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时间:2018-08-02
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1、程序员http://www.educity.cn/jiaocheng/zg14.html程序员考试考前串讲第 2 章 计算机硬件基础从历次考试试题来看,计算机硬件知识是程序员考试的一个重点,占上午考试的15%左右。2.1 考点分析 本节把历次考试中计算机硬件基础方面的试题进行汇总,得出本章的考点,如表2-1所示。表2-1计算机硬件基础试题知识点分布 根据表2-1,我们可以得出计算机硬件基础的考点主要有以下6个方面: (1)计算机组成:包括计算机的基本组成、总线和接口、流水线等。程序员http://www.educity.cn/jiaocheng/zg14.html
2、 (2)数据运算:包括数据的表示(补码、ASCII码、奇偶校验码、海明码、汉字的内码)、算术移位、逻辑移位、逻辑运算。 (3)指令系统:包括指令的执行过程、寻址方式、堆栈。 (4)存储体系:包括内存及编址、内存容量、磁盘等待时间。 (5)中断与DMA:主要考查中断和DMA. (6)性能评估:主要考查系统可靠性、容错、时钟频率、机器周期、指令周期等。 对这些知识点进行归类,按照重要程度进行排列,如表2-2所示,其中的五角星号(*)代表知识点的重要程度,星号越多,表示越重要。表2-2计算机硬件基础各知识点重要程度 在本章的后续内容中,我们将对这些知识点依次进行讲解。2
3、.2 计算机组成本知识点主要考查计算机组成各部件、USB、总线。2.2.1 计算机组成部件程序员http://www.educity.cn/jiaocheng/zg14.html 在一台计算机中,主要有6种部件,分别是控制器、运算器、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备,它们之间的合作关系如图2-1所示。图2-1计算机各功能部件之间的合作关系 (1)控制器(Controlunit):是分析和执行指令的部件,也是统一指挥并控制计算机各部件协调工作的中心部件,所依据的是机器指令。控制器的组成包含程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、指令译码器、时序部件、微操作控制
4、信号形成部件(PSW)和中断机构。 根据产生微操作控制信号的方式不同,控制器可以分为组合逻辑型、存储逻辑型、组合逻辑与存储逻辑结合型3种。其中存储逻辑型也称为微程序控制型,增加了控制存储器,用来存放控制机器指令执行的微程序。 (2)运算器:也叫做算术逻辑单元(ArithmeticandLogicUnit,ALU),对数据进行算术运算和逻辑运算。通常由ALU(算术/逻辑单元,包括累加器、加法器等)、通用寄存器(不包含地址寄存器)、多路转换器、数据总线组成。程序员http://www.educity.cn/jiaocheng/zg14.html 定点运算器的内部总线有三种形
5、式,分别是单总线、双总线以及三总线。对于单总线而言,至少需要设置两个暂存器;对于双总线而言,在两个输入和一个输出上至少要设置一个暂存器;而对于三总线而言,在两个输入和一个输出上无须设置暂存器。 (3)内存储器(Memory或Primarystorage,简称内存或主存):存储现场操作的信息与中间结果,包括机器指令和数据。 (4)外存储器(Secondarystorage或Permanentstorage,简称外存或辅存):存储需要长期保存的各种信息。 (5)输入设备(Inputdevices):接收外界向计算机输入的信息。 (6)输出设备(Outputdevices)
6、:将计算机中的信息向外界输送。 现在的控制器和运算器是被制造在同一块超大规模集成电路中,统称为中央处理器,即CPU(CentralProcessingUnit)。2.2.2 总线和接口 总线就是一组进行互连和传输信息(指令、数据和地址)的信号线,它好比连接计算机系统各个部件之间的桥梁。另外,我们广义上通常也把AGP接口、USB接口等也称为AGP总线、USB总线。可以说总线在计算机中无处不在。 1.总线的分类 按总线相对于CPU或其他芯片的位置可分为内部总线(InternalBus)和外部总线(External程序员http://www.educity.cn/jia
7、ocheng/zg14.htmlBus)两种。在CPU内部,寄存器之间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据所用的总线称为内部总线;而外部总线,是指CPU与内存RAM、ROM和输入/输出设备接口之间进行通信的通路。由于CPU通过总线实现程序取指令、内存/外设的数据交换,在CPU与外设一定的情况下,总线速度是制约计算机整体性能的最大因素。 按总线功能来划分又可分为地址总线、数据总线、控制总线三类。我们通常所说的总线都包括上述三个组成部分,地址总线用来传送地址信息,数据总线用来传送数据信息,控制总线用
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