，供用户查看或保存；存储器负责存储数据和程序，并根据控制命令提供这些数据和程序，它包括内存（储器）和外存（储器）；运算器负责对数据进行算术运算和逻辑运算（即对数据进行加工处理）；控制器负责对程序所规定的指令进行分析，控制并协调输入、输出操作或对内存的访问。下面分别对其各部分进行介绍。

1 .中央处理器

中央处理器简称CPU（Central Processing Unit）,它是计算机系统的核心，中央处理器包括运算器和控制器两个部件。

计算机所发生的全部动作都是CPU的控制。其中，运算器主要完成各种算术运算和逻辑运算，是对信息加工和处理的部件，由进行运算的运算器件及用来暂时寄存数据的寄存器、累加器等组成。控制器是对计算机发布命令的“决策机构”，用来协调和指挥整个计算机系统的操作，它本身不具有运算功能，而是通过读取各种指令，并对其进行翻译、分析，而后对各部件做出相应的控制。它主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。

中央处理器是计算机的心脏，CPU品质的高低直接决定了计算机系统的档次。能够处理的数据位数是CPU的一个最重要的性能标志。人们通常所说的8位机、16位机、32位机即指CPU同时处理8位、16位、32位的二进制数据。8位机是早期的微型机产品，后来的IBM PC/XT、IBM PC/AT及286机均是16位机，386机和486机是32位机，586机也是32位机。现在的CPU芯片主要由两大公司生产，它们是Intel公司和AMD公司。其中Intel公司生产的产品是要有“奔腾”系列和“赛扬”系列，目前主流是“P4”和以“P4”为内核的“赛扬”。

2．内存储器

存储器是计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。对存储器而言，容量越大，存储速度越快越好。计算机中的操作，大量的是与存储器交换信息，存储器的工作速度相对于CPU的运算速度要低很多，因此存储器的工作速度是制约计算机运算速度的主要因素之一。计算机存储器一般分为两部分；一个是包含在计算机主机中的内存储器，它直接和运算器、控制器交换数据，容量小，但存取速度快，用于存放那些正在处理的数据或正在运行的程序；另一个是外存储器，它间接和运算器、控制器交换数据，存取速度慢，但存储容量大，价格低廉，用来存放暂时不用的数据。

内存又称为主存，它和CPU一起构成了计算机的主机部分。内存由半导体存储器组成，存取速度较快，由于价格上的原因，一般容量较小。

存储器由一些表示二进制数0和1的物理器件组成，这种器件称为记忆元件或记忆单元。每个记忆单元可以存储一位二进制代码信息（即一个0或一个1）。位、字节、存储容量和地址等都是存储器中常用的术语。

（1）位又称比特（Bit）。用来存放一位二进制信息的单位称为1位，1位可以存放一个0或一个1。位是二进制数的基础单位，也是存储器中存储信息的最小单位。

（2）字节（Byte）。8位二进制信息称为一个字节，用B来表示。

内存中的每个字节各有一个固定的编号，这个编号称为地址。CPU在存取存储器中的数据时是按地址进行的。所谓存储器容量即指存储器中所包含的字节数，通常用KB、MB、GB 和TB作为存储器容量单位。它们之间的关系为：

1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024MB 内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存储器RAM和只读存储器ROM两种。

RAM是一种可读写存储器，其内容可以随时根据需要读出，也可以随时重新写入新的信息。这种存储器又可以分为静态RAM和动态RAM两种。静态RAM 的特点是，存取速度快，但价格也较高，一般用作高速缓存。动态RAM的特点是，存取速度相对于静态较慢，但价格较低，一般用作计算机的主存。不论是静态RAM还是动态RAM，当电源电压去掉时，RAM 中保存的信息都将全部丢失。RAM在微机中主要用来存放正在执行的程序和临时数据。

ROM是一种内容只能读出而不能写入和修改的存储器，其存储的信息是在制作该存储器时就被写入的。在计算机运行过程中，ROM中的信息只能被读出，而不能写入新的内容。计算机断电后，ROM中的信息不会丢失，即在计算机重新加电后，其中保存的信息依然是断电前的信息，仍可被读出。ROM常用来存放一些固定的程序、数据和系统软件等，如检测程序、BOOT ROM、BIOS等。只读存储器除了ROM外，还有PROM、EPROM和EEPROM等类型。PROM 是可编程只读存储器，它在制造时不把数据和程序写入，而是由用户根据需要自行写入，一旦写入，就不能再次修改。EPROM是可擦除可编程只读存储器。与PROM器件相比，EPROM 器件是可以反复多次擦除原来写入的内容，重新写入新内容的只读存储器。但EPROM与RAM 不同，虽然其内容可以通过擦除而多次更新，但只要更新固化好以后，就只能读出，而不能象RAM那样可以随机读出和写入信息。EEPROM称为电可擦除可编程只读存储器，也称“Flash 闪存”,目前普遍用于可移动电子硬盘和数码相机等设备的存储器中。不论哪种ROM，其中存储的信息不受断电的影响，具有永久保存的特点。

3．外存储器

内存由于技术及价格上的原因，容量有限，不可能容纳所有的系统软件及各种用户程序，因此，计算机系统都要配置外存储器。外存储器又称为辅助存储器，它的容量一般都比较大，而且大部分可以移动，便于不同计算机之间进行信息交流。

在微型计算机中，常用的磁盘、光盘等属于外存储器，磁盘又可以分为硬盘和软盘。

软磁盘是一种磁介质形式的大容量存储器。它的磁盘片被装在一个保护套内，保护套保护磁面上的磁层不被损伤，也防止盘片旋转时产生静电引起数据丢失。在软盘套上开有若干个孔，其中有主轴孔、磁头读写孔和索引孔等。软盘驱动器的主轴通过主轴孔将软盘卡紧，驱动软盘旋转。软盘驱动器的读/写磁头通过磁头读/写孔与磁盘接触，将信息读出或写入。索引孔为磁盘上每个磁道起始位置的标志。除此之外，在保护套上还有写保护口，对磁盘中的数据进行保护。磁盘写保护时，磁盘上的信息只能被读出，不能写入。在软盘上存有重要数据且不再改动时，最好对磁盘写保护，以保护该软盘上的信息，同时也可防止感染计算机病毒。

目前微型机上常用的软盘有3.5英寸盘，双面高密度3.5英寸盘的存储容量为1.44MB。

软盘的每一面包含许多同心圆，称为磁道。磁道由外向内顺序编号，最外面的为0磁道，最里面的为末磁道。磁道被从圆心放射出的若干条线分割为若干个扇区。软盘上的信息就是按磁道和扇区存放的。扇区是软盘的基本存储单位，每当读或写时，总是读写一个完整的扇区，不论其中数据多少。软盘在使用前必须格式化，其作用就是划分磁道和扇区，指明扇区的位置、大小，并写入地址标志。

硬磁盘是由若干片硬盘片组成的盘片组，一般被固定在计算机箱内。硬盘的存储格式与软盘类似，但硬盘的容量要大很多，存取信息的速度也快得多。现在一般微型机上所配置的硬盘容量通常在几个GB。硬盘在第一次使用时，也必须首先进行格式化。

光盘的存储介质不同于磁盘，它属于另一类存储器。由于光盘的容量大、存取速度较快、不易受干扰等特点，光盘的应用越来越广泛。光盘根据其制造材料和记录信息方式的不同一般分为三类：只读光盘、一次写入型光盘和可擦写光盘。

只读光盘是生产厂家在制造时根据用户要求将信息写到盘上，用户不能抹除，也不能写入，只能通过光盘驱动器读出盘中信息。只读光盘以一种凹坑的形式记录信息。光盘驱动器内装有激光光源，光盘表面以凸凹不平方式记录的信息，可以反射出强弱不同的光线，从而使记录的信息被读出。只读光盘的存储容量约为650MB。

一次写入型光盘可以由用户写入信息，但只能写一次，不能抹除和改写（像PROM芯片一样）。信息的写入通过特制的光盘刻录机进行。它是用激光使记录介质熔融蒸发穿出微孔或使非晶膜结晶化，改变原材料特性来记录信息。这种光盘的信息可多次读出，读出信息时使用只读光盘用的驱动器即可。一次写入型光盘的存储容量一般为几百MB。

可擦写光盘用户可自己写入信息，也可对自己记录的信息进行抹除和改写，就像使用磁盘一样可反复使用。它是用激光照射在记录介质上（不穿孔），利用光和热引起介质可逆性变化来进行信息记录的。可擦写光盘需插入特制的光盘驱动器进行读写操作，它的存储容量一般在几百MB至几个GB之间。

4．输入设备

输入设备是外界向计算机送信息的装置。在微型计算机系统中，最常用的输入设备是键盘和鼠标。

键盘由一组按阵列方式装配在一起的按键开关组成。每按下一个键，就相当于接通一个开关电路，把该键的代码通过接口电路送入计算机。这时送入计算机的按键代码不是常用的字符ASCII码，而且称为“键盘扫描吗”。每一个键的扫描码反映了该键在键盘上的位置。按键的扫描码送入计算机后，再由专门的程序将它转换为相应字符的ASCII码。

目前，微型计算机配置的标准键盘有101（或104）个按键，包括数字键、字母键、符号键、控制键和功能键等。

101、104键盘中有47个是“双符”键，每个键面上标有两个字符。当按一个“双符”键后，究竟代表哪一个字符，可由换档键Shift来控制；在按下Shift键的同时再按下某个“双符”键，则代表其上位字符；单独按下某个“双符”键，则代表其下位字符。键盘上有4个是“双态”键：Ins键、CapsLock键、NumLock键和Scroll Lock键。双态键是状态转换开关，按一下键，由一种状态转换为另一种状态；再按一下键，又回到原状态。Ins 键包含插入状态和改写状态，CapsLock键包含小写字母状态和大写字母自锁状态，NumLock 键包含数字自锁状态和其它状态，ScrollLock键包含滚屏状态和自锁状态。计算机启动时，4个状态键都处于第一种情况。键盘上还有一些常用的键，Alt键是组合键，它与其它键组合成特殊功能键或控制键。Ctrl键是控制键，它与其它键组合成多种复合控制键。

鼠标也是一种常用的输入设备，它可以方便、准确地移动光标进行定位。

常用的鼠标器有两种：机械式鼠标和光电式鼠标。机械式鼠标对光标移动的控制是靠鼠标器下方的一个可以滚动的小球，通过鼠标器在桌面移动时小球产生的转动来控制光标的移动。光标的移动方向与鼠标器的移动方向相一致，移动的距离也成比例。光电式鼠标器对光标移动的控制是靠鼠标器下方的两个平行光源，通过鼠标器在特定的反射板上移动，使光源发出的光经反射板反射后被鼠标器接收为移动信号，并送入计算机，从而控制光标的移动。

微型机中根据不同的用途还可以配置其他一些输入设备，如光笔、数字化仪、扫描仪等。

5. 输出设备

输出设备的作用是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成某种为人们所认识的表示形式。在微型计算机中，最常用的输出设备有显示器和打印机。

显示器是微型计算机不可缺少的输出设备，它可以方便地查看计算机的程序、数据等信息和经过微型计算机处理后的结果，它具有显示直观、速度快、无工作噪声、使用方便灵活、性能稳定等特点。

目前显示器的分辨率(指像素点的大小)一般在1024*768以上，主要有阴极射线管显示器和液晶显示器。阴极射线管显示器主流是17英寸纯平的，液晶显示器这几年发展很快，价格也直线下降，是个人用户显示器的首选。

显示器与主机之间需要通过接口电路(即显示器适配卡)连接，适配卡通过信号线控制屏幕上的字符及图形的输出。目前主流的显示卡一般是AGP（图形加速端口）接口的，能够满足三维图形和动画的的显示要求。

微型计算机另一种常用的输出设备是打印机，常用的打印机有针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。针式打印机在打印头上装有二列24针，打印时，随着打印头在纸上的平行移动，由电路控制相应的针动作或不动作。由于打印的字符由点阵组成，动作的针头接触色带击打纸面形成一墨点，不动作的针在相应位置留下空白，这样移动若干列后，就可打印出字符。针式打印机的优点是：耗材成本低、可打印蜡纸，缺点是速度较慢、打印质量较差、噪声较大。喷墨式打印机是将特制的墨水通过喷墨管射到普通打印纸上打印信息的。喷墨打印机的优点是：价格较低、噪声较低、印字质量较好、彩色等，缺点是耗材成本较高、寿命较短等。激光打印机采用激光和电子照相技术打印信息。激光打印机的优点是：打印速度快、分辨率高、无击打噪声，它的缺点是：价格较高、普通的激光打印机是单色的。

根据各种应用的需要，在微型机上还可以配置其他的输出设备，如绘图仪等。

1.3微型计算机的系统组成与基本操作

1.3.1 微型计算机的主要性能指标

一台完整的计算机通常包括以下组成部分:

1. 主机

微机的主机箱内一般安装着系统主板（包括CPU和内存等）、外存（软盘、硬盘和光盘）、总线扩展槽、输入输出接口电路（显示适配卡、打印适配卡、声音卡、视频卡和M odem卡）等。

(1) CPU

CPU是硬件的核心，主要包括运算器和控制器。CPU芯片决定了计算机的档次。

CPU的主要性能指标有两个：字长和主频。

字长(位)：CPU进行运算和数据处理的最基本、最有效的信息位长度。字长越长，性能越强。PC机的字长，已由8088的准16位(运算用16位，I／O用8位)发展到现在的32位、64位。

主频(Mhz)：CPU工作的时钟频率。主频越高处理数据速度越快。

（2）内存

内存储器又称为主存储器，也简称主存。内存用于存放计算机当前正在运行的程序和数据，它可被CPU访问，直接与CPU交换信息。其特点是：读写速度快，但容量较小，价格也较高。内存储器目前大多采用半导体存储器，按功能分为RAM（Random Access Me mory，随机存储器）和ROM（read only Memory，只读存储器）两类。

只读存储器：用于存放内容不变的信息，在机器出厂时就已装入。ROM的特点是其内容只能读出不能写入，断电后，ROM中的内容仍存在。一般固化在ROM中的是机器的自检程序、初始化程序、基本输入输出设备的驱动程序等。

随机存储器：用于存放正在使用的程序和数据。RAM的特点是其中存入的内容可随时

读出写入，断电后，RAM中的内容全部丢失。计算机中直接与CPU打交道的程序和数据都是存放在RAM中，因此通常所说的计算机内存指的就是RAM。RAM又分为动态随机存取存储器DRAM和静态随机存取存储器SRAM两类。内存容量是计算机性能的又一个重要指标，内存越大，“记忆”能力越强，程序运行的速度也越快。RAM的容量已从早期的640K B，逐步发展到8MB、64MB，再到目前的256MB、512MB，高档机可达到2GB，甚至更大。

2．外存

外存储器又称为辅助存储器，也简称外存、辅存。用于存放暂时不用的程序和数据，它不能直接被CPU访问，但它可以与内存成批交换信息，即外存中的信息只有被调入内存才能被CPU访问。外存相对于内存而言，其特点是：存取速度较慢，但存储容量大，价格较低，信息不会因掉电而丢失，目前最常用的外存有硬盘和光盘：

(1)硬盘

硬盘是至今最重要的外存储器，它由一组同样大小、涂有磁性材料的铝合金圆盘片环绕一个共同的轴心组成。相对于软盘而言，硬盘具有磁盘容量大、存取速度快、可靠性高、每兆字节成本低等优点。

硬盘一般都封装在一个金属盒子里，固定在主机箱内，因而它不能像软盘那样随时放入和拿出，不便携带。同时硬盘内的洁净度要求非常高。采用了密封型空气循环方式和空气过滤装置，不得任意拆卸。

硬盘在出厂后必须经过以下3步基本操作才能使用：第1步是对硬盘进行低级格式化；第2 步是对硬盘进行分区；第3步对硬盘进行高级格式化。

(2) 光盘

光盘是近年来迅速发展的一种辅助存储器，可以存放各种文字、声音、图形、图像和动画等多媒体数字信息，而且具有价格便宜、体积小、容量大、易长期保存等优点，是多媒体技术获得迅速推广的重要因素之一。

光盘系统由光盘盘片和光盘驱动器组成，如图1.8所示。光盘盘片由聚碳酸脂（PC）注塑而成，表面有无数个微小的凹坑，代表着所记录的信息，有关数据就记录存储在由内向外的带凹坑和非凹坑组成的螺旋型路径上。相邻路径间距离为1.5微米，密度很大，因此它具有极大的存储容量，一张CD–ROM光盘可以存储650MB的数据。

光盘盘片有3种类型：只读型光盘（Compact Disk–Read Only Memory，即CD–ROM）、只写一次型光盘（Write Once, Read Many，缩写为WORM）和可擦写型光盘（Rewriteabl e）。目前常用的光盘是CD–ROM，顾名思义，只能从这类光盘上读取信息，而不能改变其内容。目前市场上流行的激光唱片（CD–Digital Andio ，即CD–DA）、影碟（Video CD，即VCD）、游戏盘、数据盘等均属CD–ROM。

光盘驱动器读取光盘是根据激光束照射到带凹坑的光盘上，反射光的强弱不同而由光电检测电路读取光盘上的信息。光盘驱动器的数据传输速率随着多媒体技术的发展提高很快，从最早的单倍速（传输速率为150KB/s），到2倍速、4倍速、6倍速、8倍速、10倍速、12倍速、18倍速，目前一般的标准配置为32倍速、40倍速。

(3) 可移动硬盘与U盘

移动硬盘主要指采用计算机外设标准接（USB/IEEE1394）的硬盘作为一种便携式的大容量存储系统，它有许多出色的特性：容量大，单位存储成本低，速度快，兼容性好。

USB硬盘还具有极高的安全性，一般采用玻璃盘片和巨阻磁头，并且在盘体上精密设计了专有的防震、防静电保护膜，提高了抗震能力、防尘能力和传输速度，不用担心锐物、灰尘、高温或磁场等对USB硬盘造成伤害。

U盘是一种基于USB接口的无需驱动器的微型高容量活动盘，可以简单方便地实现数据交换。U盘体积非常小，容量比软盘大很多（目前一般为8MB~512MB，最高达2GB），它不需要驱动器，无外接电源，使用简便，即插即用，带电插拔；存取速度快，约为软盘速度的15倍；可靠性好，可擦写达百万次，数据可保存10年以上；采用USB接口，并可带密码保护功能。

(4) 扩展槽和总线

系统板上一般有5～8个扩展槽，用于插入各种接口板（适配器）。这些扩展槽与主板上的系统总线相连，任何接口板插入扩展槽后，就可通过系统总线与CPU连接。

总线是一组连接CPU、内存储器和外部设备的公共信号线，用来沟通所有部件之间信息的流通。根据传输方式总线分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB；按照体系

结构总线又有ISA总线、MCA总线、EISA总线、VESA VL总线和PCI总线。

(5) 输入/输出接口

输入/输出接口（I/O）是在微处理器与外部设备之间实现信息交换的电路，它们通过总线与CPU相连。

3．输入/输出设备

(1) 输入设备

常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、音频输入设备、视频输入设备等。

①键盘

键盘是最常用的输入设备，常用的键盘有101键、104键等，不同种类的键盘的键位分布基本一致，下面以标准104键键盘为例说明键盘的分区：

标准104键盘：

系统控制键的作用：

功能键区功能键区位于键盘的最上面一排，它们的作用如下分别是表所示：

和编辑操作。

鼠标器简称鼠标，如图所示,是一种手持式的输入设备，用来控制显示屏幕上光标移动位置和选择、移动显示屏幕上的内容。按照工作原理，鼠标可分为机械式和光电式：机械式：鼠标下面有一个可以滚动的小球，当鼠标在平面上移动时，小球与平面摩擦转动，带动鼠标内的两个光盘转动，产生脉冲，测出X-Y方向的相对位移量，从而可反映出屏幕上鼠标的位置。机械式鼠标价格便宜，故障率较高，需要经常清洗，但是现在在基本上已被淘汰。

光电式：鼠标下面有一个光电转换装置，需要一块专用取信号的垫板配合使用。鼠标在板上移动，鼠标下的光电转换装置根据从垫板上所取信号来确定光标位置。光电式鼠标故障较少，价格稍贵，但在市面上流通得最多。

鼠标的按键一般采用2键（左、右）或3键（左、中、右）。各个按键所起的作用完全依赖于用户所用的软件，在不同的软件环境下，相同的按键可能会产生不同的效果，在Windows等图形用户界面中最常使用的是左按键，一般用来作“选择”用。操作的时候，先移动鼠标使光标指向所要选择的内容，按下左键，然后再放开即可。

③扫描仪

扫描仪是图片输入的主要设备，把一幅画或一张照片转换成数字信号存储在计算机内，然后利用有关的软件编辑、显示或打印计算机内的图形。扫描仪的主要技术指标有：分辨率（DPI，即每英寸扫描所得到的像素点数）、灰度值或颜色数、幅面（A4，A3，A2等）和扫描速度。

④音频输入设备

音频输入设备主要由话筒和音频卡（俗称声卡）组成，音频卡可采集声音，然后将模拟信号数字化、压缩、存储，并提供各种音乐设备（收录机、摄影机、CD、合成器等）的数字接口。

⑤视频输入设备

视频输入设备主要由视频设备（如数码相机、摄影机、录放像机、影碟机、电视机等）和视频卡组成，视频卡可将视频模拟信号进行捕获、编号、压缩、解压等数字化处理，转换成数字信号。

（2）输出设备

①显示器

显示器是计算机系统最常用的输出设备。由监视器和显示控制适配器两部分组成，显示控制适配器又称为适配器或显示卡，不同类型的监视器应配备相应的显示卡。目前广泛使用的监视器是阴极射线管（CRT）监视器和液晶（LCD）监视器。后者主要用于笔记本电脑。

显示器的尺寸有：12、14、15、17、20英寸等多种规格，显示器的色彩有单色和彩色两种，显示器的显示方式有字符和图形两种。显示器最重要的性能指标是分辨率，分辨率是在屏幕上横向和纵向像素的个数，例如某显示器的分辨率为1024×768，表示该显示器在水平方向能显示1024个点，在垂直方向能显示768个点，整屏能显示1024×768个点，分辨率越高，图像越清晰。

②打印机

打印机分为击打式和非击打式两大类。击打式打印机主要有针式打印机（又称点阵打印机），非击打式以喷墨打印机和激光打印机为代表。

点阵针击打印机主要由走纸机构、打印头和色带等组成。打印头通常由24根针组成，通过这些针击打有颜色的带子在纸上便印出字符。点阵针击打印机价格便宜，但噪声大、字迹质量不高、针头易损坏。

喷墨打印机价格便宜、体积小、低噪声、打印质量高，但对纸张要求高、墨水的消耗量大，适于家庭购买。

激光打印机是激光技术和电子照相技术的复合产物。它将计算机输出信号转换成静电磁信号，磁信号使磁粉吸附在纸上形成有色字符。激光打印机打印质量高，字符光滑美观，打印速度快，打印噪音小，但是价格稍高一些。

③绘图仪

绘图仪是一种输出图形的硬拷贝设备。绘图仪在绘图软件的支持下可绘制出复杂、精确的图形，是各种计算机辅助设计不可缺少的工具。

1.3.2 微型计算机的主要性能指标与基本配置

1．微型计算机的主要性能指标

(1) 字长

字长是指计算机能直接处理的二进制信息的位数。字长越长，可以表示的有效位数就越多，运算精确度越高，处理速度越快。

(2) 主频

主频是指计算机的时钟频率，它是CPU在单位时间（秒）内平均要“动作”的次数。由于CPU和计算机内部的逻辑电路均以时钟脉冲作为同步信号触发电子器件工作，所以主频在很大程度上决定了计算机的工作速度。主频以MHz 或GHz为单位。主频越高，微机的运算速度就越快。

(3) 运算速度

运算速度一般用每秒能执行多少条指令来表示，主频越高，速度越快。但主频并不是决定运算速度的惟一因素。常用来标识计算机运算速度的单位是MIPS（Millon Instructions Per Second，每秒106条指令）和BIPS（Billion Instructions Per Second，每秒109条指令）。

(4) 内存容量

内存容量是指随机存储器RAM存储容量的大小，它决定了可运行程序的大小和程序运行的效率。随着各种应用软件对内存要求的不断提高，特别是操作系统的不断升级，要求配置的内存容量越大越好。

(5) 外设配置

外部设备（外设）是指计算机输入/输出设备以及外存，如键盘、显示器（CRT）、打印机、磁盘驱动器等。有些外设成本甚至高于主机，通常应配备较大容量的软、硬盘，特别是硬盘，容量一般应选60GB以上为宜。与此同时，光盘驱动器已必不可少，如果主机配上声卡和光盘驱动器，再购置两个音箱，就可将一般微机升档为多媒体微机。

(6) 软件配置

软件配置包括操作系统、计算机语言、数据库管理系统、通信网络软件、字处理软件及其他应用软件等。只有选定好的软件才能最大限度发挥硬件的性能和潜力。由于微软（Mi crosoft）公司的杰出工作，开发出大量应用软件，才使微机得以广泛普及应用。

课后实战:

1.CPU的主要性能指标有哪些?

2.试说说内存的主要特点.

3.常见的外围存储器有哪些?

4.识记系统控制键的功能与作用

5.描述微型计算机的主要性能指标

计算机系统结构有详细答案

(仅供参考，不作为考试标准)，选择题分，每题分)2(30计算机系统结构设计者所关心的是________所看到的的计算机结构。 A)硬件设计人员B)逻辑设计人员 D)高级语言程序员C)机器语言或汇编语言程序员。意________，应当注提系在计算机统设计时，为了高系统性能度的令执行速快A)加经常性使用指大的指令特B)要别精心设计少量功能强数的占减少在数量上很小比例的指令条C)要度D)要加快少量指令的速。的问题统中因________而导致系主重叠寄存器技术要用于解决在RISC 流水线影A)JMP指令响保护令B)CALL指的现场问存储器不便来只C)有LOAD和STORE指令带的访度速器访问D)存储 ________ 效率高计为使流水算机运行要A)各过程段时间不同B)连续处理的任务类型应该不同 D)连续处理的任务数尽可能少C)连续处理的任务类型应该相同栈型替是的________。换算法堆不属于B)近期最少A)近期最使用法久未用法 D)页面失效频率法出进C)先先法象联组，相映的优点。是________象联全与相映相比B)块冲突概率低C)命中率高D)主存利用率小录A)目表高是方好关相指除中叠次一重消令最的法________。B)设相关专用令指改准A)不修通路令指条下析分后推C) 令指条下行执后推D) 流的用采，时关据数到，中作水操遇相________。有法办解决器译编化优A)用办的排新重令指过通，测检序法据数B)向定重技术 C)延迟转移技术 D)加快和提前形成条件码经多级网络串联来实现全排列网络，只能用________。 A)多级立方体网络B)多级PM2I网络 D)上述多级混洗交换网络任何网络C) 序传送的________。是以虫蚀寻径流水方式在各寻径器是顺B)包A)消息C)片节D)字 ________ 处理机超标量作指条令部件个B) 只有一操期A)在一个时钟周内分时发射多多钟C)在一个时周期内同时发射条指令件有只一个取指部D)

计算机组成与系统结构第二章习题及答案

、填空题（20 每空 2 分） 1. 计数制中使用的数据个数被称为________ 。（基） 2. 移码常用来表示浮点数的_ 部分，移码和补码比较，它们除_外, 其他各位都相同。（阶码，符号位） 3. 码值80H: 若表示真值0, 则为_; 若表示-128 ，则为_ ；若表示-127 ，则为____ ; 若表示-0, 则为 ____ 。（移码补码反码原码） 4. 在浮点运算过程中，如果运算结果的尾数部分不是_ 形式，则需要进行规格化处理。设尾数采用补码表示形式，当运算结果—时, 需要进行右规操作；当运算结果________________________________ 时，需要进行左规操作。（规格化溢出不是规格化数）二、选择题（20 每题 2 分） 1. 以下给出的浮点数，_______ 规格化浮点数。（B ） A. 2 八-10 X 0.010101 B . 2 八-11 X 0.101010 C. 2 八-100 X 1.010100 D . 2 八-1 X 0.0010101 2. 常规乘除法器乘、除运算过程采用部分积、余数左移的做法，其好处是。（ C ）

A. 提高运算速度 B. 提高运算精度 C.节省加法器的位数 D. 便于控制 3. 逻辑异运算10010011 和01011101 的结果是_____ 。（B） A.01001110 B.11001110 C.11011101 D.10001110 4. _________浮点数尾数基值rm=8, 尾数数值部分长 6 位，可表示的规格化最小正尾数为。（Q 1. A.0.5 B.0.25 C.0.125 D.1/64 5?当浮点数尾数的基值rm=16, 除尾符之外的尾数机器位数为8 位时, 可表示的规格化最大尾数值是_____________ 。（D） A.1/2 B.15/16 C.1/256 D.255/256 6. 两个补码数相加，采用1 位符号位，当_时表示结果溢出。（D） A、符号位有进位 B、符号位进位和最高数位进位异或结果为0 C符号位为1D、符号位进位和最高数位进位异或结果为1 7. 运算器的主要功能时进行_ 。（0 A、逻辑运算 B、算术运算 C、逻辑运算和算术运算 D、只作加法 8. 运算器虽有许多部件组成，但核心部件是_______ 。（B） A、数据总线 B、算术逻辑运算单元 C、多路开关 D、累加寄存器9?在定

计算机系统的组成教案

《计算机软硬件系统》教案辛丰中学朱瑞金一、教学目标 1、知识与技能 (1)了解计算机硬件和软件的概念及其关系; (2)了解计算机硬件的各个组成部份及其作用; (3)知道存储器的分类、内存RAM与ROM的区别及其作用。 (4)了解软件的分类,知道常见的软件的类别。 2、过程与方法 (1)通过让学生观察计算机的结构和主要部件,了解计算机结构及各部分的作用; (2)通过学习活动让学生体验计算机软件的分类及其作用,并归纳计算机系统的组成结构图。 3、情感态度与价值观在学习过程中,激发学生学习计算机基础知识的兴趣和积极探究的精神。二、教学重点与难点教学重点：计算机系统的组成及结构,各主要部件的作用。教学难点：计算机系统的组成及结构。三、教具学具：多媒体课件、教科书四、教学方法：创设情境法，师生问答法、讲授法学习方法：自主学习和协作学习五、教学过程 (一) 创设情境、导入新课上课前先给学生提出一些关于计算机的用途的问题，例如：同学们通常使用计算机做什么呢？然后问学生：“同学们知道这样高性能的机器是由什么组成的吗一个计算机系统究竟由哪几部分组成？各自有何作用？相互之间有何关系？”这就是我们本节课要研究的内容：计算机系统的组成。” （二）讲授新课一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。 1、计算机硬件系统计算机硬件是人们看得见、摸得着的实体，它是由一组设备组装而成的，将这些设备作为一个统一体而协调运行，故称之为硬件系统。计算机硬件主要包括：运算器、控制器、存储器、输入设备和输入设备五个部分。（1）运算器和控制器运算器是计算机对数据进行加工处理的部件；控制器是计算机的指挥中心，用来控制计算机各部件协调工作，并使整个处理过程有条不紊地进行；运算器和控制器合称为中央处理器，简称CPU；CPU 是计算机的核心部件，相当于人的大脑。（2）存储器

一个完整的计算机系统是由()和()两部分组成的

一、填空题 1、一个完整的计算机系统是由（）和（）两部分组成的。 2、冯·诺依曼结构计算机主要有（）、（）、（）、（）和（）等五部分组成。 3、系统总线是CPU与其他部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。根据传送内容的不同，可分为（）、（）和（）。 4、（）是构成计算机系统的物质基础，而（）是计算机系统的灵魂，二者相辅相成，缺一不可。 5、CPU的接口形式只有两类：（）或（）。 6、在计算机系统中，CPU起着主要作用，而在主板系统中，起重要作用的则是主板上的（），大部分主板则采用（）的控制芯片组。 7、从功能上看，BIOS分为三个部分：（）、（）、（）。 8、计算机电源一般分为：（）和（）。 9、选购主板时应考虑的主要性能是：（）、（）、（）、（）、（）。 10、（），成功地把算术运算器和逻辑控制器集成在一起，发明了世界上第一片微处理器。 11、（）是决定一台计算机性能的核心部件，其由（）和（）组成。 12、（），首次用于IBM PC中，开创了全新的计算机时代。 13、（），Intel公司推出了（），它是80x86系列中的第一个32位微处理器芯片。 14、CPU的主要性能指标是：（）、（）、（）、（）、（）、（）。 15、未来处理器展望的两个方向是：（）、（）。 16、按内存的工作原理，可将内存分为：（）和（）。 17、内存的主要性能指标是：（）、（）、（）、（）等。 18、软盘的技术指标有：（）、（）、（）、（）、（）。 19、在使用DOS的格式化命令对软盘进行格式化时除了对磁盘划分磁道和扇区外，还同时将软盘划分为4个区域，它们分别是：（）、（）、（）和（）。 20、硬盘作为计算机主要的外部存储设备，随着设计技术的不断更新和广泛应用，不断朝着（）、（）、（）、（）、（）的方向发展。 21、硬盘驱动器的主要参数是：（）、（）、（）、（）、（）。 22、现在的主板支持3种硬盘工作模式：（）、（）和（）。 23、SCSI接口的主要特点是：（）、（）、（）、（）。 24、根据光盘存储技术的不同，光盘驱动器可分为5种，即：（）、（）、（）、（）、（）。 25、光驱的接口主要有3种：（）、（）、（）。 26、选购光驱时，要考虑的三个最重要的参数是：（）、（）、（）。 27、键盘按开关接触方式的不同可分为：（）和（）。 28、按鼠标的接口类型分类，有（）、（）和（）。 29、扫描仪主要由（）、（）、（）三部分组成。 30、扫描仪的主要技术参数有：（）、（）、（）和（）。 31、条码阅读器是读取条码包含信息所必需的设备，条码阅读器的结构通常有以下几个部分：（）、（）、（）、（）和（）。 32、条码阅读器选择的三个主要依据是：（）、（）和（）。 33、数码相机的种类大致为三类：（）、（）和（）。 34、数码相机的取景方式主要有三种：（）、（）和（）。 35、显示器的主要技术参数有：（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）和（）等。 36、VESA组织于1997年规定（）为无闪烁的垂直刷新频率。 37、按照工作原理可将打印机分为：（）、（）和（）。 38、打印机的主要技术参数是：（）、（）、（）。

计算机系统的组成

计算机系统的组成部分选择题 1.不同的芯片有不同的字长，目前芯片有多种型号，其中奔腾IV芯片的字长是______。 A、 8位 B、 16 位 C、 32位 D、 64位 2.计算机应用中，CAI表示的是（） A、计算机辅助设计 B、计算机辅助制造 C、计算机辅助工程 D、计算机辅助教学 3.利用计算机来模仿人的高级思维活动称为_____。 A、数据处理 B、自动控制 C、计算机辅助系统 D、人工智能 4.一个完备的计算机系统应该包含计算机的_____。 A、主机和外设 B、硬件和软件 C、CPU和存储器 D、控制器和运算器 5.构成计算机物理实体的部件被称为_____。 A．计算机系统B．计算机硬件C．计算机软件D．计算机程序 6.组成计算机主机的主要是_____。 A、运算器和控制器 B、中央处理器和主存储器 C、运算器和外设 D、运算器和存储器 7.以下不属于外部设备的是_____。 A、输入设备 B、中央处理器和主存储器 C、输出设备 D、外存储器 8.下列对软件配置的叙述中不正确的是_____。 A、软件配置独立于硬件 B、软件配置影响系统功能 C、软件配置影响系统性能 D、软件配置受硬件的制约 9.冯·诺依曼结构计算机的五大基本构件包括运算器、存储器、输入设备、输出设备和 _____。 A、显示器 B、控制器 C、硬盘存储器 D、鼠标器 10.时至今日，计算机仍采用程序内存或称存储程序原理，原理的提出者是_____。 A、莫尔 B、比尔·盖茨 C、冯·诺依曼 D、科得 11.冯·诺依曼计算机的基本原理是_____。 A、程序外接 B、逻辑连接 C、数据内置 D、程序存储 12.为解决某一特定的问题而设计的指令序列称为_____。 A、文档 B、语言 C、系统 D、程序 13.通常所说的“裸机”是指计算机仅有_____。 A、硬件系统 B、软件 C、指令系统 D、CPU

计算机系统的基本组成

计算机系统的基本组成完整的计算机系统系统包括：硬件系统和软件系统。硬件系统和软件系统互相依赖，不可分割，两个部分又由若干个部件组成(如图所示）。硬件系统是计算机的“躯干”，是物质基础。而软件系统则是建立在这个“躯干”上的“灵魂”。（一）计算机硬件计算机硬件系统由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。（如下图所示） * 中央处理器（CPU —— Central Processing Unit ） CPU由运算器、控制器和一些寄存器组成； 1.运算器运算器是计算机中进行算术运算和逻辑运算的部件，通常由算术逻辑运算部件（ALU）、累加器及通用寄存器组成。 2.控制器控制器用以控制和协调计算机各部件自动、连续地执行各条指令，通常由指令部件、时序部件及操作控制部件组成。运算器和控制器是计算机的核心部件，这两部分合称中央处理单元（Centre Process Unit，简称CPU），如果将CPU集成在一块芯片上作为一个独立的部件，该部件称为微处理器（Microprocessor，简称MP）。运算器进行各种算术运算和逻辑运算；控制器是计算机的指挥系统； CPU 的主要性能指标是主频和字长。字长表示CPU每次计算数据的能力。如80486及Pentium系列的CPU一次可以处理32位二进制数据。时钟频率主要以MHz为单位来度量，通常时钟频率越高，其处理速度也越快。目前的主流CPU的时钟频率已发展到500MHz以上，甚至高达2GHz以上。 *存储器存储器的主要功能是用来保存各类程序的数据信息。存储器可分为主存储器和辅助存储器两类。

①主存储器（也称为内存储器），属于主机的一部分。用于存放系统当前正在执行的数据和程序，属于临时存储器。 ①辅助存储器（也称外存储器），它属于外部设备。用于存放暂不用的数据和程序，属于永久存储器。存储器与CPU的关系可用(图1）来表示。 ( 图1）（1）内存储器一个二进制位（bit）是构成存储器的最小单位。实际上，常将每8位二进制位组成一个存储单位，简称字节（Byte）。字节是数据存储的基本单位。为了能存取到指定位置的数据，给每个存储单元编上一个号码，该号码称为内存地址。度量内存主要性能指标是存储容量和存取时间。存储容量是指存储可容纳的二进制信息量，描述存储容量的单位是字节。存取时间是指存储器收到有效地址到在输出端出现有效数据的时间间隔。通常存取时间用纳秒为单位。存取时间愈短，其性能愈好。内存储器按其工作方式可分为随机存储器（Random Acess Memory，简称RAM）和只读存储器（Read Only Memory，简称Rom）两类。 ①RAM RAM在计算机工作时，既可从中读出信息，也可随时写入信息，所以，RAM 是一种在计算机正常工作时可读/写的存储器。在随机存储器中，以任意次序读写任意存储单元所用时间是相同的。目前所有的计算机大都使用半导体随机存储器。半导体随机存储器是一种集成电路，其中有成千上万个存储单元。根据元器体结构的不同，随机存储器又可分为静态随机存储器（Static RAM，简称SARM）和动态随机存储器（Dynamic RAM，简称DRAM）两种。静态随机存储器（SARM）集成度低，价格高。但存取速度快，它常用作高速缓冲存储器（Cache）。 Cache是指工作速度比一般内存快得多的存储器，它的速度基本上与CPU速度相匹配，它的位置在CPU与内存之间(如图2所示）。在通常情况下，Cache 中保存着内存中部分数据映像。CPU在读写数据时，首先访问Cache。如果Cache含有所需的数据，就不需要访问内存；如果Cache中不含有所需的数据，才去访问内存。设置Cache的目的，就是为了提高机器运行速度。

计算机组成与系统结构的基础概念

计算机组成与系统结构 1.计算机的主要部件：中央处理器、存储器、输入输出设备、（总线）。 2.软件系统的分类：操作系统、语言处理程序、应用软件。 3.机器字长是指该计算机能进行多少位二进制数的并行运算，实际上是指该计算机中的运算器有多少位，通常计算机的数据总线和寄存器的位数与机器字长一致。 4.CPU速度是指单位时间内能够执行指令的条数。 5.存储器完成一次数据的读（取）或写（存）操作所需要的时间称为存储器的存取（或访问）时间。 6.存储器执行一次完整的读/写操作所需要的时间称为存取周期。 7.系统的可靠性通常用平均无故障时间和平均故障修复时间来表示。 8.浮点数的机器表示由三部分组成，前面是尾符，中间是阶码部分，用移码表示，最后是尾数数值位，尾数部分用原码表示。 9.语音通过拾音设备转换成频率、幅度连续变化的电信号（模拟量），然后通过声卡对模拟量进行采样得到数字信号。 10.具有检测某些错误或带有自动纠正错误能力的数据称为数据校验码。 11.通常把一组编码中任何两个编码之间代码不同的位数称为这两个编码的距离，也称为海明距离。 12.设有效信息位的位数为n，校验位的位数为k，则组成的海明校验码共长n+k位。K与n 应满足关系：2k-1≥n+k 13.CRC码一般是指在n位信息码之后拼接k位校验位，应用CRC码的关键是如何从n位信息位简便的得到k位校验位的编码。 14.舍入的方法：恒舍法、恒置1法、下舍上入法（在十进制中就是四舍五入，在二进制中就是0舍1入）、查表舍入法、设保护位法。 15.补码加减法运算的规则：（1）参加运算的各个操作数均以补码表示，运算结果仍以补码表示。（2）按二进制数“逢二进一”的运算规则进行运算。（3）符号位与数值位按同样规则一起参与运算，结果的符号位由运算得出。（4）进行补码加法时，将两补码数直接相加，得到两数之和的补码；进行补码减法时，将减数变补，然后与被减数相加，得到两数之差的补码。（5）补码总是对确定的模而言，如果运算结果超过了模，则将模自动丢掉。 16.溢出的判断方法：（1）根据两个操作数的符号位与结果的符号位是否一致进行判断。（2）根据两数相加时产生的进位判别溢出。（3）采用变形补码进行运算并进行溢出判断。 17.把n个全加器串接起来，就可以进行两个n位数的相加，这种加法器称为串行进位的并行加法器。 18.原码一位乘法的规则：（1）参加运算的操作数取其绝对值。（2）令乘数的最低位为判断位，若为1，加被乘数，若为0，则加0。（3）累加后的部分积以及乘数右移一位。（4）重复n次（2）和（3）。（5）符号位单独处理，同号为正，异号为负。 19.原码除法运算方法：恢复余数法、不恢复余数法（加减交替法）。

计算机系统由什么组成

计算机系统由什么组成计算机系统由计算机硬件和软件两部分组成。具有接收和存储信息、按程序快速计算和判断并输出处理结果等功能。硬件（英文名Hardware）是计算机硬件的简称（中国大陆及香港用语，台湾作硬体），是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。简言之，硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。从外观上来看，微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等；外部设备包括鼠标、键盘等。软件（中国大陆及香港用语，台湾称作软体，英文：Software）是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。一般来讲软件被划分为系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。软件并不只是包括可以在计算机（这里的计算机是指广义的计算机）上运行的电脑程序，与这些电脑程序相关的文档一般也被认为是软件的一部分。简单的说软件就是程序加文档的集合体。另也泛指社会结构中的管理系统、思想意识形态、思想政治觉悟、法律法规等等。计算机系统的特点是能进行精确、快速的计算和判断,而且通用性好,使用容易，还能联成网络。 ①计算：一切复杂的计算，几乎都可用计算机通过算术运算和逻辑运算来实现。 ②判断：计算机有判别不同情况、选择作不同处理的能力,故可用于管理、控制、对抗、决策、推理等领域。 ③存储：计算机能存储巨量信息。 ④精确：只要字长足够，计算精度理论上不受限制。 ⑤快速：计算机一次操作所需时间已小到以纳秒计。 ⑥通用：计算机是可编程的，不同程序可实现不同的应用。 ⑦易用：丰富的高性能软件及智能化的人-机接口,大大方便了使用。 ⑧联网：多个计算机系统能超越地理界限，借助通信网络，共享远程信息与软件资源。

计算机系统主要由哪两部分组成

1.计算机系统主要由哪两部分组成？硬件结构主要有哪几大部分？答：计算机系统主要由硬件、软件两大部分组成，硬件结构从概念上来说主要由中央处理器（运算器、控制器）、存贮器、输入设备、输出设备等几大部分组成。 2.PLC、DCS的中文全称和英文全称分别是什么？答：PLC中文全称：可编程序逻辑控制器，英文全称：ProgrammablepLogicalpController 。DCS中文全称：分散控制系统，英文全称： DistributedpControlpSystem。 3.一体化PLC和模块化PLC各有什么特点？答：一体化PLC通常为小型PLC，其 I/O点数规模小，I/O、PS、CPU等都集中在一起，适合于单机自动化任务

或简单的控制对象。模块化PLC通常为中、大规模PLC，其I/O点数在几百点、几千点甚至上万点，所有I/O 以及PS、CPU、CP等等功能单元均做成独立的模块形式，根据需要以总线形式连接组合在一起，构成一个完整的系统，以实现复杂的自动控制任务。 4.PLC由哪几个部分组成？答：PLC的基本组成部分有：电源模块、CPU模块、I/O模块、编程器、编程软件工具包等，根据不同类型的系统，一般还会有安装机架（底板）、通讯模板、智能模板、接口模板等 5.一般而言,PLC的I/O点数要冗余10%。 6.PLC设计规范中,RS232通讯的距离是为15m。 7.PLC的RS485专用通讯模块的通讯距离500m。 8.PLC采用典型的计算机结构，由

中央处理器、存储器、输入输出接口电路和其它一些电路组成。 9.PLC的输入信号模式中，交流输入的电压大多采用AC110V或 AC220V，直流输入额定电压为 DC24～48V。 10.PLC中CPU的主要作用是什么？答：CPU是PLC的主要部分，是系统的控制中枢，它接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并诊断用户程序的语法错误。 11.PLC在循环扫描周期内，将所需要输入输出信息存到预先准备好的一定区域，这个区域称为 I/O镜像区。 12.控制系统的各类模块中，PS、 CPU、CP、AI、AO、DI、DO、IM分别指的是哪些类型的模块？答：PS－电源模块，CPU－中央处理器模块，CP－通讯处理器模块，AI －模拟量输入模块，AO－模拟量输出

计算机系统是由什么组成

1. 计算机系统是由什么组成？答：硬件系统和软件系统 2.计算机软件可以分为什么？答：系统软件和应用软件 3.计算机的硬件系统由哪几部分组成？答：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 4.CPU集成了运算器和什么？答：控制器 5.外设是哪几部分的总称？答：除了主机以外的计算机系统的组成部分 6.中央处理器由什么组成？答：运算器和控制器 7.计算机的五大部件是什么？答：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 8.计算机的硬件系统指什么？其中各个部分有什么功能？答：运算器—进行数据处理控制器—控制电脑运行存储器—存放计算机的数据输入设备—将数据或指令传达给计算机输出设备—将计算机处理后的数据以某种形式输出 9.计算机的软件系统由哪两个部分组成？它们有什么区别？答：系统软件和应用软件区别： 10.举例说明计算机有哪些系统软件，并且说明作用？答：操作系统：服务器系统：数据库管理系统： 11.计算机系统的核心部件是什么？答：主板 12.负责将主机部件和外部设备集成到一起的是什么？答：各种插槽 13.目前主流的主板结构是什么？答：A TX主板结构 14.主板上的控制芯片中，起主导作用的是什么？答：北桥芯片 15.主板上连接鼠标、键盘的接口是什么接口？答：PS/2接口 16.主板上连接硬盘的接口的是什么接口？答：IDE接口、SA TA接口 17.根据主板结构的不同，可以将主板分为哪几类？答：A T主板、A TX主板、MLX主板和一体化主板。 18.什么主板是将CPU、内存、显卡、网卡等各类板卡和适配器都集成到主板上，而不是通过插槽的方式连接？

2 计算机系统的基本组成

2、计算机系统的基本组成大纲要求： 1. 计算机系统的概念； 2. 硬件系统 1）计算机的“存储程序”工作原理； 2）硬件系统组成框图中央处理器功能；存储器功能及分类：内存储器（RAM、ROM、EPROM、 EEROM、Cache）；外存储器（软盘、硬盘、光盘、优盘等）；外部设备功能及分类：键盘、鼠标、显示器、打印机、软驱、光驱和其他常用外设；总线结构（数据总线、地址总线、控制总线）；通用串行总线接口USB； 3）微机的主要性能指标（运算速度、字长、内存容量、外设配置、软件配置、可靠性及性价比等）。 3.软件系统 1）系统软件； 2）应用软件. 4.程序设计基础 1）指令和程序的概念； 2）程序设计语言的分类及区别：机器语言、汇编语言、高级语言（面向过程）、4GL（非过程化，面向对象）； 3）数据类型、控制结构的基本概念。大纲知识点：一、计算机系统的概念；【熟记】计算机系统的组成计算机系统由硬件（Hardware）系统和软件（Software）系统两大部分组成。硬件系统主要包括控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备

等。软件系统主要包括系统软件和应用软件。二、硬件系统 1. 计算机的“存储程序”工作原理； 1944年8月，著名美籍匈牙利数学家冯.诺依曼提出了EDVAC （Electronic Discrete Variable Automatic Computer）计算机方案，该方案奠定了现代计算机设计的基础。其核心思想有3点： ①计算机的基本结构。计算机硬件应具有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等5大基本功能。 ②采用二进制数。二进制数便于硬件的物理实现，又有简单的运算规则。 ③存储程序控制。存储程序实现了自动计算，确定了冯.诺依曼型计算机的基本结构。后来人们将采用这种设计思想的计算机称为冯.诺依曼型计算机。因而冯.诺依曼又称为“计算机之父”。计算机的工作原理：将计算机工作的指令存放在存储器中，控制器

微型计算机系统的组成

第1章微型计算机概述数字电子计算机系统俗称计算机或电脑，是一种具有高速数值运算、自动信息处理、逻辑判断和超强信息存储记忆功能的电子设备，也是一种能按照程序员事先安排的程序来工作，高速地处理各类数据信息的智能化设备。电子计算机是人类现代科技的重大成就之一，它起始于1946年由美国宾夕法尼亚大学研制成功的第一台电子计算机ENIAC。这是一台由电子管构成的重达30吨并能按照事先安排的指令快速完成指定计算任务的现代意义上的电子计算机。自此，电子计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。这期间，计算机的构成经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模及超大规模集成电路的几个发展阶段，对应了电子计算机发展的4个时代，而微型计算机属于第4代电子计算机产品，属于超大规模集成电路计算机，是集成电路技术高度发展的产物。电子计算机按体积、性能、用途和价格指标可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机5类。从工作原理上来讲，微型机与其他计算机并没有本质的区别，所不同的是微型计算机（简称微机）是直接面向个人用户的，其结构、功能和售价也是全面适应个人用户的。微型计算机的核心部件是微处理器，其性能与微处理器的性能直接相关。微型计算机对现代社会的方方面面有着无可比拟的影响力。 1.1 微型计算机发展概况微型计算机的发展是以微处理器的发展为特征的。微处理器自1971年问世以来，随着大规模集成电路技术的不断进步，在短短几十年的时间里以极快的速度发展。 1971—1973年，标志着第1代微机的4位和8位低档微处理器问世了，其代表性产品是Intel公司的4004和8008微处理器，分别是4位和8位微处理器。8008算得上是世界上第一种8位的微处理器，其集成度约4000个晶体管/片，芯片主频仅1MHz。 1974—1977年，出现了标志着第2代微机的8位中高档微处理器，其代表产品有Intel 8080、M6800和Z80等，集成度有了大幅提高，已具备了典型的计算机体系结构，包括中断、DMA等控制功能，主频约2MHz。由于有了较完善的指令系统，软件可采用BASIC、Fortran等高级语言及相应的编译程序。 1978—1984年进入了拥有16位微处理器的第3代微机时代。这个时代的微处理器代表产品是Intel 8086、Intel 8088、M68000和Z8000等，集成度和运算速度比上一代有了成

计算机组成与系统结构

计算机组成与系统结构 1.冯·诺依曼计算机设计思想：依据存储程序，执行程序并实现控制。 2.早期计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。 3.软件系统爆过两大部分：系统软件和应用软件。 4.计算机的层次结构分为：微程序或逻辑硬件、机器语言、操作系统、汇编语言、高级语言、应用语言。 5.计算机系统结构、组成与实现之间的区别与联系： ①计算机结构：也称为计算机体系结构，是一个系统在其所处环境中最高层次的概念；是对计算机系统中各机器级之间界面的划分和定义，以及对各级界面上、下的功能进行分配。 ②计算机组成：也常译为计算机组织或成为计算机原理、计算机组成原理。在计算机系统结构确定了分配给硬件子系统的功能及其概念之后，计算机组成的任务是研究硬件子系统各部分的内部结构和相互联系，以实现机器指令级的各级功能和特性。 ③计算机实现：指的是计算机组成的物理实现，主要研究个部件的物理结构，机器的制造技术和工艺等，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度、速度和信号。器件、模块、插件、底板的划分与连接，专用器件的设计，电源、冷却、装配等技术。 6.Flynn分类法：按照计算机在执行程序时信息流的特征分为单指令单数据流计算机(SISD)、单指令多数据流计算机(SIMD)、多指令单数据流计算机(MISD)、多

指令多数据流计算机(MIMD). 7.加速比Sp=1/{(1-Fe)+Fe/Re},Fe为可改进比例，Re为部件加速比。 8.在计算机中有两种信息在流动，一种是控制流，即控制命令，由控制器产生并流向各个部件；另一种是数据流，它在计算机中被加工处理。 9.摩尔定律得以延续的理由：集成电路芯片的集成度每18个月翻一番。 10.冯·诺依曼计算机的执行过程：将要处理的问题用指令编程成程序，并将程序存放在存储器中，在控制器的控制下，从存储器中逐条取出指令并执行，通过执行程序最终解决计算机所要处理的问题。 11.数据编码的好处：用更少的数据表示更多的信息。 12.定点数：若约定小数点的位置固定不变，则成为定点数。定点数分为两种：定点整数(纯整数，小数点在最低有效数值位之后)和定点小数(纯小数，小数点最高有效数值位之前)。 13.浮点数：基数为2的数F的浮点表示为：F=M*2^E.其中M称为尾数，E称为阶码。尾数为带符号的纯小数，阶码为带符号的纯整数。 14.补码：非负数整数的补码为其原码，负数整数的补码在原码基础上取反加1. 15.n位补码表示的整数数值范围为-2^(n-1)~+(2^(n-1)-1)，n位补码表示的小数数职的范围为-1~+(1-2^(-n+1))。 16.补码的特点： ①0的表示是唯一的。②变形码。③求补运算。 ④简化加减法。⑤算术或逻辑左移。⑥算术右移。 17.反码：正整数反码与原码相同。负整数反码即原码取反。 18.汉字编码分为三类：汉字输入编码、国际码和汉字内码以及汉字字模码。

-计算机系统结构(有详细答案)

(仅供参考，不作为考试标准)，选择题(30分，每题2分) 计算机系统结构设计者所关心的是________所看到的的计算机结构。 A)硬件设计人员B)逻辑设计人员 C)机器语言或汇编语言程序员D)高级语言程序员在计算机系统设计时，为了提高系统性能，应当注意________。 A)加快经常性使用指令的执行速度 B)要特别精心设计少量功能强大的指令 C)要减少在数量上占很小比例的指令的条数 D)要加快少量指令的速度重叠寄存器技术主要用于解决在RISC系统中因________而导致的问题。 A)JMP指令影响流水线 B)CALL指令的现场保护 C)只有LOAD和STORE指令带来的访问存储器不便 D)存储器访问速度为使流水计算机运行效率高________ A)各过程段时间要不同B)连续处理的任务类型应该不同 C)连续处理的任务类型应该相同D)连续处理的任务数尽可能少不属于堆栈型替换算法的是________。 A)近期最少使用法B)近期最久未用法 C)先进先出法D)页面失效频率法与全相联映象相比，组相联映象的优点是________。 A)目录表小B)块冲突概率低C)命中率高D)主存利用率高"一次重叠"中消除"指令相关"最好的方法是________。 A)不准修改指令B)设相关专用通路 C)推后分析下条指令D)推后执行下条指令流水操作中，遇到数据相关时，采用的解决办法有________。 A)用优化编译器检测，通过指令重新排序的办法 B)数据重定向技术 C)延迟转移技术 D)加快和提前形成条件码经多级网络串联来实现全排列网络，只能用________。 A)多级立方体网络B)多级PM2I网络 C)多级混洗交换网络D)上述任何网络虫蚀寻径以流水方式在各寻径器是顺序传送的是________。授课：XXX

计算机组成与系统结构课后答案全(清华大学出版社袁春风主编)

第 1 章习题答案 5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000 请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。故性价比R为： R=1/(执行时间×价格) R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。因为10×5000 > 5×8000，所以，M2的性价比高。应选择M2。（5）P1和P2需要同等考虑，性能有多种方式：执行时间总和、算术平均、几何平均。若用算术平均方式，则：因为(10+0.003)/2×5000 > (5+0.006)/2×8000，所以M2的性价比高，应选择M2。若用几何平均方式，则：因为sqrt(10×0.003) ×5000 < sqrt(5×0.006) ×8000，所以M1的性价比高，应选择M1。 6．若机器M1和M2具有相同的指令集，其时钟频率分别为1GHz和1.5GHz。在指令集中有五种不同类请回答下列问题：

计算机系统的基本组成

计算机系统的组成一、教学课题：计算机系统的组成二、教学课时：1课时三、教学目标：1、学生了解计算机组成各部分的名称和作用。 2、学生了解计算机处理信息的过程。 3、学生知道什么是计算机软件，了解计算机软件的作用。四、教学重点：1、学生掌握计算机组成各部分设备的作用。 2、学生了解常用软件的作用 3、学生了解计算机处理信息的过程。五、教学难点：计算机硬件和软件的概念。六、教学环境：多媒体教室、投影仪七、教学资源：计算机及相关软件Powerpoint。八、教学过程一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的，如图1所示。硬件（HardWare）是指计算机的各种看得见，摸得着的实实在在的物理设备的总称，包括组成计算机的电子的，机械的，磁的或光的元器件或装置，是计算机系统的物质基础；软件（SoftWare）是指在硬件系统上运行的各类程序，数据及有关资料的总称。硬件是软件建立和依托的基础，软件是计算机系统的灵魂。没有硬件对软件的物质支持，软件的功能则无法发挥。所以硬件和软件相互结合构成了一个完整的计算机系统，只有硬件和软件相结合才能充分发挥计算机系统的功能。图1：微型计算机系统组成框图

计算机软件是指在硬件设备上运行的各种程序以及有关资料。所谓程序实际上是用户用于指挥计算机执行各种动作以便完成指定任务的指令的集合。用户要让计算机做的工作可能是很复杂的，因而指挥计算机工作的程序也可能是庞大而复杂的，有时还可能要对程序进行修改与完善。因此，为了便于阅读和修改，必须对程序作必要的说明或整理出有关的资料。这些说明或资料（称之为文档）在计算机执行过程中可能是不需要的，但对于用户阅读、修改、维护、交流这些程序却是必不可少的。因此，也有人简单地用一个公式来说明包括其基本内容：软件=程序+文档。计算机硬件的基本功能是接受计算机程序的控制来实现数据输入、运算、数据输出等一系列根本性的操作。虽然计算机的制造技术从计算机出现到今天已经发生了极大的变化，但在基本的硬件结构方面，一直沿袭着冯·诺伊曼的传统框架，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件构成。图1-5列出了一个计算机系统的基本硬件结构。图中，实线代表数据流，虚线代表指令流，计算机各部件之间的联系就是通过这两股信息流动来实现的。原始数据和程序通过输入设备送入存储器，在运算处理过程中，数据从存储器读入运算器进行运算，运算的结果存入存储器，必要时再经输出设备输出，如图1-5。指令也以数据形式存于存储器中，运算时指令由存储器送入控制器，由控制器控制各部件的工作。图1.5 各主要设备之间的关系由此可见，输入设备负责把用户的信息（包括程序和数据）输入到计算机中；输出设备负责将计算机中的信息（包括程序和数据）传送到外部媒介，供用户查看或保存；存储器负责存储数据和程序，并根据控制命令提供这些数据和程序，它包括内存（储器）和外存（储器）；运算器负责对数据进行算术运算和逻辑运算（即对数据进行加工处理）；控制器负责对程序所规定的指令进行分析，控制并协调输入、输出操作或对内存的访问。下面分别对其各部分进行介绍。 1 .中央处理器中央处理器简称CPU（Central Processing Unit）,它是计算机系统的核心，中央处理器包括运算器和控制器两个部件。

计算机组成与系统结构书本答案

C1: 以下哪些设备不属于冯?诺伊曼体系结构计算机的五大部件？寄存器, 缓冲器适配器的作用是保证_____用计算机系统特性所要求的形式发送或接收信息。正确答案是：I/O设备 1966年，Flynn从计算机体系结构的并行性能出发，按照_____的不同组织方式，把计算机系统的结构分为SISD、SIMD、MISD和MIMD四类。指令流, 数据流具有相同_____的计算机，可以采用不同的_____ 。：计算机体系结构，计算机组成冯?诺伊曼型计算机的设计思想是_____。正确答案是：存储程序并按地址顺序执行 1958年开始出现的第二代计算机，使用_____作为电子器件。晶体管在计算机系统的层次结构中，_____采用符号语言。高级语言级, 汇编语言级世界上第一台通用电子数字计算机ENIAC使用_____作为电子器件电子管在计算机系统的层次结构中，属于硬件级的是_____。微程序设计级, 机器语言级 C2：为了提高浮点数的表示精度，当尾数不为_____时，通过修改阶码并移动小数点，使尾数域的最高有效位为_____，这称为浮点数的规格化表示。0，1 在我国使用的计算机汉字操作平台中，_____字符集未收录繁体汉字。GB2312 在定点_____运算中，为了判断溢出是否发生，可采用双符号位检测法。不论溢出与否,其_____符号位始终指示正确的符号。小数，最高, 整数，最高在定点二进制运算器中，减法运算一般通过_____来实现。补码运算的二进制加法器在奇偶校验中，只有当数据中包含有_____个1时, 偶校验位=_____。偶数，0, 奇数，1 奇偶校验无法检测_____个错误，更无法识别错误信息的_____。偶数，位置, 偶数，内容在PC机中，若用扩展ASCII码、Unicode UCS-2和UCS-4方法表示一个字符，则三者之间的差异为：扩展ASCII码用_____位表示，Unicode UCS-2用_____位表示，Unicode UCS-4用_____位表示。8，16，32 C3：相联存储器是以______来访问存储器的。关键字, 内容 Cache由高速的______组成。SRAM Cache存储器在产生替换时，可以采用以下替换算法：______。LFU算法, LRU算法, 随机替换 Cache的功能由______实现，因而对程序员是透明的。硬件 MOS半导体存储器中，______的外围电路简单，速度______，但其使用的器件多，集成度不高。SRAM，快 EPROM是指______。光擦可编程只读存储器虚拟地址空间的大小实际上受到______容量的限制。辅助存储器相联存储器是以______来访问存储器的。关键字, 内容从CPU来看，增加Cache的目的，就是在性能上使______的平均读出时间尽可能接近Cache 的读出时间。主存, 内存虚拟地址由______生成。编译程序 MOS半导体存储器中，______可大幅度提高集成度，但由于______操作，外围电路复杂，速度慢。DRAM，刷新虚拟存储器可看作是一个容量非常大的______存储器，有了它，用户无需考虑所编程序在

计算机系统的基本组成

计算机系统结构有详细答案

计算机组成与系统结构第二章习题及答案

计算机系统的组成教案

一个完整的计算机系统是由()和()两部分组成的

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