第一章 计算机系统构成及硬件基础知识

上一篇 / 下一篇  2011-09-21 23:55:17 / 个人分类:软件评测师

1、现有的计算机都是冯·诺依曼机构,这种结构将计算机分解成运算器、控制器、存储器和输入/输出设备。

2、计算器的主要功能是在控制器的控制下完成各种算术运算、逻辑运算和其他操作。一个运算过程需要用到加法器/累加器、数据寄存器或其他寄存器、状态寄存器等。运算器的位数,即运算器一次能对多少位的数据做加法,是衡量中央处理器的一个重要指标。

3、控制器是中央处理器的核心,它控制和协调整个计算机的动作。控制通常需要程序计数器(存放的是下一条指令的地址,可以是绝对地址,也可以是相对地址)、指令寄存器、指令译码器、定时与控制电路,以及脉冲器、中断等共同完成。

4、脉冲源产生主振脉冲,主振脉冲的时间间隔为主振周期,即时钟周期。

  中央处理器执行指令的时间(包括取址)为指令周期。

CUP周期也称为机器周期,一般是从内存中读一个指令的最短时间。

5cup执行指令的各种微操作遵循的时间顺序称为时序。

组合逻辑控制和微过程控制是两种基本的控制方式。

6、输入/输出设备主要有以下几种:纸带机、卡片机;键盘、鼠标;显示器;外存;打印机;图形图像摄影输入设备等。

7、输入/输出控制器协调和控制数据的输入/输出,具体功能:缓冲锁存数据、地址译码、传递命令、码制转换、电平转换等。

8、外设的两种编址方式:独立编址方式下,输入/输出地址和主存地址是分开的。统一编址方式中输入/输出地址是主存地址中的一部分。

9、外设的访问有:程序查询方式(有串行、并行);中断方式;DMA方式即直接存储器存取(使得数据从输入/输出模块到主存的传输过程中,无须中央处理器的中转);信道方式。

10、常见的输入/输出接口:磁盘接口(IDE集成驱动电子接口、SCSI小型计算机系统接口);串行接口;并行接口;PC Card接口;USB接口;1394接口。

11、联机操作时输入/输出操作在计算机直接控制下进行的。脱机操作是输入/输出操作在要进行操作的计算机以外的设备上进行,在需要时再送计算机处理。假脱机是指输入/输出不直接送往输入/输出设备或计算机,而是先送到外存储器。

12、总线是计算机中各部件相连的通信线。从中央处理器到外设,总线可以分为四类:中央处理器内部总线;部件内总线;系统总线(数据总线、地址总线、控制总线);外总线。

1332位的PCI周边组件互联总线,工作频率为33MHZAGP加速图形接口,工作频率为66MHZ

14、按照总线仲裁控制机构的位置,总线控制方式分为集中式控制和分布式控制。

15、集中式控制的总线控制逻辑常用在中央处理器,有三种仲裁方式:链式查询方式;计数器定时查询方式;独立请求方式。

16、指令流:机器执行的指令序列;数据流:由指令流调用的数据序列,包括输入数据和中间结果。

17SISD单指令流单数据流即计算机每次处理一条指令,并只对一个操作部件分配数据;SIMD单指令流多数据流即处理多个单元,每次都执行同样的指令,对不同的数据单元进行处理;MISD多指令流单数据流即有多个处理单元,同时执行不同的指令,针对的是单一数据;MIMD多指令流多数据流。

18、控制流计算机是使用程序计数器来确定下一条指令的地址

19、计算机采用多级存储器体系,包括寄存器、cache、主存储器、磁盘存储器、光盘存储器、磁带存储器等。这些存储器从前到后,价格逐渐降低,容量和访问时间则逐渐增加。

20、存储器中数据常用的存取方式有顺序存取(磁带存储器)、直接存取(磁盘存储器)、随机存取(主存储器)、相连存取(cache)。

21、存储器系统的性能主要由存取时间、存储器带宽、存储器周期和数据传输率等衡量。

22、主存储器分为以下几种:RAM随机访问存储器(可以写入,也可以读出,断电后信息无法保存,只能用于暂存数据);DRAM动态随机访问存储器(信息会随时间逐渐消失);SRAM静态随机访问存储器(不断电的情况下信息能够一直保存,不会丢失);ROM只读存储器(信息已固化在存储器中,只可读出,无法改写);PROM可编程只读存储器(能够读出,只能进行一次写入操作);EPROM可擦除可编程只读存储器(可以读出,也可以写入);闪速存储器;相连存储器。

23、辅助存储器分为以下几种:磁带存储器(顺序存取,时间长,容量大);磁盘存储器;RAID廉价磁盘冗余阵列;光盘存储器

24、高速缓冲存储器Cache的功能是提高CPU数据输入/输出的速率,突破CPU与存储系统间数据传送带宽限制。通常在CPU和主存储器之间设置小容量的高速存储器Cache。必须用硬件完成其全部功能。

25Cache的替换算法主要有以下三种:FIFO先进先出算法;LRU替换最近最少使用的块算法;RAND随机算法。


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