計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件和軟件兩部分組成。硬件包括中央處理器,、存儲(chǔ)器和外部設(shè)備等,；軟件是計(jì)算機(jī)的運(yùn)行程序和相應(yīng)的文檔。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有接收和存儲(chǔ)信息,、按程序快速計(jì)算和判斷并輸出處理結(jié)果等功能,。

主要技術(shù)指標(biāo)

字長：字長是指CPU能夠同時(shí)處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。決定了計(jì)算機(jī)的精度,、尋址速度和處理能力,。一般情況下，字長越長,，計(jì)算機(jī)精度越高,，處理能力越強(qiáng)。計(jì)算機(jī)按字長可分為：8位,、16位,、32位、64位,。

32位CPU：一次能處理32位,，即4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)

64位CPU：一次能處理64位，即8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)

主頻：主頻是指CPU的時(shí)鐘頻率,，通常以時(shí)鐘頻率表示系統(tǒng)運(yùn)算速度,，單位是Hz。

運(yùn)算速度：是指CPU每秒能執(zhí)行的指令條數(shù),。單位：每秒執(zhí)行百萬條指令（MIPS）

存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器所能儲(chǔ)存的字節(jié)數(shù),。決定計(jì)算機(jī)能否運(yùn)行較大程序，并直接影響運(yùn)行速度,，在系統(tǒng)中直接與CPU交換數(shù)據(jù),，向CPU提供程序和原始數(shù)據(jù)，并接受CPU產(chǎn)生的處理結(jié)果數(shù)據(jù),。

存儲(chǔ)容量是指存儲(chǔ)的信息量,，它用字節(jié)(Byte)作為基本單位，縮寫為B,。

計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的最小單位,，稱之為位（bit,，又稱比特）,，縮寫為b,。

容量換算關(guān)系：

1B=8b；1KB=1024B,；1MB=1024KB,；1GB=1024MB；1TB=1024GB,；1PB=1024TB,；1EB=1024PB；1ZB=1024EB,；1YB=1024ZB……

馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)

美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼于1946年提出存儲(chǔ)程序原理,，把程序本身當(dāng)作數(shù)據(jù)來對待，程序和該程序處理的數(shù)據(jù)用同樣的方式儲(chǔ)存,。馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)馮·諾依曼理論的要點(diǎn)是：數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制采用二進(jìn)制,；計(jì)算機(jī)應(yīng)該按照程序順序執(zhí)行。人們把馮·諾依曼的這個(gè)理論稱為馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu),。

馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的基本思想：存儲(chǔ)程序,、程序控制。

馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：

1,、采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令

2,、計(jì)算機(jī)應(yīng)該按照程序順序執(zhí)行。

3,、由運(yùn)算器,、存儲(chǔ)器、控制器,、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng),，并規(guī)定了這五部分的基本功能。

中央處理器

中央處理器（CPU——Central Processing Unit）由運(yùn)算器,、控制器和一些寄存器組成,。運(yùn)算器進(jìn)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算；控制器是計(jì)算機(jī)的指揮系統(tǒng),。

主要性能指標(biāo)：

主頻：也叫時(shí)鐘頻率,，用來表示CPU的運(yùn)算速度。例如：Inter Core 2 Quad Q8200 2.6GHz,。

接口類型：CPU的接口,，即針腳式接口，對應(yīng)到主板上就有相應(yīng)的插槽類型,。常見接口：Socket LGA775 ,、Socket LGA940等,。

二級緩存：L2 3072K，CPU緩存位于CPU與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器,。緩存對CPU的性能影響很大,，主要是因?yàn)镃PU的數(shù)據(jù)交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的）

生產(chǎn)工藝：如45納米。

前端總線頻率：如1066MHz,。

存儲(chǔ)器

內(nèi)部存儲(chǔ)器是中央處理器能直接訪問的存儲(chǔ)器稱為內(nèi)部存儲(chǔ)器,，它包括快速緩沖存儲(chǔ)器和主存儲(chǔ)器，中央處理器不能直接訪問的存儲(chǔ)器稱為外部存儲(chǔ)器,，外部存儲(chǔ)器中的信息必須調(diào)入內(nèi)存后才能為中央處理器處理,。

主存儲(chǔ)器：內(nèi)存也常泛稱主存，但嚴(yán)格上說,，只有當(dāng)內(nèi)存中只有主存,，而沒有快速緩沖存儲(chǔ)器時(shí)，才能稱為主存,。主存儲(chǔ)器按讀寫功能,，可分只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）兩種。

外部存儲(chǔ)器：也稱為輔助存儲(chǔ)器,，一般容量較大,，速度比主存較慢。

硬盤：硬盤有固態(tài)硬盤（SSD 盤,，新式硬盤）,、機(jī)械硬盤（HDD 傳統(tǒng)硬盤）、混合硬盤（HHD 一塊基于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤誕生出來的新硬盤）,。SSD采用閃存顆粒來存儲(chǔ),，HDD采用磁性碟片來存儲(chǔ)，混合硬盤(HHD: Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盤和閃存集成到一起的一種硬盤,。絕大多數(shù)硬盤都是固定硬盤,，被永久性地密封固定在硬盤驅(qū)動(dòng)器中。

光盤：光盤是以光信息做為存儲(chǔ)的載體并用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一種物品,。分不可擦寫光盤,，如CD-ROM、DVD-ROM等,；和可擦寫光盤,，如CD-RW、DVD-RAM等,。

存儲(chǔ)器的兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)：存取速度和存儲(chǔ)容量,。

存儲(chǔ)器的存取速度：內(nèi)存>硬盤>光盤

其他部件速度比較：CPU>高速緩存>內(nèi)存>硬盤>U盤>光盤>軟盤

外部設(shè)備

輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo),、手寫筆,、觸摸屏,、麥克風(fēng)、掃描儀,、視頻輸入設(shè)備,、條形碼掃描器等。

輸出設(shè)備：顯示器,、打印機(jī),、繪圖儀,、音箱等,。

總線與接口

從外型上看，微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是由主機(jī)和外設(shè)(I/O設(shè)備)兩大部分組成的總線結(jié)構(gòu),。

所謂總線,，就是在模塊與模塊之間或者設(shè)備與設(shè)備之間供求傳送信息、 相互通信的一組公用信號線,，是系統(tǒng)在主控器的控制下,，將發(fā)送器(模塊或設(shè)備) 發(fā)出的信息準(zhǔn)確地傳送給某個(gè)接收器(模塊或設(shè)備)的信息載體或通路?？偩€的特點(diǎn)在于其公用性,，如果是兩個(gè)模塊或設(shè)備間的專用線就不稱為總線了。

為了準(zhǔn)確無誤傳送信息,，總線按其信號線性質(zhì)不同一般可分三組,。

一是地址總線（AB）：在它上面?zhèn)魉偷氖堑刂沸畔ⅲ珻PU 用此信息尋找數(shù)據(jù)的存放地址,。 地址線一般為 CPU 發(fā)出的單向總線,。

二是數(shù)據(jù)總線（DB）：此總線負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件之間、內(nèi)部與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換,。數(shù)據(jù)線一般是雙向的,，既可讀，也可寫,。

三是控制總線（CB）：這組總線傳送控制信號,，控制計(jì)算機(jī)各部件之間按所設(shè)定的程序有條不紊地工作。其中數(shù)據(jù)總線和地址總線比較簡單,，各種型號不同但位數(shù)相同的 CPU,，其DB和AB基本相同，功能也比較單純,。

軟件

操作系統(tǒng)：對計(jì)算機(jī)硬件直接控制及管理的系統(tǒng)軟件,，如Windows XP、Windows 2003,、Vista,、Windows 7,、Windows 10、Windows Phone,、Linux,、Unix、Solaris,、AIX,、Netware、Mac OS,、Android,、iOS等。

服務(wù)性程序：機(jī)器的調(diào)試,、故障檢查和診斷程序等,。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：如SQL Sever、Oracle,、Foxpro,、Access、Sybase等等,。

語言處理程序：如C,、C++、C#,、Java,、HTML5、Python,、Swift,、匯編程序、編譯程序,、解釋程序等,。

應(yīng)用軟件：有Office、CAD/CAM,、即時(shí)通訊軟件,、財(cái)務(wù)管理軟件、游戲軟件等,。

每日練習(xí)

1,、微型計(jì)算機(jī)的問世是由于( ) 的出現(xiàn)。

A)中小規(guī)模集成電路  B)晶體管電路  C) (超)大規(guī)模集成電路 D) 電子管電路

2,、中央處理器(CPU)能訪問的最大存儲(chǔ)器容量取決于( ) ,。

A)地址總線    B)數(shù)據(jù)總線    C) 控制總線    D) 實(shí)際內(nèi)存容量

3、微型計(jì)算機(jī)中,，( ) 的存取速度最快,。

A)高速緩存    B)外存儲(chǔ)器    C) 寄存器    D) 內(nèi)存儲(chǔ)器

4,、在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中，cache是( )存儲(chǔ)器,。

A)只讀 　B)可編程只讀 　C)可擦除可編程只讀 　D)高速緩沖

5,、若我們說一個(gè)微機(jī)的CPU是用的PII300，此處的300確切指的是( ),。

A)CPU的主時(shí)鐘頻率 　B)CPU產(chǎn)品的系列號

C)每秒執(zhí)行300百萬條指令 　D)此種CPU允許最大內(nèi)存容量

6,、計(jì)算機(jī)主機(jī)是由CPU與（ ）構(gòu)成的。

A)控制器　　B)輸入,、輸出設(shè)備　　C)運(yùn)算器　　D)內(nèi)存儲(chǔ)器

7、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線上傳送的信號有（）,。

A)地址信號與控制信號　　B)數(shù)據(jù)信號,、控制信號與地址信號

C)控制信號與數(shù)據(jù)信號　　D)數(shù)據(jù)信號與地址信號

8,、不同類型的存儲(chǔ)器組成了多層次結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器體系，按存取速度從快到慢的排列是（）,。

A)快存/輔存/主存　　B)外存/主存/輔存　　

C)快存/主存/輔存　　D)主存/輔存/外存

9,、微機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器的地址是按（ ）編址的。

A)二進(jìn)制位  B)字長C)字節(jié)  D)微處理器的型號

10,、在微機(jī)中,，通用寄存器的位數(shù)是（）。

A)8 位   B)16位  C)計(jì)算機(jī)字長  D)32位

11,、不同的計(jì)算機(jī),，其指令系統(tǒng)也不同，這主要取決于（）,。

A)所用的操作系統(tǒng)  B)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

C)所用的CPU    D)所用的程序設(shè)計(jì)語言

12,、下列說法中，哪個(gè)（些）是錯(cuò)誤的（ ）,。

A)程序是指令的序列,，它有三種結(jié)構(gòu)：順序、分支和循環(huán),。

B)數(shù)據(jù)總線決定了中央處理器CPU所能訪問的最大內(nèi)存空間的大小,。

C)中央處理器CPU內(nèi)部有寄存器組，用來儲(chǔ)存數(shù)據(jù),。

D)不同廠家生產(chǎn)的CPU所能處理的指令集是相同的,。

E)數(shù)據(jù)傳輸過程中可能會(huì)出錯(cuò)，奇偶校驗(yàn)法可以檢測出數(shù)據(jù)中哪一位在傳輸中出了差錯(cuò),。

13,、CPU訪問內(nèi)存的速度比訪問下列哪個(gè)（些）存儲(chǔ)設(shè)備要慢（ ）,。

A)寄存器 B)硬盤  C)軟盤  D)高速緩存 E)光盤

14、下列哪個(gè)（些）不是個(gè)人計(jì)算機(jī)的硬件組成部分（ ）,。

A)主板 B)虛擬內(nèi)存 C)電源 D)硬盤 E)總線

15,、美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼對計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展所做出的貢獻(xiàn)是（）。

A)提出理想計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)模型,，成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的理論基礎(chǔ),。

B)是世界上第一個(gè)編寫計(jì)算機(jī)程序的人,。

C)提出存儲(chǔ)程序工作原理,，并設(shè)計(jì)出第一臺(tái)具有存儲(chǔ)程序功能的計(jì)算機(jī)EDVAC,。

D)采用集成電路作為計(jì)算機(jī)的主要功能部件,。

E)指出計(jì)算機(jī)性能將以每兩年翻一番的速度向前發(fā)展。

16,、下列哪個(gè)不是CPU (中央處理單元)（ ）,。

A)Intel Itanium   B)DDR SDRAM   C)AMD Athlon64

D)AMD Opteron   E)IBM Power 5

17、下列說法中錯(cuò)誤的是（ ）,。

A)CPU的基本功能就是執(zhí)行指令。

B)CPU訪問內(nèi)存的速度快于訪問高速緩存的速度,。

C)CPU的主頻是指CPU在1秒內(nèi)完成的指令周期數(shù),。

D)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)內(nèi)部,，一個(gè)內(nèi)存地址編碼對應(yīng)唯一的一個(gè)內(nèi)存單元。

E)數(shù)據(jù)總線的寬度決定了一次傳遞數(shù)據(jù)量的大小,，是影響計(jì)算機(jī)性能的因素之一,。

18,、用靜電吸附墨粉后轉(zhuǎn)移到紙張上，是哪種輸出設(shè)備的工作方式（ ）,。

A)針式打印機(jī)  B)噴墨打印機(jī)  C)激光打印機(jī)  D)筆式繪圖儀  E)噴墨繪圖儀

19、處理器A每秒處理的指令數(shù)是處理器B的2倍。某一特定程序P分別編譯為處理器A和處理器B的指令,，編譯結(jié)果處理器A的指令數(shù)是處理器B的4倍。已知程序P在處理器A上執(zhí)行需要1個(gè)小時(shí),，那么在輸入相同的情況下，程序P在處理器B上執(zhí)行需要（ ）小時(shí),。

A)4   B)2   C)1   D)1/2       E)1/4

20,、以下哪個(gè)不是計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備（ ）,。

A)音箱 B)顯示器 C)打印機(jī) D)掃描儀 E)繪圖儀 

歷年真題

1,、微型計(jì)算機(jī)中，控制器的基本功能是（  ）,。

A)控制機(jī)器各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作     B)實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算       

C)獲取外部信息                    D)存放程序和數(shù)據(jù)

2、在下列關(guān)于圖靈獎(jiǎng)的說法中,，不正確的是（  ）。

A)圖靈獎(jiǎng)是美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)于1966年設(shè)立的,，專門獎(jiǎng)勵(lì)那些對計(jì)算機(jī)事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人

B)圖靈獎(jiǎng)有“計(jì)算機(jī)界諾貝爾獎(jiǎng)”之稱

C)迄今為止,，還沒有華裔計(jì)算機(jī)科學(xué)家獲此殊榮

D)圖靈獎(jiǎng)的名稱取自計(jì)算機(jī)科學(xué)的先驅(qū),、英國科學(xué)家阿蘭·圖靈

3、計(jì)算機(jī)在工作過程中,，若突然停電，（    ）中的信息不會(huì)丟失,。

A)ROM和RAM      B)CPU       C)ROM      D)RAM

4、在以下各項(xiàng)中,，（  ）不是操作系統(tǒng)軟件。

A)Solaris   B)Linux   C)Windows Vista   D)Sybase

5,、Web2.0是近年來互聯(lián)網(wǎng)的熱門概念之一,，其核心思想是互動(dòng)與分享,。下列網(wǎng)站中，（   ）是典型的Web2.0應(yīng)用,。

 A)Sina    B)Flickr    C)Yahoo     D)Google

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理每日練習(xí)參考答案：

1C 2A 3C 4D 5A 6D 7B 8C 9C 10C 11C

12BDE 13AD 14B 15C 16B 17B 18C 19D 20D

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理歷年真題參考答案：

1A 2C 3C 4D 5B