340-2011信息学奥赛初赛基础知识

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1、2011信息学奥赛初赛基础知识（硬件）计算机系统的基本组成：完整的计算机系统系统包括：硬件系统和软件系统。硬件系统和软件系统互相依赖，不可分割，两个部分又由若干个部件组成硬件系统由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。1.运算器：是计算机中进行算术运算和逻辑运算的部件，通常由算术逻辑运算部件（ALU）、累加器及通用寄存器组成。2.控制器：用以控制和协调计算机各部件自动、连续地执行各条指令，通常由指令部件、时序部件及操作控制部件组成。控制器与运算器合成中央处理器（CPU-CentralProcessingUnit），CPU的内部结构可分为控

2、制单元，逻辑单元和存储单元（寄存器）三大部分。如果将CPU集成在一块芯片上作为一个独立的部件，该部件称为微处理器（Microprocessor，简称MP）。CPU的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料(指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储器)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。CPU的主要性能指标是字长和主频。字长表示CPU每次计算数据的能力（二进制的位数）。如80486及Pentium系列的CPU一次可以处理32位二进制数据。主频也叫时钟频

3、率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。3．存储器　存储器的主要功能是用来保存各类程序的数据信息。存储器可分为主存储器和辅助存储器两类。①主存储器（也称为内存储器），属于主机的一部分。用于存放系统当前正在执行的数据和程序，属于临时存储器。①辅助存储器（也称外存储器），它属于外部设备。用于存放暂不用的数据和程序，属于永久存储器，为了能存取到指定位置的数据，给每个存储单元编上一个号码，该号码称为

4、内存地址。度量内存主要性能指标是存储容量和存取时间。存储容量是指存储可容纳的二进制信息量，描述存储容量的基本单位是字节。信息存储单位信息的单位常采用位、字节、字、机器字长等。1、位（bit，缩写为b）度量数据的最小单位，表示一位二进制信息。2、字节（byte，缩写为B）一个字节由八位二进制数字组成，1byte=8bit。字节是信息存储中的基本单位。每个英文字母要占一个字节，一个汉字要占两个字节。3、若干个字节构成一个存储单元，每一个存储单元都有一个唯一的编号，称为“地址”，通过地址对存储单元进行访问。4、字（word）字是一个存储单元所存储的内容。常用的固定

5、字长有8位、16位、32位等。5、机器字长机器字长指一个存储单元（或一个字）所含有的二进制数的位数，它是衡量计算机精度和运算速度的主要技术指标。机器的功能设计决定了机器的字长。千，1KB=2的10次方＝1024B，兆，1MB=2的20次方＝1024*1024B＝1024KB，吉，1GB=2的30次方＝1024*1024*1024B=1024MB，4太，1TB=2的40次方＝1024*1024*1024*1024B=1024GB,拍，1PB=2的50次方＝1024*1024*1024*1024*1024B=1024TB,艾，1EB=2的60次方＝1024*10

6、24*1024*1024*1024*1024B=1024PB,泽，1ZB=2的70次方＝1024*1024*1024*1024*1024*1024*1024B=1024EB,尧，1YB=2的80次方＝1024*1024*1024*1024*1024*1024*1024*1024B=1024ZB存取时间是指存储器收到有效地址到在输出端出现有效数据的时间间隔。通常存取时间用纳秒为单位。存取时间愈短，其性能愈好。内存储器按其工作方式可分为随机存储器（RandomAccessMemory，简称RAM）和只读存储器（ReadOnlyMemory，简称Rom）两类。①R

7、AM　　RAM在计算机工作时，既可从中读出信息，也可随时写入信息，所以，RAM是一种在计算机正常工作时可读/写的存储器。在随机存储器中，以任意次序读写任意存储单元所用时间是相同的。目前所有的计算机大都使用半导体随机存储器。半导体随机存储器是一种集成电路，其中有成千上万个存储单元。　　根据内存器件结构的不同，随机存储器又可分为静态随机存储器（StaticRAM，简称SARM）和动态随机存储器（DynamicRAM，简称DRAM）两种。　　静态随机存储器（SARM）集成度低，价格高。但存取速度快，它常用作高速缓冲存储器（Cache）。Cache是指工作速度比一般

8、内存快得多的存储器，它的速度基本上与CPU速度相匹配