计算机基础强化2

计算机基础强化计算机基础强化 二二 2 计算机基础强化 2 计算机组成知识点计算机组成知识点 第二层次第二层次 计算机组成与分类计算机组成与分类 CPU逻辑结构与原理逻辑结构与原理 PC机的主机机的主机 常用常用I O设备设备 外部存储器外部存储器 3 计算机基础强化 2 目的和要求 目的和要求 1 掌握 计算机的发展阶段及特点 掌握 计算机的发展阶段及特点 2 掌握 计算机硬件的主要组成部分及其功能 掌握 计算机硬件的主要组成部分及其功能 3 掌握 掌握 PC机的物理组成 芯片组与其它部件的关系 机的物理组成 芯片组与其它部件的关系 4 理解 理解 I O总线 总线 I O控制器 控制器 I O接口及接口及I O设备 的功能与相互关系 设备 的功能与相互关系 5 掌握 常用输入设备的功能 了解其结构与原理 掌握 常用输入设备的功能 了解其结构与原理 6 掌握 常用输出设备的功能 了解其结构与原理 掌握 常用输出设备的功能 了解其结构与原理 7 理解 磁盘 光盘的类型 结构与原理 理解 磁盘 光盘的类型 结构与原理 计算机组成与分类计算机组成与分类 5 计算机基础强化 2 了解 问题 了解 问题1 世界上第一台计算机是何时 研制成功的 其名称是什么 世界上第一台计算机是何时 研制成功的 其名称是什么 1946年年2月 在美国宾西法尼亚大学诞生了世界上 第一台电子计算机 月 在美国宾西法尼亚大学诞生了世界上 第一台电子计算机ENIAC Electronic Numerical Integrator And Calculator 电子数字积分计算 机 它主要用于军事研究中的计算 如计算弹道和 射击 主要元件是 电子数字积分计算 机 它主要用于军事研究中的计算 如计算弹道和 射击 主要元件是电子管电子管 6 计算机基础强化 2 示例示例 第一台计算机是第一台计算机是1946年在美国研制的 该机的英文缩 写名称是 年在美国研制的 该机的英文缩 写名称是 A ENIAC B EDVAC C DESAC D MARK 分析 答案应该选 分析 答案应该选A 大家需要记住的相关知识点有 诞生与 大家需要记住的相关知识点有 诞生与1946 年 英文简称为年 英文简称为ENIAC 主要用于计算 主要用于计算 7 计算机基础强化 2 掌握 问题 掌握 问题2 计算机的发展经历了哪些阶段 每个阶段使用哪些元件 其特点和用途有哪些 计算机的发展经历了哪些阶段 每个阶段使用哪些元件 其特点和用途有哪些 从从1946年至今 根据不同的标准可以划分不同的发展阶段 目 前普遍使用的划分方法是根据计算机所使用的电子元件进行 划分 分为 年至今 根据不同的标准可以划分不同的发展阶段 目 前普遍使用的划分方法是根据计算机所使用的电子元件进行 划分 分为4个阶段 如表个阶段 如表2 1所示 所示 社会各方面运算速度非常快 体积小 耗 能少 大规模集成电 路 1971至今第四代 扩展到复杂事物管理逻辑运算和可靠性提高小规模集成电 路 1965 1971 第三代 科学计算 数据处理 事务管理 体积小 成本低 速度快 重 量轻 晶体管1958 1964 第二代 军事和科学研究计算体积大 运算速度慢 存储容 量小 不易掌握 电子管1946 1958 第一代 用途特点使用的元件时间范围阶段 社会各方面运算速度非常快 体积小 耗 能少 大规模集成电 路 1971至今第四代 扩展到复杂事物管理逻辑运算和可靠性提高小规模集成电 路 1965 1971 第三代 科学计算 数据处理 事务管理 体积小 成本低 速度快 重 量轻 晶体管1958 1964 第二代 军事和科学研究计算体积大 运算速度慢 存储容 量小 不易掌握 电子管1946 1958 第一代 用途特点使用的元件时间范围阶段 8 计算机基础强化 2 示例示例 第四代计算机的主要元器件采用的是第四代计算机的主要元器件采用的是 A 晶体管 晶体管B 小规模集成电路 小规模集成电路 C 电子管 电子管D 大规模和超大规模集成电路 大规模和超大规模集成电路 分析 答案应该选 分析 答案应该选D 计算机各个阶段使用的电子元件几乎是这个类 型题必考知识点 但是还是有些同学不注意记忆 只要平时 稍加留意这个知识点就可以了 计算机各个阶段使用的电子元件几乎是这个类 型题必考知识点 但是还是有些同学不注意记忆 只要平时 稍加留意这个知识点就可以了 9 计算机基础强化 2 掌握 问题 掌握 问题3 计算机系统的基本组成结构 有哪些 计算机系统的基本组成结构 有哪些 10 计算机基础强化 2 示例示例 微型计算机主机的主要组成部分是微型计算机主机的主要组成部分是 A 运算器和控制器 运算器和控制器B CPU和内存储器和内存储器 C CPU和硬盘控制器和硬盘控制器D CPU 内存储器和硬盘 内存储器和硬盘 分析 答案应该选 分析 答案应该选B 参见上图 参见上图 11 计算机基础强化 2 示例示例 完整的计算机硬件系统一般包括外部设备和完整的计算机硬件系统一般包括外部设备和 A 运算器和控制器 运算器和控制器B 存储器 存储器 C 主机 主机D CPU 分析 答案应该选 分析 答案应该选C 参见图 参见图 12 计算机基础强化 2 示例示例 计算机硬件的五大基本构件包括 运算器 存储器 输入设备 输出设备和 计算机硬件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 显示器B 控制器 控制器 C 磁盘驱动器 磁盘驱动器D 鼠标器 鼠标器 分析 答案应该选 分析 答案应该选B 计算机硬件的五大基本构件包括 控制 器 运算器 存储器 输入设备和输出设备 其中控制器 和运算器由于在结构上和逻辑上都密切联系 所以常将它 们合称为中央处理器 即 计算机硬件的五大基本构件包括 控制 器 运算器 存储器 输入设备和输出设备 其中控制器 和运算器由于在结构上和逻辑上都密切联系 所以常将它 们合称为中央处理器 即CPU 存储器包括内存储器和外 存储器 输入和输出设备也合称为 存储器包括内存储器和外 存储器 输入和输出设备也合称为I O Input Output 设 备 在微型计算机中控制器和运算器是最核心的部件 设 备 在微型计算机中控制器和运算器是最核心的部件 13 计算机基础强化 2 理解 问题 理解 问题4 计算机的工作原理是什么 计算机的工作原理是什么 计算机的工作原理是 计算机的工作原理是 存储程序控制存储程序控制 即计算机 完成任何功能都是由程序来实现的 所有正在执行 的程序和数据都必须先存储在内存中 即计算机 完成任何功能都是由程序来实现的 所有正在执行 的程序和数据都必须先存储在内存中 程序存 储 程序存 储 由 由CPU从内存中取出指令和相应的数据 在 程序的控制下完成指定的功能 直到程序执行完毕 从内存中取出指令和相应的数据 在 程序的控制下完成指定的功能 直到程序执行完毕 程序控制程序控制 14 计算机基础强化 2 掌握 问题 掌握 问题5 计算机的主要性能指标 有哪些 计算机的主要性能指标 有哪些 计算机的好与不好 讲的是其性能 但评价标准是 什么呢 显然 评定一种计算机的优劣 不能只依 据一两项指标 一般需要综合考虑 下面是计算机 的几项核心技术指标 大家学习之后就知道如何全 面地评价一套计算机的性能了 计算机的好与不好 讲的是其性能 但评价标准是 什么呢 显然 评定一种计算机的优劣 不能只依 据一两项指标 一般需要综合考虑 下面是计算机 的几项核心技术指标 大家学习之后就知道如何全 面地评价一套计算机的性能了 1 字长 字长 字长字长是指是指CPU一次能直接处理的二进 制数据的位数 一次能直接处理的二进 制数据的位数 字长越长 说明能够处理的数据范 围越大 运算精度越高 字长越长 说明能够处理的数据范 围越大 运算精度越高 CPU的功能越强 速度越 快 的功能越强 速度越 快 通常 通常 字长总是字长总是8的整数倍的整数倍 如 如8位 位 16位 位 32位 位 64位等 位等 Inter486和和Pentium 4均属均属32位机 位机 15 计算机基础强化 2 2 时钟主频 时钟主频也叫 时钟主频 时钟主频也叫主频主频 是指计算机 是指计算机 CPU的时钟频率 一般的时钟频率 一般时钟主频越高 计算机的运 算速度就越快 时钟主频越高 计算机的运 算速度就越快 主频的单位为主频的单位为兆赫兹兆赫兹 MHZ 或 或吉赫兹吉赫兹 GHZ 比如 比如P4 1 7G 这里 这里1 7G指的是指的是CPU的主频为的主频为 1 7GHZ 注意注意 主频为 主频为2G的的CPU速度 主频为速度 主频为1G的的CPU速 度的 速 度的2倍 倍 Intel的的2G主频主频CPU的速度 的速度 AMD的的2G 主频主频CPU的速度 的速度 AMD也是著名的也是著名的CPU生产厂 商 生产厂 商 16 计算机基础强化 2 3 运算速度 通常所说的计算机的 运算速度 通常所说的计算机的运算速度运算速度 平均运算速度 是指每秒钟能执行的加法指令 的条数 一般用 平均运算速度 是指每秒钟能执行的加法指令 的条数 一般用百万次百万次 每秒每秒 Million Instructions Per Second MIPS 来描述 来描述 MIPS值越大 说明值越大 说明 CPU每秒能执行的指令数越多 运算速度越快 每秒能执行的指令数越多 运算速度越快 目前 计算机的运算速度已达到目前 计算机的运算速度已达到300MIPS以上 以上 17 计算机基础强化 2 4 存储容量 存储容量分为 存储容量 存储容量分为内存容量内存容量和外存容量 这里主要指内存容量 内 存容量越大 其处理数据的范围越广 运算速度一般也越 快 处理能力就越强 目前计算机的内存容量已达数 和外存容量 这里主要指内存容量 内 存容量越大 其处理数据的范围越广 运算速度一般也越 快 处理能力就越强 目前计算机的内存容量已达数GB 5 存取周期 存取周期是 存取周期 存取周期是CPU从内存中存取数据所需的时间 存取周期 越短 运算速度越快 目前 内存的存储周期为 从内存中存取数据所需的时间 存取周期 越短 运算速度越快 目前 内存的存储周期为7 70ns之 间 之 间 注意 注意 GB和和Mbit s是常考知识点 是常考知识点 GB是二进制信息计量单 位 是二进制信息计量单 位 1GB 1024MB Mbit s表示数据传输速率 每秒钟传 输 表示数据传输速率 每秒钟传 输106个二进制位数 个二进制位数 除了上述这些主要性能指标外 还有其他一些指标 如系统 的兼容性 平均无故障时间 性能价格比 可靠性与可维护 性 外部设备配置与软件配置等 除了上述这些主要性能指标外 还有其他一些指标 如系统 的兼容性 平均无故障时间 性能价格比 可靠性与可维护 性 外部设备配置与软件配置等 18 计算机基础强化 2 示例示例 目前 度量目前 度量CPU时钟频率的单位是时钟频率的单位是 A NIFS B GHZ C GB D Mbit s 分析 答案应该选 分析 答案应该选B CPU的性能指标直接决定了由它构成的微型 计算机系统的性能指标 的性能指标直接决定了由它构成的微型 计算机系统的性能指标 CPU的性能主要由字长 时钟频率 和指令系统功能强弱决定 字长表示 的性能主要由字长 时钟频率 和指令系统功能强弱决定 字长表示CPU每次处理数据的能力 如每次处理数据的能力 如80286型号的型号的CPU每 次处理 每 次处理16位二进制数据 位二进制数据 80486型号的型号的CPU每次处理每次处理32位二 进制数据 时钟频率以 位二 进制数据 时钟频率以MHz 兆赫兹 或 兆赫兹 或GHz 吉赫兹 为单位度量 通常 时钟频率越高 处理的速度也就越快 吉赫兹 为单位度量 通常 时钟频率越高 处理的速度也就越快 注意 注意 GB和和 Mbit s是常考知 识点 是常考知 识点 GB是二 进制信息计量 单位 是二 进制信息计量 单位 1GB 1024MB Mbit s表示数据 传输速率 每 秒钟传输 表示数据 传输速率 每 秒钟传输106个 二进制位数 个 二进制位数 CPU逻辑结构与原理逻辑结构与原理 20 计算机基础强化 2 理解 问题 理解 问题6 CPU的功能有哪些 由哪几 部分构成 每种部件的主要功能是什么 的功能有哪些 由哪几 部分构成 每种部件的主要功能是什么 CPU是体积小 元件集成度非常高 功能强大的芯片 故 又称微处理器 是体积小 元件集成度非常高 功能强大的芯片 故 又称微处理器 Micro Processor Unit MPU 它是计 算机系统的核心 计算机所发生的全部动作都受 它是计 算机系统的核心 计算机所发生的全部动作都受CPU的控 制 的控 制 CPU在计算机中的地位类似于人的大脑 在计算机中的地位类似于人的大脑 CPU品质的高 低直接决定了计算机系统的档次 品质的高 低直接决定了计算机系统的档次 CPU主要由运算器 主要由运算器 ALU 控制器 控制器 CU 两部分组 成 两部分组 成 在在CPU中设置很多的寄存器是为了提高中设置很多的寄存器是为了提高CPU的处理速 度 如果没有寄存器 的处理速 度 如果没有寄存器 CPU运算的数据和中间结果必须放 在内存中 运算时 运算的数据和中间结果必须放 在内存中 运算时CPU必须频繁的访问内存 由于内存的 速度远远低于 必须频繁的访问内存 由于内存的 速度远远低于CPU的速度 这样势必会影响的速度 这样势必会影响CPU的执行 效率 另外寄存器中还可以存放一些状态信息和控制信 息 的执行 效率 另外寄存器中还可以存放一些状态信息和控制信 息 21 计算机基础强化 2 1 运算器运算器主要完成所有的主要完成所有的算术运算算术运算和和逻辑运算逻辑运算 Pentium 4的运算器采用超标量结构 一共包含九个运算 器 整数运算由整数运算器完成 浮点数运算由浮点运算 器完成 参加运算的数据分别来自整数寄存器和浮点寄存 器 可以同时进行整数和浮点数运算 的运算器采用超标量结构 一共包含九个运算 器 整数运算由整数运算器完成 浮点数运算由浮点运算 器完成 参加运算的数据分别来自整数寄存器和浮点寄存 器 可以同时进行整数和浮点数运算 2 控制器控制器用来协调和控制用来协调和控制CPU各个部件的工作 控制 器中包含指令计数器 指令寄存器 指令译码器等部件 指令计数器中保存将要执行指令的地址 指令执行时 在 控制器控制下 各个部件的工作 控制 器中包含指令计数器 指令寄存器 指令译码器等部件 指令计数器中保存将要执行指令的地址 指令执行时 在 控制器控制下 CPU从内存的指定单元取出该指令 送入 指令寄存器中保存 由指令译码器将指令翻译成一组微操 作 通过调度 控制不同的运算器或其他部件执行 并记 录 从内存的指定单元取出该指令 送入 指令寄存器中保存 由指令译码器将指令翻译成一组微操 作 通过调度 控制不同的运算器或其他部件执行 并记 录CPU的内部状态 的内部状态 22 计算机基础强化 2 示例示例 CPU中控制器的功能是中控制器的功能是 A 进行逻辑运算 进行逻辑运算 B 进行算术运算 进行算术运算 C 分析指令并发出相应的控制信号 分析指令并发出相应的控制信号 D 只控制 只控制CPU的工作的工作 答案应该选答案应该选 C 运算器和 控制器的主要 功能如图 运算器和 控制器的主要 功能如图 注意 同学普遍都知 道 注意 同学普遍都知 道CPU的主要组成部 分 但是常常忽略各 部分的具体组成及功 能 此知识点是计算 机一级考试的新增考 点 的主要组成部 分 但是常常忽略各 部分的具体组成及功 能 此知识点是计算 机一级考试的新增考 点 CPU 运算器运算器 功能 算术运算和逻辑 运算 功能 算术运算和逻辑 运算 组成 一个加法器 若干个寄存器 一些控制电路 组成 一个加法器 若干个寄存器 一些控制电路 控制器控制器 功能 神经中枢 协 调 指挥 功能 神经中枢 协 调 指挥 组成 指令寄存器 译码器 时序节拍发生器 操作控 制部件和指令计数器 组成 指令寄存器 译码器 时序节拍发生器 操作控 制部件和指令计数器 23 计算机基础强化 2 示例示例 指出指出CPU下一次要执行的指令地址的部件是下一次要执行的指令地址的部件是 A 程序计数器 程序计数器B 指令寄存器 指令寄存器 C 数据寄存器 数据寄存器D 缓冲存储器 缓冲存储器 分析 答案应该选 分析 答案应该选A 程序计数器 程序计数器 Program Counter PC 也称指令计数器 也称指令计数器 Instruction Counter 用于指出 用于指出CPU 下一次要执行的指令所在的地址 具有加下一次要执行的指令所在的地址 具有加1计数的功能 计数的功能 24 计算机基础强化 2 示例示例 计算机只对数据进行加工与处理的部件 通常称 为 计算机只对数据进行加工与处理的部件 通常称 为 A 运算器 运算器B 控制器 控制器 C 显示器 显示器D 存储器 存储器 分析 答案应该选 分析 答案应该选A 运算器使计算机能处理数据 形成信息的加工 厂 它的主要功能是对二进制数据进行算术运算或逻辑运算 运算器使计算机能处理数据 形成信息的加工 厂 它的主要功能是对二进制数据进行算术运算或逻辑运算 25 计算机基础强化 2 示例示例 运算器的组成不包括运算器的组成不包括 A 控制线路 控制线路B 译码器 译码器 C 加法器 加法器D 寄存器 寄存器 分析 答案应该选 分析 答案应该选B 运算器主要由一个加法器 若干个寄存器和一 些控制电路组成 运算器主要由一个加法器 若干个寄存器和一 些控制电路组成 26 计算机基础强化 2 示例示例 运算器的主要功能是运算器的主要功能是 A 实现算术运算或逻辑运算 实现算术运算或逻辑运算 B 保存各种指令信息供系统其他部件使用 保存各种指令信息供系统其他部件使用 C 分析指令并进行译码 分析指令并进行译码 D 按主频指标规定发出时钟脉冲 按主频指标规定发出时钟脉冲 分析 答案应该选 分析 答案应该选A 27 计算机基础强化 2 示例示例 以下关于以下关于CPU中控制器功能的说法中错误的是中控制器功能的说法中错误的是 A 控制器能解释指令的含义 完成计算机的各种运算操作 控制器能解释指令的含义 完成计算机的各种运算操作 B 控制器能向运算器发送操作命令 控制运算器执行相关运 算 并记录 控制器能向运算器发送操作命令 控制运算器执行相关运 算 并记录CPU内部的状态内部的状态 C 控制器的主要部件有 指令寄存器 译码器 操作控制部 件和指令计数器等 控制器的主要部件有 指令寄存器 译码器 操作控制部 件和指令计数器等 D 控制器是 控制器是CPU的指挥中心 负责向其他各部件发送控制命 令 协调各部件的工作 分析 答案应该选 的指挥中心 负责向其他各部件发送控制命 令 协调各部件的工作 分析 答案应该选A 由控制器的功能和包含的部件 很容易知道 由控制器的功能和包含的部件 很容易知道 B C D是正确的 选项是正确的 选项A中中 控制器能解释指令的含义控制器能解释指令的含义 是正确的 但是正确的 但 完成计算机的各种运算操作完成计算机的各种运算操作 的部件不是控 制器 而是运算器 所以答案为 的部件不是控 制器 而是运算器 所以答案为A 28 计算机基础强化 2 示例示例 在下列有关在下列有关PC机及机及CPU芯片的叙述中 正确的是芯片的叙述中 正确的是 A 目前 目前PC机所用机所用CPU芯片均为芯片均为Intel 公司生产公司生产 B PC机只能安装机只能安装MS DOS或或Windows操作系统操作系统 C PC机主板型号与机主板型号与CPU型号是一一对应的 不同的主板对 应不同的 型号是一一对应的 不同的主板对 应不同的CPU D Pentium MMX中的中的MMX是多媒体扩展指令集的英文缩 写 是多媒体扩展指令集的英文缩 写 分析 答案应该选 分析 答案应该选D Intel公司是生产公司是生产CPU芯片的主要厂商之一 但不是唯 一的生产厂商 所以选项 芯片的主要厂商之一 但不是唯 一的生产厂商 所以选项A是错误的 是错误的 PC机安装的操作系统除了机安装的操作系统除了MS DOS或或Windows操作系统 还可以安装操作系统 还可以安装Unix Linux等操作系统 所以选项 等操作系统 所以选项B是错误的 在物理结构上 虽然主板型号也决定了可能安 装的 是错误的 在物理结构上 虽然主板型号也决定了可能安 装的CPU的型号 但两者不是一一对应的关系 不同的主板可以对 应相同的 的型号 但两者不是一一对应的关系 不同的主板可以对 应相同的CPU 所以选项 所以选项C是错误的 是错误的 Pentium II比比Pentium增加了 用于处理多媒体信息的指令 增加了 用于处理多媒体信息的指令MMX Multimedia Extension MMX 是多媒体扩展指令集的英文缩写 所以选项是多媒体扩展指令集的英文缩写 所以选项D是正确的 是正确的 29 计算机基础强化 2 了解 问题 了解 问题7 指令的执行过程是什么 指令的执行过程是什么 指令 是用来规定计算机执行何种操作并指明操 作对象的一串二进制位信息 计算机能唯一识别且 执行的就是这些二进制位表示的指令 指令一般由 操作码和操作数地址两部分组成 指令 是用来规定计算机执行何种操作并指明操 作对象的一串二进制位信息 计算机能唯一识别且 执行的就是这些二进制位表示的指令 指令一般由 操作码和操作数地址两部分组成 指令系统 每种指令系统 每种CPU所能执行的全部指令 称为 它的指令系统 不同微处理器的计算机所具有的指 令系统一般是不同的 所能执行的全部指令 称为 它的指令系统 不同微处理器的计算机所具有的指 令系统一般是不同的 30 计算机基础强化 2 指令的执行过程 指令的执行过程 取指令 控制单元从取指令 控制单元从cache或主存中读取一条指令 并放入指令寄存器 或主存中读取一条指令 并放入指令寄存器 指令译码 控制单元中的译码电路对指令寄存器中 保存的指令的操作码部分进行解释翻译并产生控制 信号 指令译码 控制单元中的译码电路对指令寄存器中 保存的指令的操作码部分进行解释翻译并产生控制 信号 执行指令 执行单元取操作数 完成指令所规定的 运算或操作 执行指令 执行单元取操作数 完成指令所规定的 运算或操作 保存结果 执行单元保存运算结果到寄存器或内存 储器 指令计数器自动形成下一条将要执行的指令 所在的存储单元地址 保存结果 执行单元保存运算结果到寄存器或内存 储器 指令计数器自动形成下一条将要执行的指令 所在的存储单元地址 31 计算机基础强化 2 计算机不管执行何种程序 最终在计算机内部 都 必须转换为 计算机不管执行何种程序 最终在计算机内部 都 必须转换为CPU可以直接执行的指令 由可以直接执行的指令 由CPU完成 指令的翻译和执行操作 由于每种类型的 完成 指令的翻译和执行操作 由于每种类型的CPU都有 自己的指令系统 因此 某一类计算机的可执行程 序代码未必能在其他计算机上运行 这个问题称之 为计算机的 兼容性 问题 同一公司生产的 都有 自己的指令系统 因此 某一类计算机的可执行程 序代码未必能在其他计算机上运行 这个问题称之 为计算机的 兼容性 问题 同一公司生产的CPU 一般采用 向下兼容方式 新型号的处理器在旧 型号处理器指令系统基础上进行扩充 即新型号的 机器能执行在老机器上开发的程序 但老机器上不 一定能执行新型号机器上开发的程序 一般不同公 司生产的 一般采用 向下兼容方式 新型号的处理器在旧 型号处理器指令系统基础上进行扩充 即新型号的 机器能执行在老机器上开发的程序 但老机器上不 一定能执行新型号机器上开发的程序 一般不同公 司生产的CPU的指令系统可能不兼容 的指令系统可能不兼容 与内外存储器相关的问题与内外存储器相关的问题 33 计算机基础强化 2 掌握 问题 掌握 问题8 什么是存储器 有哪些分 类及其特点 什么是存储器 有哪些分 类及其特点 存储器是存放程序和数据的部件 可存储原始数 据 中间计算结果及命令等信息 下面先介绍与存 储器相关的两个概念 存储器是存放程序和数据的部件 可存储原始数 据 中间计算结果及命令等信息 下面先介绍与存 储器相关的两个概念 存储地址 存储器是由许多个二进制位 存储地址 存储器是由许多个二进制位 bit 的线 性排列构成的 为了存取到制定位置的数据 通常 用 的线 性排列构成的 为了存取到制定位置的数据 通常 用1字节 字节 Byte 作为一个存储单元 并给每个字 节编上号码 这个号码称为该数据的存储地址 作为一个存储单元 并给每个字 节编上号码 这个号码称为该数据的存储地址 Address 存储容量 存储器可容纳的二进制信息量称为存储 容量 基本单位是字节 存储容量 存储器可容纳的二进制信息量称为存储 容量 基本单位是字节 Byte 还有 还有KB MB GB和和TB 34 计算机基础强化 2 示例示例 用于衡量存储容量的度量单位是用于衡量存储容量的度量单位是 A MIPSB bps C dpi D GB 分析 答案应该选 分析 答案应该选D MIPS 是是CPU执行指令速度的度量单位 表 示每秒能执行的定点指令的数目 执行指令速度的度量单位 表 示每秒能执行的定点指令的数目 bps 是数据传输速率的度 量单位 表示每秒传输的比特数目 是数据传输速率的度 量单位 表示每秒传输的比特数目 dpi 是分辨率的单位 表示每英寸包含的像素的数目 是分辨率的单位 表示每英寸包含的像素的数目 GB则是存储容量的度量单 位 则是存储容量的度量单 位 1GB 210MB 220KB 230B 字节 字节 35 计算机基础强化 2 示例示例 在微机中 若主存储器的地址编号为在微机中 若主存储器的地址编号为0000H到到 7FFFH 则该存储器容量为 则该存储器容量为 A 32KB B 7FFFB C 1MB D 8000B 分析 答案应该选 分析 答案应该选A 主存储器的地址编号为 主存储器的地址编号为0000H到到7FFFH 说 明其存储器单元一共有 说 明其存储器单元一共有7FFF 1 8000H个 每个存储单元是个 每个存储单元是 1个字节 个字节 1B 用二进制表示 所以该存储器容量为 用二进制表示 所以该存储器容量为1000 0000 0000 0000B 215B 25KB 32KB 所以选项 所以选项A是正确 的 是正确 的 36 计算机基础强化 2 掌握 问题 掌握 问题8 什么是存储器 有哪些 分类及其特点 什么是存储器 有哪些 分类及其特点 续续 计算机的存储器分为计算机的存储器分为内部存储器 内部存储器 简称内存储器 内存或主 存 和 简称内存储器 内存或主 存 和外部存储器外部存储器 又称为辅助存储器 简称外存储器 外 存或辅存 又称为辅助存储器 简称外存储器 外 存或辅存 1 主存储器 主存储器 主存储器是用来暂时存放处理程序 待处理的数据和运算结 果的主要存储器 直接和 主存储器是用来暂时存放处理程序 待处理的数据和运算结 果的主要存储器 直接和CPU交换信息 故称为主存 由半 导体集成电路构成 主存按字节将存储空间划分为一个个的 存储单元 每个存储单元有一个唯一的地址 交换信息 故称为主存 由半 导体集成电路构成 主存按字节将存储空间划分为一个个的 存储单元 每个存储单元有一个唯一的地址 CPU按地址对 主存访问 按地址对 主存访问 主存的技术指标 存储器的存取时间是指在存储器地址被选 定后 存储器读出数据并送到 主存的技术指标 存储器的存取时间是指在存储器地址被选 定后 存储器读出数据并送到CPU或把或把CPU数据写入存储器 所需要的时间 内存的存取时间一般为 数据写入存储器 所需要的时间 内存的存取时间一般为10ns到几十到几十ns 37 计算机基础强化 2 主存储器的特点及分类主存储器的特点及分类 特点 特点 其中的信息只能读出不能写入 且只能被CPU随机读取 其中的信息只能读出不能写入 且只能被CPU随机读取 内容永久性 断电后信息不会丢失 可靠性高 用途 主要用于存放固定不变的控制计算机的系统程序和数据 如常驻内存的监控程序 基本I O系统 各种专用设备的控制程序和有关计算机硬件的参数表 分类 内容永久性 断电后信息不会丢失 可靠性高 用途 主要用于存放固定不变的控制计算机的系统程序和数据 如常驻内存的监控程序 基本I O系统 各种专用设备的控制程序和有关计算机硬件的参数表 分类 可编程的只读存储器PROM 使用专用装置写入信息 PROM不能改写 可编程的只读存储器PROM 使用专用装置写入信息 PROM不能改写 可擦除 可编程的只读存储器EPROM 可通过专用设备改写其中的信息 可擦除 可编程的只读存储器EPROM 可通过专用设备改写其中的信息 掩膜型只读存储器MROM 其中数据不能修改 掩膜型只读存储器MROM 其中数据不能修改 快擦除存储器Flash ROM Flash ROM容量大 在低压下类似于ROM 但在较高 电压下 信息又可以很方便的更改和删除 被广泛应用于数码相机 优盘中 也可以用作存储BIOS程序 只读存储器 ROM 特点 快擦除存储器Flash ROM Flash ROM容量大 在低压下类似于ROM 但在较高 电压下 信息又可以很方便的更改和删除 被广泛应用于数码相机 优盘中 也可以用作存储BIOS程序 只读存储器 ROM 特点 CPU可以随时直接对其读写 当写入时 原来存储的数据被覆盖掉 CPU可以随时直接对其读写 当写入时 原来存储的数据被覆盖掉 加电时信息完好 但断电后数据会消失 且无法恢复 用途 存储当前使用的程序 数据 中间结果 与外存交换的数据 分类 加电时信息完好 但断电后数据会消失 且无法恢复 用途 存储当前使用的程序 数据 中间结果 与外存交换的数据 分类 静态RAM SRAM 集成度低 价格高 存取速度快 不需刷新 用于 Cache 静态RAM SRAM 集成度低 价格高 存取速度快 不需刷新 用于 Cache 动态RAM DRAM 集成度高 价格低 存取速度较慢 需刷新 用于主存 随机存取存储器 RAM 动态RAM DRAM 集成度高 价格低 存取速度较慢 需刷新 用于主存 随机存取存储器 RAM 38 计算机基础强化 2 示例示例 计算机的主存储器是指计算机的主存储器是指 A RAM和和C磁盘磁盘 B ROM和和C磁盘磁盘 C RAM和和ROM D 硬盘和控制器 硬盘和控制器 分析 答案应该选 分析 答案应该选C 39 计算机基础强化 2 示例示例 计算机中的主存储器比外存储器计算机中的主存储器比外存储器 A 读写速度快 读写速度快B 存储容量大 存储容量大 C 运算速度慢 运算速度慢D 以上三种都是 以上三种都是 分析 答案应该选 分析 答案应该选A 主存储器用于存放当前运行的程序和程 序所用的数据 属于临时存储器 容量相对于外存要小 的多 主存储器用于存放当前运行的程序和程 序所用的数据 属于临时存储器 容量相对于外存要小 的多 CPU可以直接调用主存中的数据 而不能直接调 用外存中的数据 这样在读写速度上内存要优于外存 可以直接调用主存中的数据 而不能直接调 用外存中的数据 这样在读写速度上内存要优于外存 40 计算机基础强化 2 示例示例 计算机的存储器分为内存储器和外存储器两大类 这两类存储器 的本质区别在于 计算机的存储器分为内存储器和外存储器两大类 这两类存储器 的本质区别在于 A 内存储器在机箱内部而外存储器在机箱外部 内存储器在机箱内部而外存储器在机箱外部 B 内存储器存取速度快而外存储器存取速度慢 内存储器存取速度快而外存储器存取速度慢 C 内存储器存储容量小而外存储器存储容量大 内存储器存储容量小而外存储器存储容量大 D 内存储器能被 内存储器能被CPU直接访问而外存储器不能被直接访问而外存储器不能被CPU直接访 问 分析 答案应该选 直接访 问 分析 答案应该选D 内外存储器的区别并不在于其物理位置的不同 实际上 内外存储器的区别并不在于其物理位置的不同 实际上PC机的 外存 机的 外存 硬盘以及外设硬盘以及外设 光驱往往都安装在机箱内部 因此选项光驱往往都安装在机箱内部 因此选项A是错误 的 选项 是错误 的 选项B C和和D都描述了内存和外存的不同之处 但只有都描述了内存和外存的不同之处 但只有D才是两类存储器 的本质区别 由于内存储器具有能被 才是两类存储器 的本质区别 由于内存储器具有能被CPU直接访问这一特性 为了使其读写速 度能尽量匹配 直接访问这一特性 为了使其读写速 度能尽量匹配CPU执行指令的速度 通常选取存取速度比外存储器快得多的半 导体集成电路作为内存储器的存储介质 与外存储器相比 集成电路的价格相 对较高 因此内存储器的容量一般比外存储器小得多 执行指令的速度 通常选取存取速度比外存储器快得多的半 导体集成电路作为内存储器的存储介质 与外存储器相比 集成电路的价格相 对较高 因此内存储器的容量一般比外存储器小得多 41 计算机基础强化 2 示例示例 下列几种存储器中 存取周期最短的是下列几种存储器中 存取周期最短的是 A 内存储器 内存储器B 光盘存储器 光盘存储器 C 硬盘存储器 硬盘存储器D 软盘存储器 软盘存储器 分析 答案应该选 分析 答案应该选A CPU可以直接访问内存储器中的数据 而对于外存储器中的数据需要先调入内存 可以直接访问内存储器中的数据 而对于外存储器中的数据需要先调入内存 CPU才可以 访问 才可以 访问 42 计算机基础强化 2 示例示例 在计算机的性能指标中 内存储器容量指的是在计算机的性能指标中 内存储器容量指的是 A ROM的容量的容量 B RAM的容量的容量 C ROM和和RAM的容量总和的容量总和 D CD ROM的容量的容量 分析 答案应该选 分析 答案应该选C 内存储器由 内存储器由ROM和和RAM两部分组成 因 此 内存容量是指二者的容量总和 两部分组成 因 此 内存容量是指二者的容量总和 43 计算机基础强化 2 示例示例 静态静态RAM的特点是的特点是 A 在不断电的条件下 其中的信息保持不变 因而不必定期 刷新 在不断电的条件下 其中的信息保持不变 因而不必定期 刷新 B 在不断电的条件下 其中的信息不能长时间保持 因而必 须定期刷新才能不致丢失信息 在不断电的条件下 其中的信息不能长时间保持 因而必 须定期刷新才能不致丢失信息 C 其中的信息只能读不能写 其中的信息只能读不能写 D 其中的信息断电后也不会丢失 分析 答案应该选 其中的信息断电后也不会丢失 分析 答案应该选A RAM分为静态和动态 静态 分为静态和动态 静态RAM在不断电的情况下 信息保持不变 不用定期刷 新 动态 在不断电的情况下 信息保持不变 不用定期刷 新 动态RAM即使在通电的条件下也需要定期刷新来维持信息不 变 静态 即使在通电的条件下也需要定期刷新来维持信息不 变 静态RAM集成度低 价格高但存取速度快 动态 集成度低 价格高但存取速度快 动态RAM相对来说集成度高 价格低但速度慢 相对来说集成度高 价格低但速度慢 44 计算机基础强化 2 掌握 问题 掌握 问题9 高速缓冲存储器 高速缓冲存储器 cache 的作用是什么 的作用是什么 高速缓冲存储器 简称 高速缓冲存储器 简称 cache 是介于高速的 是介于高速的 CPU和相对低速的主存之间的存储器 和相对低速的主存之间的存储器 cache的作 用是为了解决 的作 用是为了解决CPU运行速度比主存读写速度快而出 现的两者速度不匹配的矛盾 以减少 运行速度比主存读写速度快而出 现的两者速度不匹配的矛盾 以减少CPU的等待时 间 提高 的等待时 间 提高CPU的工作效率 的工作效率 cache的存取速度一般 高于主存 但存储容量远小于主存 的存取速度一般 高于主存 但存储容量远小于主存 注意 此知识点比 较重要 经常出现 相关的题目 注意 此知识点比 较重要 经常出现 相关的题目 45 计算机基础强化 2 示例示例 在计算机存储系统中的在计算机存储系统中的Cache是是 A 只读存储器 只读存储器B 高速缓冲存储器 高速缓冲存储器 C 可编程只读存储器 可编程只读存储器D 可擦除可编程只读存储器 可擦除可编程只读存储器 分析 答案应该选 分析 答案应该选B Cache也称也称Cache RAM 叫做高速缓冲存 储器 它是在 叫做高速缓冲存 储器 它是在CPU旁边或附带在旁边或附带在CPU上的一小块高速内 存 上的一小块高速内 存 Cache存储器为处理器提供最常用的数据和指令 以 提高 存储器为处理器提供最常用的数据和指令 以 提高CPU读取内存的速度 读取内存的速度 46 计算机基础强化 2 示例示例 配置高速缓冲存储器是为了解决配置高速缓冲存储器是为了解决 A 内存与辅助存储器之间速度不匹配的问题 内存与辅助存储器之间速度不匹配的问题 B CPU与辅助存储器之间速度不匹配的问题与辅助存储器之间速度不匹配的问题 C CPU与内存储器之间速度不匹配的问题与内存储器之间速度不匹配的问题 D 主机与外设之间速度不匹配的问题 主机与外设之间速度不匹配的问题 分析 答案应该选 分析 答案应该选C Cache的引入主要是降低的引入主要是降低CPU读取内存速度 的 读取内存速度 的 瓶颈瓶颈 影响 因为影响 因为CPU的运算速度比的运算速度比RAM还要快一个等 级 而 还要快一个等 级 而Cache的存取速度和的存取速度和CPU相近 相近 47 计算机基础强化 2 辅助存储器辅助存储器 除了当前正在运行的程序和数据须调入内存执行 计算机上几乎所有的信息都是保存在外存中 和内 存相比 外存具有容量大 除了当前正在运行的程序和数据须调入内存执行 计算机上几乎所有的信息都是保存在外存中 和内 存相比 外存具有容量大 单位容量成本低单位容量成本低 非易 失性 寻址和访问速度慢 存储体可更换等特点 计算机的外部存储器主要有软盘 硬盘 光盘 它 们都是由盘片 驱动器和控制器三部分组成 非易 失性 寻址和访问速度慢 存储体可更换等特点 计算机的外部存储器主要有软盘 硬盘 光盘 它 们都是由盘片 驱动器和控制器三部分组成 48 计算机基础强化 2 软盘存储器 软盘存储器 软盘 软磁盘简称软盘 是一种磁介质形式的小容量存储 器 软盘 软磁盘简称软盘 是一种磁介质形式的小容量存储 器 软盘片是在塑料介质上涂上磁性材料来存储信息 软盘在使 用之前必须先进行格式化才可以使用 格式化操作将软盘划 分为磁道和扇区 信息就是存放在指定磁道的扇区上 软盘片是在塑料介质上涂上磁性材料来存储信息 软盘在使 用之前必须先进行格式化才可以使用 格式化操作将软盘划 分为磁道和扇区 信息就是存放在指定磁道的扇区上 软盘片上磁道和扇区的划分见图软盘片上磁道和扇区的划分见图2 3 磁道磁道 Track 磁面上均匀分布的同心圆存储轨迹 最外层 为 磁面上均匀分布的同心圆存储轨迹 最外层 为0磁道 磁道 扇区扇区 Sector 磁道上等弧度划分的扇段 一般一个扇区的 存储容量为 磁道上等弧度划分的扇段 一般一个扇区的 存储容量为512字节 字节 簇 软盘和硬盘空间的基本分配单位 一般为一个或多个扇 区 信息在磁盘上存储时 是按簇为单位进行空间分配的 簇 软盘和硬盘空间的基本分配单位 一般为一个或多个扇 区 信息在磁盘上存储时 是按簇为单位进行空间分配的 49 计算机基础强化 2 软盘存储器 软盘存储器 写保护口图写保护口图2 4软盘软盘 软盘的写保护口 当写保护口透光时 磁盘被写保 护 此时磁盘上的数据只能被读出 不能写入 反 之 磁盘处在可读可写状态 软盘的写保护口 当写保护口透光时 磁盘被写保 护 此时磁盘上的数据只能被读出 不能写入 反 之 磁盘处在可读可写状态 软盘驱动器是用来带动盘片旋转 并对盘片中信息 进行读出与写入操作的装置 软盘驱动器是用来带动盘片旋转 并对盘片中信息 进行读出与写入操作的装置 软盘控制器集成在主板上 通过标准的软盘控制器集成在主板上 通过标准的34芯电缆与 主板上的 芯电缆与 主板上的IDE软驱插槽连接 软驱插槽连接 写保护口 图图2 4软盘软盘 50 计算机基础强化 2 示例示例 一张一张3 5英寸的软盘片上有英寸的软盘片上有80个磁道 每个磁道个磁道 每个磁道18 个扇区 每个扇区存储个扇区 每个扇区存储512字节 则该软盘的容量 大约为 字节 则该软盘的容量 大约为 MB 分析 软盘单面盘片容量的计算公式 磁道数 扇区数 每个扇 区存储的字节数 由于软盘是双面盘 所以该软盘的容量 为 分析 软盘单面盘片容量的计算公式 磁道数 扇区数 每个扇 区存储的字节数 由于软盘是双面盘 所以该软盘的容量 为80 18 512 2B 1440KB 1 44MB 51 计算机基础强化 2 示例示例 用户在使用用户在使用Windows提供的 画图 应用程序编辑某图片 时 如果图片的大小为 提供的 画图 应用程序编辑某图片 时 如果图片的大小为120 120像素 且将该图片以单色位 图类型 像素 且将该图片以单色位 图类型 BMP 保存在软盘上 注 软盘的簇大小为 保存在软盘上 注 软盘的簇大小为 512B 则该图片文件所占用的存储空间约为 则该图片文件所占用的存储空间约为 A 1KB B 2KB C 15KB D 43KB 分析 答案应该选 分析 答案应该选B 因为将图片以单色位图类型 因为将图片以单色位图类型 BMP 保存在 软盘上 说明每个像素只需要分配一个二进制位 只有黑白 两种状态 图片的大小为 保存在 软盘上 说明每个像素只需要分配一个二进制位 只有黑白 两种状态 图片的大小为120 120像素 所占的字节数为像素 所占的字节数为 120 120 8 1800B 由于软盘上空间的分配单位是簇 即使 只有 由于软盘上空间的分配单位是簇 即使 只有1个字节 在空间上也要占用个字节 在空间上也要占用1个簇 个簇 512B 1800字 节在分配时需要 字 节在分配时需要4个簇 个簇 512 3 1536B 512 4 2048B 2KB 所以该图片文件所占用的存储空间 约为 所以该图片文件所占用的存储空间 约为2KB 选项 选项B正确 正确 52 计算机基础强化 2 示例示例 操作系统对磁盘进行读操作系统对磁盘进行读 写操作的单位是写操作的单位是 A 磁道 磁道B 字节 字节C 扇区 扇区D KB 分析 答案应该选 分析 答案应该选C 为了能在磁盘面的指定区域上读写数 据 必须将每个磁盘面划分为数目相等的同心圆 称为 磁道 每个磁道又等分为若干个弧度 称为扇区 操作 系统对磁盘读写数据的区域是磁道 但读写数据的单位 却是扇区 为了能在磁盘面的指定区域上读写数 据 必须将每个磁盘面划分为数目相等的同心圆 称为 磁道 每个磁道又等分为若干个弧度 称为扇区 操作 系统对磁盘读写