第3章計算機硬體系統習題與答案

2022-10-17 00:12:28 字數 4052 閱讀 3909

1.計算機由哪幾部分組成,其中哪些部分組成了**處理器?

答:計算機硬體系統主要由運算器、控制器、儲存器、輸入裝置、輸出裝置等五部分組成

其中,運算器和控制器組成**處理器(cpup69)

2.試簡述計算機多級儲存系統的組成及其優點?

答:多級儲存系統主要包括:快取記憶體、主儲存器和輔助儲存器。

把儲存器分為幾個層次主要基於下述原因:

(1)合理解決速度與成本的矛盾,以得到較高的效能**比。

(2)使用磁碟、磁帶等作為外存,不僅**便宜,可以把儲存容量做得很大,而且在斷電時它所存放的資訊也不丟失,可以長久儲存,且複製、攜帶都很方便。 (p74-p75)

3.簡述cache的工作原理,說明其作用。

答:cache的工作原理是基於程式訪問的區域性性的。即主存中儲存的程式和資料並不是cpu每時每刻都在訪問的,在一段時間內,cpu只訪問其乙個區域性。

這樣只要cpu當前訪問部分的速度能夠與cpu匹配即可,並不需要整個主存的速度都很高。

cache與虛擬儲存器的基本原理相同,都是把資訊分成基本的塊並通過一定的替換策略,以塊為單位,由低一級儲存器調入高一級儲存器,供cpu使用。但是,虛擬儲存器的替換策略主要由軟體實現,而cache的控制與管理全部由硬體實現。因此cache效率高並且其存在和操作對程式設計師和系統程式設計師透明,而虛擬儲存器中,頁面管理雖然對使用者透明,但對程式設計師不透明;段管理對使用者可透明也可不透明。

cache的主要作用是解決了儲存器速度與cpu速度不匹配的問題,提高了整個計算機系統的效能p77)

4.描述摩爾定律的內容,並說明其對於計算機的發展具有怎樣的指導意義?

答:摩爾定律(moore law)源於2023年戈登·摩爾(gordonmoore,時任英特爾(intel)公司名譽董事長)的乙份關於計算機儲存器發展趨勢的報告。根據他對當時掌握的資料資料的整理和分析研究,發現了乙個重要的趨勢:

每一代新晶元大體上包含其前一代產品兩倍的容量,新一代晶元的產生是在前一代產生後的18-24個月內。

隨著計算機技術的發展,摩爾定律得到業界人士的公認,並產生巨大的反響,逐漸成為硬體領域最重要的規律。許多基於未來預期的研究和**都是以它為理論基礎。這裡需要特別指出,摩爾定律並非數學、物理定律,而是對發展趨勢的一種分析**,因此,無論是它的文字表述還是定量計算,都應當容許一定的寬裕度。

從某種意義上說,摩爾定律是關於人類創造力的定律,而不是物理學定律。摩爾定律實際上是關於人類信念的定律,當人們相信某件事情一定能做到時,就會努力去實現它。摩爾當初提出他的觀察報告時,在某種程度上是給了人們一種信念,使大家相信他預言的發展趨勢一定會持續。

而所以摩爾定律在長達40多年的時間裡不斷被證實,正是由於人們這些年來的不懈努力。摩爾提出的週期可以認為是英特爾公司晶元研發的基本計畫週期。 (p72-p73)

5.與主存相比cache具有哪些特點?

答:主存相比cache具有以下特點:

(1)cache一般用訪問速度高的sram元件組成,其速度已經與cpu相當。

(2)cache與虛擬儲存器的基本原理相同,都是把資訊分成基本的塊並通過一定的替換策略,以塊為單位,由低一級儲存器調入高一級儲存器,供cpu使用。但是,虛擬儲存器的替換策略主要由軟體實現,而cache的控制與管理全部由硬體實現。因此cache效率高並且其存在和操作對程式設計師和系統程式設計師透明,而虛擬儲存器中,頁面管理雖然對使用者透明,但對程式設計師不透明;段管理對使用者可透明也可不透明。

(3)cache的**較貴,為了保持最佳的效能**比,cache的容量應盡量小,但太小會影響命中率,所以cache的容量是效能**比和命中率的折衷p77)

6.簡述ram元件與rom元件的儲存原理的區別及其應用領域?

答:隨機訪問儲存器(random-access memory,簡稱ram)要求能隨機地對儲存器中的任何單元進行訪問,且與訪問的時間和該單元的物理位置無關。

唯讀記憶體(read-only memory,簡稱rom)是一種在機器執行過程中只能讀出、不能寫入資訊的儲存器,採用非易失性器件製造,在沒有電源供電的情況下,其儲存的資訊也能長期儲存。

主記憶體和高速緩衝儲存器通常採用ram,而rom在計算機中主要用來儲存出廠的一些固定設定和系統硬體引導程式,即通常所謂bios,rom技術也用於一些韌體產品中。

(p75-p77)

7.i/o裝置主要包含哪幾類,並分別舉例?

答:機-機通訊裝置,如數據機(modem)或組網用的網絡卡

計算機資訊的駐存裝置,即計算機的外儲存裝置,如磁碟、光碟等

人-機互動裝置,就是人和計算機間交流資訊的裝置,如鍵盤、圖形掃瞄器、攝像機、語言識別器等p80-81)

8.計算機顯示卡主要使用哪一種匯流排與計算機進行連線,為何要與其他外設使用的匯流排進行區別?

答:agp(accelerated graphics port)匯流排。agp匯流排是一種專用的顯示匯流排,並且將顯示卡與其他外設獨立出來,使得pci音效卡、scsi裝置、網路裝置等的工作效率隨之得到提高,其根本目的是提高系統圖形顯示的水平,特別是滿足3d顯示的需要。

用於取代agp介面的pci express介面位寬為x16,將能夠提供5gb/s的頻寬,即便有編碼上的損耗但仍能夠提4gb/s左右的實際頻寬,遠遠超過agp 8x的2.1gb/s的頻寬。

pci express是新一代的匯流排介面,被稱之為第三代i/o匯流排技術。2023年7月正式公布了pci express 1.0規範,並於2023年初推出2.

0規範(spec 2.0),將傳輸率由pci express 1.1的2.

5gb/s提公升到5gb/s。

(p84-85)

9.計算機輔助儲存器主要包含哪幾類,為什麼說快閃儲存器可能成為替代機械硬碟的儲存器?

答:輔助儲存器是主儲存器的後援儲存裝置,用以存放當前暫時不用的程式或資料。對輔助儲存器的基本要求是:

容量大、成本低、可以長時間不加電儲存資訊。目前主要有磁記錄、光記錄兩類,具體形式如磁碟、磁帶、光碟、光磁碟等。

從理論上講,快閃儲存器屬於電子器件,其速度比硬碟、光碟等機械裝置快,而且具備抗震動、體積小、功耗低等優點。現在已經出現以快閃儲存器為核心的固態硬碟,但由於成本原因,其容量還不能做到很大。

另一方面,快閃儲存器不像ram(隨機訪問儲存器)一樣以位元組為單位改寫資料,而且由於其技術原因,其速度也沒有ram快,因此無論從哪方面看,快閃儲存器並不會取代ram。事實上,現在快閃儲存器的速度還沒有完全趕上高速硬碟的速度,但從長遠看,它是替代機械硬碟的良好替代方案p78-p79)

10.選擇計算機硬體產品時應注意哪些方面,你個人有什麼認識?

參考:從計算機組成、各個部件的作用、價效比和計算機應用領域等方面描述

1.d (p69)

2.c (p75)

3.a (p75)

4.c (p70)

5.d (p77)

6.d (p76)

7.c (p75-p76)

8.c (p80)

9.快主存快取記憶體 (p75)

10.運算器控制器儲存器輸入裝置輸出裝置運算器控制器 (p70)

11.系統匯流排內部匯流排 i/o匯流排 (p83)

12.加法器移位器多路選擇器通用暫存器組控制器定點運算器浮點運算器 (p69-p71)

13.cpu暫存器組操作控制部件時序部件 (p70-p71)

14.輸入的資料執行的程式運算的中間結果最終結果指定的位置 (p73

15.ram rom (p75-p76)

16.內部儲存器外部儲存器主機外部裝置 (p74)

17.智慧型化小型化介面標準化 (p80)

18.133mb/s (p84)

19、(1)× (p70) (2)× (p77) (3)√ (p72-p77) (4)√ (p76) (5)√ (p84)

20.畫出計算機硬體系統的基本框圖結構,並簡述其各部分的主要功能。

運算器在硬體實現時稱作算術邏輯部件alu(arithmetic logic unit)。它是計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件

控制器的主要作用就是控制計算機各功能部件按照程式執行的要求協調有序的工作。其與運算器一起組成**處理器(cpu),是計算機的核心部件。

儲存器(memory),是計算機系統中的記憶裝置,用來存放程式和資料。

輸入/輸出裝置是計算機基本功能部件,由於其通常作為單獨的裝置配置在主機之外,又稱為計算機外圍裝置(簡稱外設或i/o裝置)。它們是計算機與人和計算機與其他機器之間建立關係的裝置p70-p80)

計算機硬體知識題答案

資訊科技過關考試題庫 計算機基礎知識 部分 1 計算機的核心部件 處理器的簡稱是 c a 主機b 儲存器 c cpud 輸入裝置 2 世界上第一台電子計算機誕生於a a 1946年 b 1950年 c 1949年 d 1941年 3 下列全部是硬體的選項是 a a 鍵盤 顯示器 b windows ...

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