第2章-计算机操作系统基础.rtf
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1、第二章 计算机硬件第二章 计算机硬件-考点总结与真题再现本章备考要点本章备考要点 本章的名词术语比较多,尤其是硬件设备及相关性能参数的概念,准确了解并掌握这些概念是学好本章知识的前提。本章的几乎所有命题都涉及对基本概念的考查,只有做到基本概念清晰、基本原理明白才能保证本章应试的万无一失。本章的名词术语比较多,尤其是硬件设备及相关性能参数的概念,准确了解并掌握这些概念是学好本章知识的前提。本章的几乎所有命题都涉及对基本概念的考查,只有做到基本概念清晰、基本原理明白才能保证本章应试的万无一失。(1)计算机系统的组成(1)计算机系统的组成(2)CPU的结构及其性能(2)CPU的结构及其性能(3)主板
2、、芯片组与BIOS的结构与原理(3)主板、芯片组与BIOS的结构与原理(4)内存的分类,其中主存和Cache是重点(4)内存的分类,其中主存和Cache是重点(5)总线的组成及其性能和标准(5)总线的组成及其性能和标准(6)基本输入/输出设备的I/O接口类型(6)基本输入/输出设备的I/O接口类型(7)基本输入/输出设备的结构、性能及其参数(7)基本输入/输出设备的结构、性能及其参数(8)硬盘的工作原理、性能、参数,光盘的分类(8)硬盘的工作原理、性能、参数,光盘的分类第2章 章节内容第2章 章节内容2.1 计算机的组成与分类2.1 计算机的组成与分类2.2 PC机的组成2.2 PC机的组成2
3、.3 常用输入设备2.3 常用输入设备2.4 常用输出设备2.4 常用输出设备2.5 外存2.5 外存2.1 计算机的组成与分类2.1 计算机的组成与分类2.1.1计算机的发展与作用2.1.1计算机的发展与作用 1946年,美国研制出世界上第一台电子计算机1946年,美国研制出世界上第一台电子计算机ENIAC.ENIAC.其主要的逻辑部件由电子管组成。其主要的逻辑部件由电子管组成。专家预测题11_是程序处理的对象及处理过程中使用的参数1、数据2、文档3、程序4、软件答案:1专家预测题专家预测题专家预测题1 1 12_是能指示计算机完成特定任务的、以电子格式存储的程序、数据和相关的文档。是能指示
4、计算机完成特定任务的、以电子格式存储的程序、数据和相关的文档。1、计算机硬件、计算机硬件2、计算机软件、计算机软件3、软件开发技术、软件开发技术4、操作系统、操作系统答案:答案:2真题再现真题再现真题再现真题再现(05单选)单选)1基于冯诺伊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:基于冯诺伊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、输入设备和输出设备。、控制器、存储器、输入设备和输出设备。A磁盘驱动器磁盘驱动器 B运算器运算器 C显示器显示器 D键盘键盘【点评】:基本概念【点评】:基本概念+基本原理题。考生要区别两种提问的方式:计算机系统
5、的组成和计算机的基本结构,前者通常包括硬件系统和软件系统,后者一般指计算机的五大部件。二者提问的表达方式和相互联系需要引起考生重视,这是构建本章知识体系的一个基本框架。基本原理题。考生要区别两种提问的方式:计算机系统的组成和计算机的基本结构,前者通常包括硬件系统和软件系统,后者一般指计算机的五大部件。二者提问的表达方式和相互联系需要引起考生重视,这是构建本章知识体系的一个基本框架。【小结】迄今为止,我们所使用的计算机都是基本数学家冯【小结】迄今为止,我们所使用的计算机都是基本数学家冯诺依曼提出的存储程序控制的原理进行工作的,即一个问题的解题步骤诺依曼提出的存储程序控制的原理进行工作的,即一个问
6、题的解题步骤(程序程序)连同它所处理的数据都使用二进制表示,并预先存放在存储器中。计算机工作时,连同它所处理的数据都使用二进制表示,并预先存放在存储器中。计算机工作时,CPU从内存取出指令和数据,按指令的规定对数据进行运算处理,直到程序执行完毕。从内存取出指令和数据,按指令的规定对数据进行运算处理,直到程序执行完毕。2.一个完整的计算机系统应包括一个完整的计算机系统应包括_。(。(06单选)单选)A主机及外部设备主机及外部设备 B.机箱、键盘、显示器及打印设备机箱、键盘、显示器及打印设备C硬件系统和软件系统硬件系统和软件系统 D.中央处理器、储存器及外部设备中央处理器、储存器及外部设备点评点评
7、基本概念和基本原理题。基本概念和基本原理题。3.下列部件中属于计算机外部设备的是(下列部件中属于计算机外部设备的是()()(06多选)多选)A电源电源 B.CPUC.鼠标鼠标 D.扫描仪扫描仪 点评点评基本概念和基本常识题。基本概念和基本常识题。分析分析CPU、内存储器、总线等构成了计算机的、内存储器、总线等构成了计算机的“主机主机”,输入输出设备和外存储器通常称为计算机的,输入输出设备和外存储器通常称为计算机的“外部设备外部设备”、简称、简称“外设外设”。考生注意,上述是从计算机逻辑。考生注意,上述是从计算机逻辑(功能功能)的角度进行划分的,是依据冯的角度进行划分的,是依据冯诺依曼提出的诺依
8、曼提出的“存储程序控制存储程序控制”的原理进行的划分。但是从物理实际来看,计算机系统包括硬件系统和软件系统,其中硬件除了上述的主机和外部设备的五大部件之外,还有机箱、电源、主板,主板上还包括的原理进行的划分。但是从物理实际来看,计算机系统包括硬件系统和软件系统,其中硬件除了上述的主机和外部设备的五大部件之外,还有机箱、电源、主板,主板上还包括CPU插座、接口卡、风扇等其他硬件。因此题目中的电源从逻辑插座、接口卡、风扇等其他硬件。因此题目中的电源从逻辑(功能功能)上来讲不属于外部设备,它们是不同层面上的划分。即使是从物理实际的角度来看,电源应该属于主机的范畴,即上来讲不属于外部设备,它们是不同层
9、面上的划分。即使是从物理实际的角度来看,电源应该属于主机的范畴,即CPU、内存储器、总线是构成计算机、内存储器、总线是构成计算机“主机主机”的主要部件,但不是全部部件。的主要部件,但不是全部部件。2.1.32.1.32.1.3 计算机的分类计算机的分类计算机的分类按内部逻辑结构:单处理机、并行机。按字长:16位、32位、64位按性能、价格、用途:巨型机、大型机、小型机、个人机(PC机、微机)。复习上次课复习上次课复习上次课N位有符号整数三种编码形式的取值范围位有符号整数三种编码形式的取值范围计算机使用补码的原因计算机使用补码的原因计算机中的浮点数,阶码和位数的作用计算机中的浮点数,阶码和位数的
10、作用计算机系统的构成计算机系统的构成计算机五大部件计算机五大部件地址和内容的区别地址和内容的区别总线的分类总线的分类地址线根数和地址线根数和CPU寻址范围的公式寻址范围的公式计算机的分类计算机的分类 微处理器微处理器(简称简称 P或或MP)通常指使用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。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。微控制器微控制器(Microcontroller)是是一种把微处理器、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(也叫单片机也叫单片机)。
11、是微处理器的一种扩展。是微处理器的一种扩展。微型计算机系统:是有多个微处理的计算机系统。微型计算机系统:是有多个微处理的计算机系统。真题再现真题再现真题再现 在电脑控制的洗衣机中,有一块大规模集成电路芯片,用于控制洗衣机工作流程,它一般是()在电脑控制的洗衣机中,有一块大规模集成电路芯片,用于控制洗衣机工作流程,它一般是()A.单片机单片机 B.内存条内存条 C.微处理器微处理器 D.ROM【分析】:【分析】:B“内存条内存条”没有控制功能没有控制功能 D“ROM”也没有控制功能也没有控制功能 C“微处理器微处理器”有控制功能,但是没有存储功能。有控制功能,但是没有存储功能。2.3 微型计算机
12、的主机(重点)2.3 微型计算机的主机(重点)CPUCPUCPU的结构的结构的结构 程序和数据预先放在存储器内,计算机工作时,CPU依次从内存储器中取出一个程序中的各条指令,对指令的功能进行分析,按功能的功能从内存取出数据,对数据运算并保存运算结果,直到执行了停机指令位置,至此完成程序的一次执行。程序是指令的集合。指令是计算机可以理解并执行的基本的操作指令。Cpu的组件包括;运算器、控制器和寄存器组。运算器(ALU):是执行单元,对数据进行算术和逻辑运算。控制器(CU):用来取出指令,并进行指令译码,产生控制其他部件的操作控制信号。它是CPU的指挥中心,包括:指令计数器(存放CPU正在执行的指
13、令的地址),和指令寄存器(保存正在执行的指令,并通过译码器解释指令的含义)寄存器组:临时存放参与运算的数据和得到的中间结果。2.2.22.2.22.2.2 指令与指令系统指令与指令系统指令与指令系统指令是程序的基本单位,它是用二进制表示的命令,用来规定计算机执行什么操作以及操作对象的位置。指令=操作数(参加运算的数据所在的位置)+操作码(做何种操作,比如加减等)一个CPU所能执行的全部指令称为该CPU的指令系统或指令组。每一种不同类型的CPU都有它独特的指令系统,通常是数以百计。不同CPU的指令系统一般不兼容。同一公司的向下兼容。2.2.22.2.22.2.2 指令与指令系统指令与指令系统指令
14、与指令系统指令的执行过程:1.CPU的控制器从内存读出一条指令放入指令寄存器;2.指令寄存器的指令经过译码,决定该指令进行何种操作,操作数在哪里;3.根据操作数的地址取出操作数;4.运算器按照操作码的要求,对操作数完成运算。5.把运算结果保存到指定的寄存器或者内存单元。6.修改指令计数器,决定下一条指令的地址IntelIntelIntel的的的CPUCPUCPU运算器由2个处理整数的ALU和1个处理实数的浮点运算器组成,可以同时进行整数和实数的运算。CPU中包含了几十个数据寄存器,用来临时存放中间结果。因为CPU和内存速度差别大,所以增加了指令快存和数据快存,使运算器所需的数据和指令来自快存而
15、不是内存。CPU在执行当前指令的同时,可以使用指令预取部件提前取出一些准备要执行的指令。以流水线的方式处理指令,即允许多条指令分别处于预取译码、执行、地址计算等不同的阶段。并行处理和多处理器系统 同时使用多个同时使用多个CPU(2,4,8或更多或更多)实现超高速计算的技术称为实现超高速计算的技术称为“并行处理并行处理”,采用这种技术的计算机系统称为,采用这种技术的计算机系统称为“多处理器系统多处理器系统”。“多处理器系统多处理器系统”一般用于服务器上,要充分发挥多个处理器并行工作的优点,需要软件和硬件的共同支持。它在硬件上,需要主板的支持,而在软件上,需要操作系统和应用软件的共同支持。一般用于
16、服务器上,要充分发挥多个处理器并行工作的优点,需要软件和硬件的共同支持。它在硬件上,需要主板的支持,而在软件上,需要操作系统和应用软件的共同支持。真题再现真题再现真题再现真题再现1一台计算机中往往有多个处理器,它们各有其不同的任务,有的用于绘图,有的用于通信。其中承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为一台计算机中往往有多个处理器,它们各有其不同的任务,有的用于绘图,有的用于通信。其中承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为_。1、中央处理器、中央处理器2、运算器、运算器3、控制器、控制器4、主机、主机 232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位计算机是指该计算机能同时处理
17、的二进制信息的位数是32位位。(2005判断判断)分析分析计算机的字长指中央处理器中运算器和寄存器的宽度,即数据在运算器中做运算或存储时的二进制位数。字长越长,精度越高。如寄存器是计算机的字长指中央处理器中运算器和寄存器的宽度,即数据在运算器中做运算或存储时的二进制位数。字长越长,精度越高。如寄存器是64位的,那么说明该位的,那么说明该CPU一次能处理一次能处理64个二进制位个二进制位(即即64个个0或或1)。微型计算机按字长划分,可分为:。微型计算机按字长划分,可分为:8位机、位机、16位机、位机、32位机、位机、64位机。位机。点评点评基本概念和基本原理题。考查考生对基本概念和基本原理题。
18、考查考生对“字长字长”概念的了解。概念的了解。3字长为字长为32位的计算机是指位的计算机是指()。(2008单选单选)A该计算机的内存容量为该计算机的内存容量为32 MB B该计算机每秒钟所能执行的指令数为该计算机每秒钟所能执行的指令数为32 MIPS C.该计算机能够处理的最大数值不超过该计算机能够处理的最大数值不超过232 D该计算机该计算机CPU中定点运算器的宽度为中定点运算器的宽度为32位位 分析分析计算机的字长指中央处理器中运算器和寄存器的宽度,即数据在运算器中做运算或存储时的二进制位数。计算机的字长指中央处理器中运算器和寄存器的宽度,即数据在运算器中做运算或存储时的二进制位数。点评
19、点评基本概念题。字长的概念。基本概念题。字长的概念。4衡量一台计算机的主要技术指标通常是指衡量一台计算机的主要技术指标通常是指()。(06单选单选)A所配备的系统软件的优劣所配备的系统软件的优劣 B.CPU的主频、运算速度、字长和存储容量等的主频、运算速度、字长和存储容量等C.显示器的分辨率、打印机的配置显示器的分辨率、打印机的配置D软、硬盘容量的大小软、硬盘容量的大小分析分析计算机的性能在很大程度上是由计算机的性能在很大程度上是由CPU决定的。决定的。CPU的性能主要体现为它的运算速度,而的性能主要体现为它的运算速度,而CPU的运算速度又与的运算速度又与CPU的工作频率、的工作频率、Cach
20、e容量、指令系统、运算器的逻辑结构都有关系。容量、指令系统、运算器的逻辑结构都有关系。点评点评基本原理和基本常识题。考查考生对基本原理和基本常识题。考查考生对cPu性能的认识。性能的认识。(08判断判断)5计算机的性能主要取决于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。的运算速度、内存的容量和显示器的分辨率。分析分析显示器分辨率与计算机的主要性能指标没有太大相关性,相反,显示器的分辨率是显示器的一个重要性能指标,表示整屏可显示的像素的个数,分辨率越高,图像越清晰。显示器分辨率与计算机的主要性能指标没有太大相关性,相反,显示器的分辨率是显示器的一个重要性能指标,表示整屏
21、可显示的像素的个数,分辨率越高,图像越清晰。点评点评基本原理基本原理+基本概念题。基本概念题。5 中央处理器中央处理器(CPU)是计算机的核心部件,一台计算机中最多包含是计算机的核心部件,一台计算机中最多包含()中央处理器。中央处理器。(2007单选单选)A一个一个 B.两个两个 C四个四个 D多个多个分析分析一台计算机中有多个微处理器,它们各有其不同的任务。使用多个一台计算机中有多个微处理器,它们各有其不同的任务。使用多个CPU(2,4,8或更多或更多)实现超高速计算的技术称为实现超高速计算的技术称为“并行处理并行处理”,采用这种技术的计算机系统称为,采用这种技术的计算机系统称为“多处理器系
22、统多处理器系统”。点评点评基本概念和基本原理题。对并行处理和多处理器系统概念的认识。基本概念和基本原理题。对并行处理和多处理器系统概念的认识。6在计算机内部,程序是由指令组成的。大多数情况下,指令由在计算机内部,程序是由指令组成的。大多数情况下,指令由()和操作数地址两部分组成。和操作数地址两部分组成。(2007填空填空)分析分析指令是对计算机进行程序控制的最小单位。指令用二进制位表示,规定计算机执行什么操作以及操作对象所在的位置。指令由两个部分组成:操作码和操作数。指令是对计算机进行程序控制的最小单位。指令用二进制位表示,规定计算机执行什么操作以及操作对象所在的位置。指令由两个部分组成:操作
23、码和操作数。操作码:用来指出计算机应执行何种操作的一个二进制代码。如加法、减法、乘法、除法、取数、存数等各种基本操作,均有各自相对应的操作码。操作码:用来指出计算机应执行何种操作的一个二进制代码。如加法、减法、乘法、除法、取数、存数等各种基本操作,均有各自相对应的操作码。操作数。指出该指令所操作的数据或者数据所在存储单元的地址。操作数。指出该指令所操作的数据或者数据所在存储单元的地址。CPU所能执行的所有指令的集合称为计算机的指令系统或指令组所能执行的所有指令的集合称为计算机的指令系统或指令组(instruction set)。指令系统中有数以百计的不同的指令。指令系统分为两类:指令系统中有数
24、以百计的不同的指令。指令系统分为两类:CISC、RISC。点评点评基本概念题。指令与指令系统的概念。基本概念题。指令与指令系统的概念。小结小结每种类型的每种类型的CPU都有自己的指令系统,因此,某一类计算机的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都有自己的指令系统,因此,某一类计算机的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“兼容性兼容性”问题。问题。不同公司生产的不同公司生产的CPU其指令系统,有的互相不兼容,例如其指令系统,有的互相不兼容,例如Pentium(intel第五代第五代CPU)和)和Powerpc(IBM、Apple和和Motorola(摩托罗
25、拉摩托罗拉)公司开发的)公司开发的));有的互相兼容,例如有的互相兼容,例如Pentium 4和速龙。和速龙。7下列关于下列关于PC机机CPU的叙述,错误的是的叙述,错误的是()。(2008单选单选)ACPU是是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中包含若干寄存器,可以用来临时存放数据 C.所有所有PC机的机的CPU都具有相同的机器指令都具有相同的机器指令 DCPU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直接与内存储器连接,它所执行的指令及处理的
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