第二章 计算机组成原理

1、主讲：胡晓进专转本计算机基专转本计算机基础班讲义础班讲义第二章 计算机组成原理专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义本章常考知识点：计算机系统的组成CPU的结构及其性能主板、芯片组与BIOS的结构及原理内存储器的分类，其中高速缓冲存储器和主存是重点总线的组成及其性能和标准基本输入/输出设备的I/O接口类型基本输入/输出设备的结构、性能及其参数1.硬盘存储器工作原理、性能及其参数，光盘存储器分类专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义31、计算机的组成与分类1.1 计算机的发展和作用（了解）代别年代使用的主要元器件配置的软件主要应用第1代 20世纪40年代中期-50年代末期CPU：电子

2、管 内存：磁鼓使用机器语言和汇编语言编写程序科学计算和工程计算第2代 50年代中、后期-60年代中期CPU：晶体管 内存：磁芯使用FORTRAN等高级程序设计语言开始广泛应用于数据处理领域第3代 60年代中期-70年代初期CPU：SSI、MSI 内存：SSI、MSI半导体存储器操作系统，数据库管理系统等开始使用在科学计算、数据处理、工业控制等领域得到广泛应用第4代 20世纪70年代中期以来CPU：LSI、VLSI内存：LSI、VLSI半导体存储器软件工程、分布式计算、网络软件等开始广泛使用深入到各行各业，家庭和个人开始使用计算机专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义41.2 计算机的组成

3、计算机系统包括：硬件系统和软件系统。硬件系统遵循冯诺依曼提出的存储程序控制(存储程序与程序控制)的原理，由五部分构成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。下图是计算机的硬件组成示意图，也称计算机的五大部件。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 五大部件中，CPU、内存储器、总线等构成了计算机的主机；外存储器、输入设备、输出设备构成了计算机的外围设备，简称外设。 “存储程序控制”设计思想指：计算机采用存储程序的方式工作，程序由指令和数据组成。将编好的程序送入内存储器中，然后启动计算机工作，在此之后，计算机无需操作人员干预就能自动逐条取出指令，分析指令和执行指令。 例1：一个完整的

4、计算机系统应包括 。 A.主机及外部设备 (2006单选) B.机箱、键盘、显示器、及打印设备 C.硬件系统和软件系统 D.中央处理器、存储器及外部设备专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义1.3 计算机分类 按内部逻辑结构分为：单处理机、多处理机(并行机)。 按字长可分为：16位机、32位机或64位机等。 按计算机的性能、用途和价格分为：巨型计算机、大型计算机、小型计算机、个人计算机。个人计算机(PC机或微机)有：台式机、笔记本、工作站。工作站具有高速运算能力和强大的图形处理功能，通常运行UNIX操作系统，特别适合于工程与产品设计使用。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义1.4

5、 微处理器和嵌入式计算机 （了解） 微处理器通常指使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的处理器。 嵌入式计算机（微控制器）是一种把微处理器、存储器、输入/输出接口电路等都集成在单块芯片上的大规模集成电路(也叫单片机)。应用于掌上PDA、电视机顶盒、自动售货机、全自动洗衣机等 专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例2：计算机的分类方法有多种，按照计算机的性能、用途和价格分，台式机和便携机属于 。 (单选) A.巨型计算机 B.大型计算机 C.小型计算机 D.个人计算机 例3：基于冯诺依曼提出的存储程序控制原理的计算机系统，其硬件基本结构包括： 、控制器、存储器、输入设备和输

6、出设备。（2005单选）A. 显示器 B. 运算器 C. 磁盘驱动器 D. 键盘专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义2.1 CPU的结构 CPU主要由运算器、控制器和寄存器组3个部分组成 。 运算器：对数据进行各种算术运算和逻辑运算。运算器由2个处理整数的算术逻辑部件（ALU）和1个处理实数的浮点运算器组成，它们可以同时进行整数和实数的运算。 控制器：用来取指令，解释指令的含义(指令译码)产生控制其它部件的操作控制信号，记录内部状态。 寄存器组：临时存放参加运算的数据和得到的中间结果，由几十个寄存器组成。 2、CPU结构和原理专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义2.2 指令系统

7、指令是对计算机进行程序控制的最小单位。采用二进制位表示，规定计算机执行什么操作。指令一般由操作码和操作数地址两部分组成：操作码：指出CPU应执行何种操作的一个命令词，例如：加、减、乘、除等。操作数：指出该指令所操作（处理）的数据或者数据所在位置。指令系统：CPU所能执行的所有的指令的集合称为计算机的指令系统或指令组，有数以百计的不同指令。指令常识：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，这个问题称为计算机指令系统的“兼容性”问题。同一公司的CPU产品通常“向下兼容”。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义指令在计算机中的执行过程

8、：取指令：CPU的控制器从存储器读取一条指令并放入指令寄存器。指令译码：指令寄存器中的指令经过译码，决定该指令应进行何种操作、操作数在哪里。根据操作数的位置从存储器取得操作数。运算器按照指令操作码的要求，对操作数完成规定的运算处理，并根据运算结果修改或设置处理器的一些状态标志。把运算结果保存到指定的寄存器，需要时把结果从寄存器保存到内存单元。修改指令计数器，决定下一条指令的地址。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义指令1指令2指令k指令n数据1数据2数据m程序数据内内存存储储器器指令计数器指令计数器指令寄存器指令寄存器寄寄存存器器运运算算器器控控制制器器中中央央处处理理器器操作命令指令

9、地址指令操作数地址数据已经启动运行的程序和数据存放待执行指令的地址暂存等待处理的数据完成规定的运算CPU组成及其与内存关系专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义2.3 CPU的性能指标计算机的性能很大程度上是由CPU决定的。CPU的运算速度与CPU的工作频率、cache容量、指令系统、运算器的逻辑结构等都有关系。CPU的工作频率：主频：是CPU内部的时钟频率，是CPU进行运算时的工作频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的运算速度也就越快。但由于内部结构不同，并非所有时钟频率相同的CPU性能一样。外频：即系统总线频率，CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指C

10、PU到芯片组之间的总线速度。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义倍频：CPU主频的计算方式为：主频=外频X倍频。即倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。字长：是中央处理器中运算器和寄存器的宽度。即数据在运算器中运算时的最多二进制位数或者在寄存器组中某寄存器存储的最多二进制位数。 字长决定了计算的精度，字长通常是2的整数次幂。字长越大，CPU可同时运算的二进制数就越多，运算的速度就越快。高速缓存（cache）的容量与结构cache容量越大、级数越多，其效用就越显著。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义CPU的指令系统指令的格式和功能会

11、影响程序的执行速度。CPU的逻辑结构CPU包含的定点运算器和浮点运算器数目；是否流水线结构，流水线的条数和级数；有无指令预测和数据预测功能；是否多核，有几个内核等因素。MIPS:百万条定点指令/秒，度量计算机的运算速度。世界上第一台计算机ENIAC的运算速度仅为5000次/秒。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例4：下列关于CPU的叙述，错误的是_。 （2010单选） A.CPU中指令计数器的作用是统计已经执行过的指令数目B.CPU所能执行的全部指令的集合称为该CPU的指令系统C.CPU中含有若干寄存器D.时钟频率决定着CPU芯片内部数据传输与操作速度的快慢 例5：在计算机内部，程

12、序是由指令组成的。大多数情况下，指令由 和操作数地址两部分组成。 （2007填空）专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例6：下列关于CPU的叙述，正确的是 。A.能直接读取硬盘上的数据 （2011单选） B.能直接与内存储器交换数据C.由存储器、运算器和控制器组成D.不同公司生产的CPU指令系统均互相兼容 例7：32位计算机是指该计算机能同时处理的二进制信息的位数是32位。 （2005判断） 例8：衡量一台计算机的主要技术指标通常是指 。A.所配备的系统软件的优劣 (2006单选) B.CPU的主频、运算速度、字长和存储容量等C.显示器的分辨率、打印机的设置D.软、硬盘容量的大小专转

13、本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例9：计算机的性能主要取决于CPU的运算速度、内存的容量和显示器的分辨率。 （2008判断） 例10：下面关于CPU性能的说法中，错误的是 。 (单选)A.在Pentium处理器中可以同时进行整数和实数的运算，因此提高了CPU的运算速度B.主存的容量不直接影响CPU的速度C.Cache存储器的容量是影响CPU的性能的一个重要因素，一般Cache容量越大，CPU的速度就越快D.主频为2GHz的CPU的运算速度是主频为1GHz的CPU运算速度的2倍专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例11：下列关于PC机CPU的叙述，错误的是_。 （2008单选

14、）A. CPU是PC机中不可缺少的组成部分，担负着运行系统软件和应用软件的任务B. CPU中包含若干寄存器，可以用来临时存放数据C. 所有PC机的CPU都具有相同的机器指令D. CPU直接与内存储器连接，它所执行的指令及处理的数据都来自内存 例12：字长为32位的计算机是指_。(2008单选)A. 该计算机的内存容量为32MBB. 该计算机每秒钟所能执行的指令条数为32MIPSC. 该计算机能够处理的最大数值不超过232D. 该计算机CPU中定点运算器的宽度为32位专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义3、计算机主板及主要部件3.1 主板与芯片组 主板部件主板上通常安装有CPU插座、芯片

15、组、第2级高速缓存（有些已做在CPU中）、内存储器插座、总线插槽、BIOS ROM芯片、CMOS芯片、时钟、电池、I/O端口、扩充卡等部件。为了便于不同PC机主板的互换，主板的物理尺寸已经标准化。PC机常用外围设备主要通过一些扩充卡（适配器或控制器）与主板相连，扩充卡通过卡上的印刷插头插在主板上的ISA或PCI总线插槽中。随着发展，许多扩充卡的功能部分或全部集成在主板上。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义芯片组功能：芯片组是PC机各组成部分的枢纽，主板上的所有控制功能几乎都集成在芯片组内，它既实现了PC机系统总线的功能，又提供了各种I/O接口及相关的控制。需要注意的是，CPU类型不同

16、，通常需要使用不同的芯片组。CPU的系统时钟及各种与其同步的时钟均由芯片组提供。芯片组还决定了主板上所能安装的内存最大容量、速度及可使用的内存条的类型。一定意义上，芯片组决定了主板的级别和档次。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义组成：通常可以在主板上找到2个芯片，就是南桥芯片和北桥芯片。北桥芯片：靠近CPU的那个芯片，主要负责AGP接口、内存以及CPU、显卡。南桥芯片：一般位于主板上离CPU插槽较远的下方，PCI插槽的附近。负责连接硬盘、USB接口、PCI接口等其他接口。一般情况下，南桥和北桥中间是PCI总线。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义某Pentium4主板的大体布

17、局：专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例13：主板是PC机的核心部件，下列关于PC机主板的叙述，错误的是_。 （2009单选）A、主板上通常包含CPU插座和芯片组B、主板上通常包含内存储器（内存条）插槽和ROM BIOS芯片C、主板上通常包含PCI和AGP插槽D、主板上通常包含IDE插槽及与之相连的光驱 例14：PC机中常用的外部设备一般通过各自的适配卡与主板相连，这些适配卡只能插在主板上的PCI总线插槽中。 （2011判断） 例15：下列部件中不在PC机主板上的是 。(单选)A.CPU插座 B.存储器插座 C.以太网插口 D.PCI总线槽专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲

18、义 例16：芯片组集成了主板上的几乎所有控制功能，下列关于芯片组的叙述，错误的是_。 （2008单选）A. 主板上所能安装的内存条类型由芯片组决定B. 芯片组由超大规模集成电路组成C. 如今的芯片组已标准化，同一芯片组可用于不同类型的CPUD. 芯片组提供了各种I/O接口的控制电路专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义3.2 BIOS与CMOSBIOS(Basic Input/Output System）基本输入/输出系统，是存放在主板上只读存储器芯片（ROM）中的一组机器语言程序，具有启动计算机工作，诊断计算机故障及控制低级输入输出操作的功能。是操作系统的最底层部分的可执行程序代码。由

19、于BIOS存放在主板上只读存储器芯片（ROM）中，一般称该芯片为BIOS芯片。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义BIOS主要包含4部分的程序，一般情况下不能被修改的。加电自检程序(Post)，用于检测计算机硬件故障。系统自举程序(Boot),启动计算机。自举程序按照CMOS中预先设定的外存启动顺序，并从中读出引导程序装入到内存，然后将控制权交给引导程序，由引导程序继续安装操作系统。CMOS设置程序，设置系统日期、时间、口令、配置参数等。基本外部设备驱动程序(Driver),实现键盘、显示器、软驱和硬盘等常用外部设备输入输出操作的控制程序。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义C

20、MOS芯片CMOS芯片是一个容量很小的RAM存储器，由电池供电，成为非易失性存储器（计算机关机后也不会丢失所存储的信息）。作用：存放计算机硬件的参数（称为“配置信息”），包括当前的日期和时间，开机口令，系统中安装软盘/硬盘/光盘驱动器的数目、类型及参数，显示卡的类型，cache使用状况，启动系统时访问外存的顺序等，供BIOS程序使用。设置和修改CMOS参数的方法：在开机启动BIOS工作时，按下Del键（或F2或F8键），即可进入BIOS中的CMOS设置程序。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义一般下列情况需要启动COMS设置程序对系统进行设置：PC机组装好之后第一次加电；系统增加、减少

21、或更换硬件或I/O设备；COMS芯片因掉电、病毒侵害、放电等原因造成其内容丢失或被错误修改；用户希望更改或设置系统的口令；系统因某种需要而调整某些设置参数。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义注意：硬件的参数存放在CMOS芯片内，设置硬件参数的程序在BIOS芯片内硬盘硬盘RAMCMOSROMBIOSCPU显示器显示器读出引导程序从何处启动？执行自举程序执行加电自检程序装入引导程序装入操作系统执行引导程序运行操作系统显示初始界面操作系统的启动：专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例17：下列关于基本输入输出系统（BIOS）和CMOS存储器的叙述，错误的是_。（2009单选）A、

22、CMOS存储器是易失性的B、BIOS存放在ROM中，是非易失性的C、CMOS中存放着基本输入输出设备的驱动程序及其设置参数D、BIOS是PC机软件最基础的部分，包含CMOS设置程序等 例18：键盘、显示器和硬盘等常用外围设备在操作系统启动时都需要参与工作，所以它们的驱动程序必须存放在 中。(单选)A.硬盘 B.BIOS ROM C.内存 D.CPU专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例19：下列关于PC机主板的叙述，错误的是_。 （2011单选）A.BIOS的中文名称是基本输入输出系统，它仅包含基本外围设备的驱动程序B.CMOS由电池供电，当电池无电时，其中设置的信息会丢失C.Cac

23、he通常是指由SRAM组成的高速缓冲存储器D.目前PC机主板上的芯片一般由多块VLSI组成，不同类型的CPU通常需要使用不同的芯片组 例19-2：计算机启动时，先运行操作系统，然后在操作系统的管理下，从BIOS中读取系统的基本配置信息。 （2011判断）专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例20：按下微机主机箱上的Reset（复位）按钮或加电启动计算机时，计算机首先执行 程序。A.系统自举 B.POST （单选） C.CMOS设置 D.基本外围设备的驱动 例21：每当计算机开机时首先执行BIOS中的POST程序，它将读取主板上 中的硬件配置信息，然后对系统中各个部件进行测试和初始化。

24、如发现硬件配置有误或某个设备存在故障，POST程序将会在屏幕上报告错误信息。 （填空） 例22：用户为了防止他人使用自己的PC机，可以通过 设置程序对系统设置一个开机密码。（填空）专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例23：一般来说，在下列 情况下需要启动CMOS设置程序对系统进行设置。 （2008多选）A.安装一个数据库管理系统B.用户希望改变启动盘的顺序C.安装打印机驱动程序D.PC机组装好之后第一次加电 例24：在计算机加电启动过程中，1.POST程序、2.操作系统、3.引导程序、4.自举程序，这4个部分的执行顺序为 。 (单选)A.1、2、3、4 B.1、3、2、4C.3、2

25、、4、1 D.1、4、3、2专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义3.3 总线与总线带宽总线的英文名字是“bus”，它指的是计算机各部件之间传输信息的一组公用信号线。总线的分类：从总线的层次角度来看，总线分为：内部总线、系统总线和外部总线。内部总线指微机内部各外围芯片与处理器之间的总线，用于芯片一级的互连；系统总线指连接CPU、存储器和各种I/O模块等主要部件的总线，用于插件板一级的互连，由于这三个部件之间的互连作用不同，系统总线又包括：CPU总线、存储器总线、I/O总线；外部总线则是微机和外部设备之间的总线。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义从总线传输的信号角度来看，不管是何

26、种层次的总线，都传输三类信号：数据信号、地址信号、控制信号，相应的都具备数据总线、地址总线、控制总线。从总线标准的角度看系统总线指定的标准有：ISA总线、EISA总线、PCI总线、Compact PCI总线，目前微机中流行的系统总线标准是PCI总线。ISA总线的位宽是16位，PCI总线的位宽有32位和64位两种。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义系统总线的性能指标：总线的带宽：指的是单位时间内总线上可传送的数据量；总线的位宽：指总线能同时传送的数据位数；总线的工作频率：工作频率越高，总线工作速度越快，总线带宽越宽。总线带宽(MB/s)=总线位宽/8总线工作频率。专转本计算机基础班讲义

27、专转本计算机基础班讲义 例25：总线的重要指标之一是带宽，它指的是总线中数据线的宽度，用二进位数目来表示。（判断） 例26：PCI 总线是目前PC 机普遍使用的局部总线，下面有关PCI 总线的叙述中，错误的_。 （单选）APCI 总线是一种I/O 总线 BPCI 总线数据线宽度比ISA 总线宽CPCI 总线的速度比ISA 总线快 DPCI 总线的数据宽度仅为32 位专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例27：微型计算机系统采用总线对CPU、存储器设备进行连接。它们主要负责传送的信号是 。 (2006多选)A.管理信号 B.地址信号 C.数据信号 D.控制信号 例28：在PC机中负责各

28、类I/O设备控制器与CPU、存储器之间相互交换信息、传输数据的一组公用信号线称为 。 （单选）A.I/O总线 B.CPU总线 C.存储器总线 D.前端总线专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义3.4 I/O操作、I/O接口、I/O控制器I/O操作：将输入设备输入的信息送入主存储器的指定区域，或者将主存储器指定区域的内容送出到输出设备。特点：I/O设备的工作速度比CPU慢得多。为了提高系统的效率，I/O操作与CPU的数据处理操作是并行进行的。多个I/O设备必须能同时进行工作。计算机所配置的I/O设备经常需要增减和更新。1.I/O设备的种类繁多，性能各异，操作控制的复杂程度相差很大，与计算机

29、主机的连接也各不相同。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义I/O操作过程中的若干控制器件：CPU：负责I/O操作的启动。I/O控制器：负责在I/O操作期间对I/O设备进行全程控制。DMA（直接存储器存取）控制：负责数据传输的控制。程序中断：负责向CPU报告I/O操作完成的情况，实现CPU处理与I/O操作之间的同步与通信。I/O操作是由许多部件协同完成的。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义I/O接口分类：从数据传输方式来分：串行接口(一次只传输1位)：COM1，COM2 ，可以连接鼠标、MODEM等并行接口(8位或者16位、32位一起进行传输)：LTP1，一般用于连接打印机、扫

30、描仪从数据传输速率来分：高速；低速。从是否能连接多个设备来分：总线式(可连接多个设备，被多个设备共享，例如USB接口)独占式(只能连接1个设备)专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 从是否符合标准来分：标准接口(通用接口，例如USB接口)专用接口(例如Video视频口) USB接口的特点是：高速、可连接多个设备、串行传输；USB接口使用4线连接器，支持热插拔；使用USB集线器扩展机器的USB接口，最多连接127个设备；有1.1版(1.5MB/s)和2.0版(60MB/s)；可通过USB接口由主机向外设提供电源(+5V，100500mA)；一般也支持即插即用。专转本计算机基础班讲义专转本

31、计算机基础班讲义IEEE-1394(i.Link或FireWire)接口主要用于连接需要高速传输大量数据的音频和视频设备。串行传输，数据传输速度特别快(高达400MB/s)，连接器共有6线，采用级联方式连接外部设备，在一个接口上最多可以连接63个设备，设备间以菊花链方式进行转接。速度高于USB接口。3.I/O控制器I/O控制器是一组电子线路。有些设备的I/O控制器比较简单，集成在主板的芯片组中。有些设备的I/O控制器比较复杂，制作成扩充卡（也叫适配器或控制卡），插在主板的PCI或ISA扩充槽中。I/O控制器的作用主要是负责控制I/O操作的全过程，并与 CPU进行通信。专转本计算机基础班讲义专转

32、本计算机基础班讲义名称数据传输方式及传输速率插头/插座形式可连接的设备数目通常连接的设备串行口串行，双向DB25F或DB9F1鼠标器，MODEM并行口并行，双向DB25M1打印机，扫描仪USB（1.1）串行，双向1.5MB/SUSB A最多127鼠标器，数码相机，移动盘，扫描仪等USB(2.0)串行，双向60MB/SUSB A最多127外接硬盘，数字视频设备等高速设备FireWire (IEEE1394)串行，双向最高400MB/S最多63数字视频设备SCSI并行，双向C50F最多7或15硬盘，扫描仪，光驱，磁带机SATA串行，双向1硬盘PS/2接口1键盘或鼠标器 PC机常用I/O接口专转本计

33、算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例29：I/O操作是算机中最常见的操作之一，下列关于I/O操作的叙述，错误的是_。（2010单选）A.I/O设备的种类多，性能相差很大，与计算机主机的连接方法也各不相同B.为了提高系统的效率，I/O操作与CPU的数据处理操作通常是并行进行的C.I/O设备的操作由I/O控制器负责完成的D. PC机中CPU通过执行I/O指令向I/O控制器发出启动I/O操作的命令，并负责对I/O设备进行全程控制 例30：计算机所使用的I/O接口分成多种类型。从数据传输方式来看，有串行接口和 接口。 (2007填空)专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例31：与CPU执

34、行的算术和逻辑运算相比，I/O操作有许多不同特点。下列关于I/O操作的叙述，错误的是：_。 （2009单选）A、I/O操作速度慢于CPU的运算速度B、多个I/O设备能同时工作C、由于I/O操作需要CPU控制，因此I/O操作与CPU的数据处理不能同时进行D、每个I/O设备都有自己专用的控制器 例32：下列关于I/O设备的叙述，错误的是_。A.I/O设备的操作由CPU启动 （2011单选）B.I/O设备的操作在I/O控制器的控制下完成C.I/O设备的工作速度比CPU慢D.同一时刻只能有一个I/O设备工作专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例33：优盘，扫描仪，数码相机等计算机外设都可使用

35、 接口与计算机连接。(2006填空) 例34：打印机与主机的接口目前除使用并行口之外，还采用_。 （单选）A.RS-232-C B.USB C.IDE D.IEEE-488 例35：目前许多外部设备（如数码相机、打印机、扫描仪等）采用了USB 接口，下面关于USB 的叙述中，错误的是_。 （单选）AUSB 接口有两种规格，2.0 版的数据传输速度要比1.1 版快得多。B利用“USB 集线器”，一个USB 接口能连接多个设备。CUSB 属于一种串行接口。D主机不能通过USB 连接器引脚向外设供电。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义494、存储体系存储器：存储程序和数据（包括原始数据、中

36、间运算结果与最终结果等）的部件。计算机包括两大存储体系，分别是内存储器和外存储器。内外存储器比较内存储器（简称内存或主存）外存储器（简称外存或辅存）存取速度很快较慢存储容量较小很大性质断电后信息消失断电后信息保持用途存放已经启动运行的程序和需要立即处理的数据长期存放计算机系统中几乎所有的信息与CPU关系CPU所处理的指令及数据直接从内存中取出程序及相关数据必须先送入内存后才能被CPU使用存储介质半导体芯片磁盘、光盘、磁带等专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义4.1 主存储器专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 内存储器按照是否能随机地进行读写，分为只读存储器（ROM）和随机存取

37、存储器（RAM）两大类。 只读存储器：是一种能够永久或半永久地保存数据的存储器，即使掉电（或关机）后，存放在ROM中的数据也不会丢失，所以叫做非易失性存储器。按照ROM的内容是否能改写，ROM可分为以下几类：Mask ROM（掩膜ROM），存储的数据由工厂在生产过程中一次形成，此后无法进行修改。PROM和EPROM，用户可使用专用装置写入信息。前者不能改写，后者可以通过专用设备改写。Flash ROM（快擦除ROM或闪速存储器），在低电压下，存储的信息可读不可写，而在较高电压下，存储的信息可以更改和删除。常用于存放BIOS。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义随机存储器（RAM）分为S

38、RAM（静态随机存储器）和DRAM（动态随机存储器）两类。SRAM芯片主要用于构造高速Cache（高速缓冲存储器），简称缓存。速度几乎与CPU一样快。程序运行时，CPU使用的一部分数据/指令会预先成批拷贝在Cache中。当CPU需要从内存读取数据或指令时，先检查Cache中有没有，若有，就直接从Cache中读取，而不用访问主存。如果没有，CPU再直接访问主存，所以，Cache中的数据只是主存很小一部分内容的副本。1.与DRAM相比，速度更快，制造成本也更高。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 Cache的功能：匹配CPU和内存两者的工作速度。 Cache指标：命中率，即CPU需要的指

39、令或数据在Cache中能直接找到的概率。一般来说，Cache容量越大，访问Cache的命中率就越高。Cache的容量并不是越大越好，过大的Cache会降低CPU在Cache中查找的效率。 Cache分为一级缓存和二级缓存，现在都被设计在CPU内部。二级缓存的容量大于一级缓存的容量。 例36：高速缓存（Cache）可以看作是主存的延伸，与主存统一编址，接受CPU的访问，但其速度要比主存高得多。 （2009判断）专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义DRAM内存储器中的每个存储单元都被赋予一个唯一的序号，称为地址。存储单元的基本单位是字节。CPU按地址对存储器进行访问。存储容量：指存储器所包

40、含的存储单元的总数。单位：MB或GB。存取时间：在存储器地址被选定后，存储器读出数据并送到CPU(或者是把CPU数据写入存储器)所需要的时间。单位：ns (1ns=10-9s)如果一个CPU的地址总线数是N，那么它相应的寻址能力是2的N次方，N为地址总线数(根数、线宽、位数)，结果的单位是字节(B)。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 常见内存条规格：单列直插式内存条（SIMM）；双列直插式内存条（DIMM）：SDRAM、DDR SDRAM；Rambus内存条模块（简称RIMM内存条）注意：DDR SDRAM指双倍速率动态随机存储器，其速度是标准SDRAM的两倍。 内存带宽计算内存带

41、宽(MB/s)=(数据通路宽度/8)(B)有效时钟频率(MHz)专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例37：内存容量是影响PC机性能的要素之一，通常容量越大越好，但其容量受到多种因素的制约。下列因素中，不影响内存容量的因素是_。ACPU数据线的宽度 （2010单选）B主板芯片组的型号C主板存储器插座类型与数目 DCPU地址线的宽度 例38：存储器的_指的是从CPU给出存储器地址开始到存储器读出数据并送到CPU(或者是把CPU数据写入存储器)所需要的时间。 （2010填空） 例39：存储器中的信息既可以是指令，又可以是数据。 （2010判断）专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义

42、 例40：某处理器具有32GB的寻址能力，则该处理器的地址线有 。 （2007单选） A.36根 B.35根 C.32根 D.24根 例41：计算机系统中的主存储器是指 。 （2011单选）A.RAM存储器 B.ROM存储器C.内存储器 D.外存储器 例42：CPU的高速缓冲存储器Cache，可以长期存放数据。（2011判断）专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例43：当用户打开一个应用软件时，若提示“存储空间不够”，可能是指 资源不足。(单选) A.ROM B.RAM C.磁盘 D.CD-ROM 例43-2：设一个DDR SDRAM的数据通路的宽度为8个字节，存储器总线时钟频率为1

43、66MHz，则该存储器的带宽为 。 （单选）A. 2.656Gb/s B. 2.656GB/sC. 1.328GB/s B. 1.328Gb/s 例44：PC 机的主存储器包含大量的存储单元，每个存储单元都可以存放8个Byte。（判断）专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例45：下列关于存储器的说法中，正确的是_。(单选)AROM 是只读存储器，其中的内容只能读一次 B硬盘通常安装在主机箱内，所以硬盘属于内存CCPU 不能直接从外存储器读取数据 D任何存储器都有记忆能力，且断电后信息不会丢失 例46：下面关于内存储器（也称为主存）的叙述中，正确的是_。 （单选）A内存储器和外存储器是

44、统一编址的，字是存储器的基本编址单位B内存储器与外存储器相比，存取速度慢、价格便宜C内存储器与外存储器相比，存取速度快、价格贵 DRAM 和ROM 在断电后信息将全部丢失专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义4.2 外存储器外存储器主要有：软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储器及移动存储器软盘存储器1.3.5英寸软盘的信息存储模式与存储容量为：两个记录面，即两个读写磁头；(从0开始编号)每个记录面有80个磁道；(从0编号，0号磁道位于最外圈)每个磁道有18个扇区；(从1开始编号)每个扇区存储512字节二进制数据。存储容量=面磁道数每磁道扇区数每扇区字节数3.5英寸软盘的存储容量为1.44MB

45、专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 读写数据的最小单位：扇区 操作系统在软盘上为文件分配存储区的单位：簇（2-8个扇区） 软盘写保护3.5英寸软盘封装在一个开有读写窗口的硬塑料保护壳中，读写窗被一个可移动的金属套(快门)保护着，写保护口有一块可移动的翼片，移动翼片，露出写保护口，信息就无法记录到盘片上，因而实现了写保护，即只能进行读操作而无法进行写入操作。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义62 硬盘存储器 组成：硬盘存储器由磁盘盘片(存储介质)、主轴与主轴电机、移动臂、磁头和控制电路等组成，密封于一个盒状装置内。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 硬盘存储容量=磁

46、盘面数(磁头数) 磁道数(柱面数) 扇区数512字节(单位：字节) 主要性能指标： 存储容量：以GB为单位。 平均寻道时间：指硬盘在盘面上移动磁头到数据所在磁道上所用的时间。 平均等待时间：指当磁头移动到数据所在的磁道后，然后等待所要的数据所在的扇区转动到磁头下的时间。一般取盘片旋转周期的1/2。 平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。 平均存取时间：由硬盘的旋转速度、磁头寻道时间和数据传输速率所决定。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 缓存容量：原则上越大越好；要注意硬盘的Cache由DRAM芯片构成。与主板上的高速缓存（RAM Cache）一样，硬盘缓存的目的是为了解决系统前

47、后级读写速度不匹配的问题，以提高硬盘的读写速度。 数据传输速率：也称为磁盘的吞吐率，分为：外部传输速率：主机从（向）硬盘缓存读出(写入)数据的速度。内部传输速率：硬盘在盘片上读写数据的速度。硬盘的内部传输速率一般小于外部传输速率，所以内部传输速率的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 与主机的接口：IDE接口，SCSI接口，当前流行SATA（串行）接口。 访问数据需要知道：磁头号、柱面号、扇区号。 硬盘常见操作： 硬盘分区：在一个物理硬盘上建立多个逻辑硬盘（C:、D: .）。 作用：安装多个操作系统，便于文件分类管理，利于预防病毒。 逻辑硬盘格

48、式化：在逻辑盘上产生四个区域：引导扇区，文件分配表（FAT），根目录区和数据区。 碎片整理等。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 虚拟内存内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题，Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。 专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例47：近些年开始流行一种_硬盘接口（写英文简称），它以高速串行的方式传输数据，传输速率达到150MB/s300MB/s，可用来连接

49、大容量高速硬盘，目前已被广泛使用。 （2009填空） 例48:硬盘与主机的接口为硬盘与主机之间提供一个通道，实现高速数据传输。目前，PC机中常用的硬盘接口有_。 （2010多选）A.COM1 B.IDE C.RS-232 D.SATA 例49：硬盘的平均存取时间由_决定A.数据所在扇区转到磁头下所需的时间（2011单选）B.磁头移动到数据所在磁道所需的平均时间C.硬盘的旋转速度、磁头的寻道时间和数据的传输速率D.硬盘转动一周所需的时间专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例50：计算机通电后，不能正常启动，可能的原因有_。 （2011多选） A.CMOS参数被修改，尤其是硬盘参数被改动

50、B.硬盘引导区被破坏，出现无引导盘的信息C.硬盘已坏，无法读取信息D.操作系统软件遭到破坏 例51：硬盘中半径不同的两个磁道上所有扇区能存储的数据量相同。 （2011判断） 例52：为了读取硬盘存储器上的信息，必须对硬盘盘片上的信息进行定位，在定位一个物理记录块时，以下参数中不需要的是_。A.柱面（磁道）号 B.盘片（磁头）号C.簇号 D.扇区号专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例53：3.5 英寸软盘的角上有一个小口，当滑动保护片将其盖住时，软盘就不能进行读写操作了。 （判断） 例54：内存与外存相比，内存具有 的特点。 (多选)A.容量较小 B.存取速度快C.容量大 D.存取速

51、度慢 例55： 可以确保含有程序和数据的存储介质在使用过程中不感染病毒。(2006单选)A.对软盘写保护 B.对硬盘使用杀病毒软件C.对软盘使用杀病毒软件D.对计算机加防病毒卡专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例56：虚拟存储器是_。（单选）A、磁盘上存放数据的存储空间 B、读写磁盘文件数据时用到的内存中的一个区域C、操作系统为用户作业提供的、比计算机中的实际内存大得多的外存区域D、将部分ROM 存储器作为磁盘驱动器 例57：在Windows中，在哪个硬盘逻辑盘上设置虚拟内存以及虚拟内存的容量都可以由用户设定。 （2009判断） 例58：在Windows XP中，用作虚拟内存的页面

52、文件的文件名是_，它位于系统盘的根目录下。 （2010填空）专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义光盘优点：成本低，存储密度高，容量大，可靠性高，不易受损，耐用，易于长期保存数据。缺点：读出速度和数据传输速度比硬盘慢。光盘存储器分为：CD光盘存储器、DVD光盘存储器。光盘上记录信息的光道是一条由内向外的连续螺旋线。信息存储原理：在盘片的信息记录层上沿螺旋形轨道(光道)压制出一系列凹坑，凹坑的两个边沿处均表示数据 “1”；其它平坦处表示数据 “0”。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 信息读取原理：光盘片放入光盘驱动器中，当被激光束照射时，凹坑的两个边沿处产生的反射光弱作为数据“

53、1”看待；平坦处产生的反射光强作为数据“0”看待。 CD光盘片 CD-ROM：只读光盘，不能删除也不能写入，只能读出盘中的信息。存储容量650MB，700MB CD-R：只能由用户写入一次，写后只能读出，不能删除和修改。注意：整个盘片可以按段，多次追加写入。 CD-RW：可擦写型光盘。用户可以自己写入信息，也可以对写入的信息进行擦除和改写专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 CD光盘驱动器 CD-ROM光盘驱动器：读出各类CD光盘片中信息的装置。 CD-RW刻录机：可以多次读出各类CD光盘片中的信息；可以将信息一次性写入CD-R光盘片；可以对CD-RW光盘片作擦除与重写操作。其主要性能

54、指标有：读取数据速度，例如40X；复写数据速度，例如12X；刻录速度，例如40X；数据缓冲区的大小；兼容性(数据格式);有无刻不死功能等。 单速：150KB/s，40X=6000KB/s CD光盘驱动器的接口类型有：SCSI接口、IDE接口、USB接口、并行口等多种。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 DVD光盘片 特点：容量大（一般位4.7GB，最大可达17GB），可靠性高，安全性好。 DVD光盘片分为：DVD-ROMDVD只读光盘DVD-R限写一次的DVDDVD-RAM可多次读写的光盘DVD-Video家用影视光盘DVD-Audio音乐光盘 DVD驱动器分为：DVD播放机、DVD

55、-ROM和DVD-RW刻录机。DVD-RW刻录机可在DVDR、DVDRW盘片上刻录数据。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例59：集光、机、电技术于一体的存储器是 。(单选) A.优盘 B.光盘 C.硬盘 D.移动硬盘 例60：关于计算机上使用的光盘存储器，以下说法错误的是_。（单选）ACD-R 是一种只能读不能写的光盘存储器 BCD-RW 是一种既能读又能写的光盘存储器C使用光盘时必须配有光盘驱动器 DDVD 光驱也能读取CD 光盘上的数据 例61：下面关于DVD 和CD 光盘存储器的叙述中，错误的是_。（单选）ADVD 与CD 光盘存储器一样，有多种不同的规格BCD-ROM 驱

56、动器可以读取DVD 光盘片上的数据CDVD-ROM 驱动器可以读取CD 光盘上的数据 DDVD 的存储器容量比CD 大得多专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义移动存储器优盘：采用Flash存储器（闪存）芯片；体积小，重量轻；具有写保护功能，数据保存安全可靠，使用寿命长；使用USB接口，即插即用，支持热插拔（必须先停止工作）。移动硬盘：存储容量大；采用USB或IEEE1394接口，即插即用，支持热插拔（必须先停止工作）；小巧而便于携带；速度快，安全可靠。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义计算机存储体系寄存器后备存储器(磁带库、光盘库)Cache存储器主存储器(RAM和ROM)外

57、存储器(软盘、硬盘、光盘)典型存取时间典型容量1ns2ns10ns10ms10sCPU中的Cache主存硬盘读写缓冲区硬盘优盘移动硬盘光盘软盘专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例62：能够直接与外存交换数据的是 。 （2010单选）A.控制器 B.运算器 C.键盘 D.RAM 例63：关于移动硬盘下列说法错误的是 。(单选)A.容量比闪存盘大 B.兼容性好，即插即用C.速度比固定硬盘慢D.与主机的接口和固定硬盘相同 例64：从存储器的存取速度上看，由快到慢排列的存储器依次是 。(单选)A.Cache、主存、硬盘和光盘 B.主存、Cache、硬盘和光盘C.Cache、主存、光盘和硬盘

58、D.主存、Cache、光盘和硬盘专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例65：CPU 不能直接访问的存储器是_。（单选）A、ROM B、RAM C、Cache D、光盘 例66：若微机在工作过程中电源突然中断，则计算机中 全部丢失，再次通电后也不能恢复。 （单选） A、ROM 和RAM 中的信息 B、ROM 中的信息 C、RAM 中的信息 D、硬盘中的信息专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义5、常用输入设备5.1 键盘 作用：可以将字符或命令等输入到计算机中。 键盘通常由三部分组成：主键盘，小键盘，功能键 主键盘即通常的英文打字机用键(键盘中部) 小键盘即数字键组(键盘右侧，与

59、计算器类似) 功能键组(键盘上部，标为F1F12) 键盘与主机的接口(I/O接口)有：PS/2接口；USB接口；无线接口(用于无线键盘)专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例67：在运行应用程序时，键盘上的F1F12功能键的功能由 定义。(单选)A.操作系统 B.操作系统及应用程序C.驱动程序 D.应用程序 例68：关于键盘上的Caps Lock 键，下列叙述中正确的是_。（2006单选）A. 它与Alt + Del键组合可以实现计算机热启动B. 当Caps Lock灯亮时，按主键盘的数字键可直接输入其上部的特殊字符C. 当Caps Lock 灯亮时，按字母键可直接输入大写字母。D.

60、 当Caps Lock 灯亮时，按字母键可直接输入小写字母。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义5.2 鼠标 组成：左键、右键、滚轮等 分辨率：指鼠标每移动一英寸距离光标在屏幕上所通过的像素的数目，单位：dpi（dot per inch）。 分类（按结构） 机械鼠标：结构简单，价格便宜，但准确性和灵敏度较差 光学鼠标：速度快，准确性和灵敏度高，寿命长。（需要专用垫板，价格较贵） 光电鼠标：精度较高，不需特殊衬垫 连接到主机的接口：RS232 串行口（9 针D 形）；PS/2 接口（6 针圆形）；USB 接口；无线鼠标。专转本计算机基础班讲义专转本计算机基础班讲义 例69：下面关于鼠标器