电脑的组成原理如下：
电脑是由硬件和软件两个部分组成的，硬件分为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，软件分为系统软件和应用软件。
一、硬件。
中央处理器：控制器和运算器统称中央处理器，也叫做CPU。中央处理器是电脑的心脏，由运算器和控制器组成，内部结构分为控制器、运算器和存储器，这三个部分相互协调，可以进行判断、运算和并控制电脑各部分协调工作。
存储器：存储器分为内存和外存。
内存：内存是电脑的记忆部件，用于存放电脑运行中的原始数据、中间结果以及指示电脑工作的程序。内存可以分为随机访问存储器和只读存储器，前者允许数据的读取与写入，磁盘中的程序必须被调入内存后才能运行，中央处理器可直接访问内存，与内存交换数据。电脑断电后，随机访问存储器里的信息就会丢失。后者的信息只能读出，不能随意写入，即使断电也不会丢失。
外存：外存就像笔记本一样，用来存放一些需要长期保存的程序或数据，断电后也不会丢失，容量比较大，但存取速度慢。当电脑要执行外存里的程序，处理外存中的数据时，需要先把外存里的数据读入内存，然后中央处理器才能进行处理。外存储器包括硬盘、光盘和优盘。
输入设备：输入设备是向计算机输入数据和信息的设备。是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。键盘，鼠标，摄像头，扫描仪，光笔等都属于输入设备。
键盘：键盘是电脑中不可缺少的输入设备，用户可以通过键盘输入命令和数据，并可通过它控制电脑的运行。常见的键盘大多是101或104键的，一些较为新颖的104键盘往往带有两个Windows键和一个应用程序键，以提高在Win7操作系统上操作电脑的效率。这些键可以分为大键盘区、编辑键区、功能键区和小键盘区。
鼠标：鼠标是电脑中重要的输入设备，它能方便地把鼠标指针准确定位在我们指定的屏幕位置，很方便地完成各种操作。
输出设备（Output Device）：输出设备是计算机硬件系统的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来。常见的输出设备有显示器、打印机等。
显示器：显示器是电脑基本的输出设备，是整个电脑硬件系统中不可缺少的部分。它可以把电脑的运行结果显示出来。
打印机：打印机也是一种常用的输出设备。因为显示器上显示的内容一旦关机就看不见了，也不方便把显示器搬来搬去给别人阅读，所以我们还是需要用打印机把自己的工作成果打印出来。
软件分为系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。
系统软件：系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。
操作系统：操作系统是一管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让使用者与系统交互的操作接口。
支撑软件：支撑软件是支撑各种软件的开发与维护的软件，又称为软件开发环境（SDE）。它主要包括环境数据库、各种接口软件和工具组。著名的软件开发环境有IBM公司的Web Sphere，微软公司Visual Basic等。
应用软件：应用软件是为了某种特定的用途而被开发的软件。它可以是一个特定的程序，比如一个图像浏览器。也可以是一组功能联系紧密，可以互相协作的程序的集合，比如微软的Office软件。也可以是一个由众多独立程序组成的庞大的软件系统，比如数据库管理系统。
1.在ROM存储器中必须有＿电路。
A. 数据写入 B.再生 C. 地址译码 D.刷新
2.在指令“Add@R,AD”中(@表示间接寻址)，源操作数在前，目的操作数在后，该指令执行的操
作是＿
A. ((R))+(Ad)——>(Ad) B.((R))+(Ad)——>Ad
C.(R)+((Ad))——>(Ad) D.((R))+((Ad))——>Ad
3.若某数x的真值为-1.1010，则该数所用的编码为＿
A. 原码 B.补码 C.反码 D.移码
4.冯?诺依曼机工作的基本方式的特点是＿
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 存储器按内容选择地址
5.float型数据通常用IEEE 754单精度浮点数格式表示,若编译器将float型变量x分配在一个32位浮点寄存器FRI中，且x=-8.25.则FR1的内容是_
A. C104 000H B.C242 000H C. C184 000H D.CIC2 000H
6.动态存储器DRAM的刷新原则是
A.各DRAM芯片轮流制新
B.各DRAM芯片同时刷新。片内逐位制新
C.各DRAM芯片同时刷新，片内逐字刷新
D. 各DRAM芯片同时刷获，片内进行刷新
7.主存储器和CPU之间增加Cache的目的是
A. 解决CPU和主存之间的速度区配问题
B.扩大主存储器的容量
C.扩大CPU中通用寄存器的数量
D.既扩大主存器容量又扩大CPU通用寄存器数量
8.计算机操作的最小时间单位是
A. 时钟周期 B.指令周期 C. CPU周期 D. 外围设备
9.微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是
A.每一条机器指令由一条微指令来执行
B. 每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行
C.一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行
D.一条微指令由若干条机器指令组成
10.系统总线中地址线功用是
A.用于选择主存单元
B.用于选择进行信息传输的设备
C. 用于指定主存单元和I/0设备接口电路的地址
D.用于传送主存物理地址和逻辑地址
二、填空题(共20分，每空1分。答案一律写在等题纸上，否则无效。)
1.动态RAM的刷新包括____ ____ 和____ 三种方式. 分散刷新、集中刷新、异步刷新
2.影响流水线性能的因素有____ ____ 和____ . 数据相关，控制相关，资源相关
3.主存储器一般采用____ 存储器,CAchE采用____ 存储器。 动态RAM, 静态RAM
4.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的全部时间叫做____ ,它通常包含若干个____ ,而后者又包含若干个____ . 指令周期、机器周期，时钟周期
5、CPU的基本功能是____ ,____ ,____ ,____ 和____ . 指令控制、操作控制，时间控制.数据加工、中断处理
6.指令通常由____ 和____ 两部分组成。 操作码，地址码
7.控制存储器呈微程序控制器的核心部件，它存储着与全部机器指令对应的____ ,它的每个单元中存储一条____ . 微程序、微指令
三、名词解释(共30分每题6分。答案一律写在答题纸上否则无效，)
1.同步通信: 总线上的部件通过总线进行信息传送时，用一个公共的时钟信号进行同步，这种方式称为同步通信。这个公共的时钟信号可以由总线控制部件发送到每一个部件或设备，也可以每个部件有自己的时钟发生器，但是，它们都必须由CPU发出的时钟信号进行同步。
2.正逻辑: 正逻辑是把逻辑电路中电平的高低和逻镇变量值0, 1联系起来的一 种概念，指定逻辑电路中高电平为“1”，低电平为“0”，移为正逻辑
3.存取时间: 存取时间又称存储器访向时间，是指启动一次存储器操作 到完成该燥作所需的时间。具体地说，存取时间从存储器收到有效地址开始，经过译，驱动。直到将被访问的存储单元的内容读出成写入为止。
4.接口: 接口是计算机系统总线与外围设备之间的一个逻辑部件，它的基本功能有两点：一是为信息传输操作选择外围设备， 二是在选定的外围设备和主机之间交换信息，保证外围设备用计算机系统特性所要求的形式发送或接信息。
5.计算机硬件: 是指组成一台计算机的各种物理装置，它们是由各种实实在在的器件组成的，是计算机进行工作的物质基础。计算机的硬件由输入设各，输出设备、运算器，存储器和控制器五部分组成。
四、简答题(共50分.每题10分.答案一律写在答题纸上否则无效。)
1.海明校验码的编码规则有哪些?
若海明码的最高位号为m最低位号为1，即Hn Hn-1....H2,H1;则海明码的编码 规则是: (1)校验位与数据位之和为m，每个校验位Pi在海明码中被分在位号2i-1的位置上，其余各位为数据位，并按从低向高逐位依次排列的关系分配各数据位。 (2)海明码的每位位码Hi (包括数据位和校验位) 由多个校验位校验，其关系是被校验的每一位位号要等于校验它的各校验位的位号之和。
2.简述CRC码的纠错原理。
CRC码是种纠错能力较强的编码，在进行校验时，将CRC码多项式与生成多项式G(X)相除，若余数为0，则表明数据正确;当余数不为0时，说明数据有错。只要选择适当的生成事项式G(x)，余数与GRC码出错位位置的对应关系是一定的，由此可以用余数作为依据判断出错位置从而纠正错码。
3.主存的基本组成有哪些部分?各部分主要的功能是什么?
主存储器的基本组成： (1)贮存信息的存储体。一般是一个全体基本存储单元按照一定规则排列起 来的存储阵列。存储体是存储器的核心。 (2)信息的寻址机构，即读出和写入信息的地址选择机构。这包括：地址寄存器(MAR)和地址译码器。地址译码器完成地址译码，地址寄存器具有地址缓冲功能。 (3)存储器数据寄存器MDR.在数据传送中可以起数据缓冲作用。 (4)写入信息所需的能源，即写入线路、写驱动器等。 (5)读出所需的能源和读出放大器，即读出线路、读驱动器和读出放大器。 (6)存储器控制部件。包括主存时序钱路、时钟脉冲线路、读逻辑控制线路。写或重写逻辑控制线路以及动态存储器的定时刷新线路等，这些线路总称为存储器控制部件。
4.静态MOS存储元，动态MOS存储元各有什么特点?
在MOS半导体存储器中，根据存储信息机构的原理不同，又分为静态MOS存储器(SRAM)和动态MOS存储器(DRAM),前者利用双稳态触发器来保存信息，只要不断电，信息不会丢失，后者利用MOS电容存储电荷来保存信息，使用时需不断给电容充电才能使信息保持。
5 Cache有哪些特点?
(1)位于CPU与主存之间,是存储器层次结构中级别最高的一级. (2)容最比主存小,目前一般有数KB到数MB, (3)速度一般比主存快5-10倍，通常由存储速度高的双极型三极管或SRAM 组成. (4)其容量是主存的部分副本. (5)可用来存放指今,也可用来存放数据. (6)快存的功能全部由硬件实现.并対程序是透明.
五、分析与计算题(共30分第一小题14分，第二小题16分。答案一律写在答题纸上，否则无效)
1.指令流水线有取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、访存(MEM)、写回寄存器堆(WB)五个过程段，共有20条指令连续输入此流水线。
(1)画出流水处理的时空图，假设时钟周期为100ns。
(2)求流水线的实际吞吐率(单位时间里执行完毕的指令数)。
(3)求流水线的加速比。
(2) 流水线的实际吞吐量：执行20条指令共用 5 + 1 x 9 = 24 个流水周期，共2400ns，所以实际吞吐率为：20/(2400×10^(-9) )≈8.333百万条指令/秒
(3) 流水线的加速比为 ：设流水线操作周期为τ，则n指令串行经过k个过程段的时间为n*k*τ ；而n条指令经过可并行的k段流水线时所需的时间为(k+n-1)*τ；故20条指令经过5个过程段的加速比为：(20×5×τ)/((5+19)×τ)≈4.17
2.某磁盘组有6片磁盘，每片可有2个记录面，存储区域内径为22cm，外径为33cm，道密度40道/cm，内层位密度400b/cm，转速2400 r/min。试问：
(1) 共有多少个存储面可用？
(2) 共有多少个圆柱面？
(3) 整个磁盘组的总存储总量有多少？
(4) 数据传送率是多少？
(5) 如果某文件长度超过一个磁盘的容量，应将它记录在同一存储面上还是记录在同一圆柱面上？为什么？
(6) 如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是什么？寻址命令中如何表示磁盘地址？
（1）6×2＝12（面），共有12个存储面可用
（2）40×（33－22）/2＝220（道），共有220个圆柱面
（3）12×22π×400×220＝73×106（位）
（4）数据传送率＝（22π×400）/（60/2400）＝1.1×106（b/s）＝0.138×106（B/s）
（5）如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一个柱面上，因为不需要重新找道，数据读/写速度快。
（6）如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是扇区。磁盘地址：驱动器号、圆柱面号、盘面号、扇区号。
评论