计算机硬件系统习题与答案

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1、计算机基础简答题复习题1．计算机由哪几部分组成，其中哪些部分组成了中央处理器？答：计算机硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等五部分组成其中，运算器和控制器组成中央处理器（CPU）。（P69）2．试简述计算机多级存储系统的组成及其优点？答：多级存储系统主要包括：高速缓存、主存储器和辅助存储器。把存储器分为几个层次主要基于下述原因：（1）合理解决速度与成本的矛盾，以得到较高的性能价格比。（2）使用磁盘、磁带等作为外存，不仅价格便宜，可以把存储容量做得很大，而且在断电时它所存放的信息也不丢失，可以长久保存，且复制、携带

2、都很方便。(P74-P75)3．简述Cache的工作原理，说明其作用。答：Cache的工作原理是基于程序访问的局部性的。即主存中存储的程序和数据并不是CPU每时每刻都在访问的，在一段时间内，CPU只访问其一个局部。这样只要CPU当前访问部分的速度能够与CPU匹配即可，并不需要整个主存的速度都很高。Cache与虚拟存储器的基本原理相同，都是把信息分成基本的块并通过一定的替换策略，以块为单位，由低一级存储器调入高一级存储器，供CPU使用。但是，虚拟存储器的替换策略主要由软件实现，而Cache的控制与管理全部由硬件实现。因此Cache效率高

3、并且其存在和操作对程序员和系统程序员透明，而虚拟存储器中，页面管理虽然对用户透明，但对程序员不透明；段管理对用户可透明也可不透明。Cache的主要作用是解决了存储器速度与CPU速度不匹配的问题，提高了整个计算机系统的性能。(P77)4．描述摩尔定律的内容，并说明其对于计算机的发展具有怎样的指导意义？答：摩尔定律（Moorelaw）源于1965年戈登·摩尔（GordonMoore，时任英特尔(Intel)公司名誉董事长）的一份关于计算机存储器发展趋势的报告。根据他对当时掌握的数据资料的整理和分析研究，发现了一个重要的趋势：每一代新芯片大

4、体上包含其前一代产品两倍的容量，新一代芯片的产生是在前一代产生后的18-24个月内。随着计算机技术的发展，摩尔定律得到业界人士的公认，并产生巨大的反响，逐渐成为硬件领域最重要的规律。许多基于未来预期的研究和预测都是以它为理论基础。这里需要特别指出，摩尔定律并非数学、物理定律，而是对发展趋势的一种分析预测，因此，无论是它的文字表述还是定量计算，都应当容许一定的宽裕度。从某种意义上说，摩尔定律是关于人类创造力的定律，而不是物理学定律。摩尔定律实际上是关于人类信念的定律，当人们相信某件事情一定能做到时，就会努力去实现它。摩尔当初提出他的观察

5、报告时，在某种程度上是给了人们一种信念，使大家相信他预言的发展趋势一定会持续。而所以摩尔定律在长达40多年的时间里不断被证实，正是由于人们这些年来的不懈努力。摩尔提出的周期可以认为是英特尔公司芯片研发的基本计划周期。(P72-P73)5．与主存相比Cache具有哪些特点？答：主存相比Cache具有以下特点：（1）Cache一般用存取速度高的SRAM元件组成，其速度已经与CPU相当。（2）Cache与虚拟存储器的基本原理相同，都是把信息分成基本的块并通过一定的替换策略，以块为单位，由低一级存储器调入高一级存储器，供CPU使用。但是，虚拟

6、存储器的替换策略主要由软件实现，而Cache的控制与管理全部由硬件实现。因此Cache效率高并且其存在和操作对程序员和系统程序员透明，而虚拟存储器中，页面管理虽然对用户透明，但对程序员不透明；段管理对用户可透明也可不透明。（3）Cache的价格较贵，为了保持最佳的性能价格比，Cache的容量应尽量小，但太小会影响命中率，所以Cache的容量是性能价格比和命中率的折衷。（P77）6．简述RAM元件与ROM元件的存储原理的区别及其应用领域？答：随机存取存储器（Random-AccessMemory，简称RAM）要求能随机地对存储器中的任何

7、单元进行存取，且与存取的时间和该单元的物理位置无关。只读内存（Read-OnlyMemory，简称ROM）是一种在机器运行过程中只能读出、不能写入信息的存储器，采用非易失性器件制造，在没有电源供电的情况下，其存储的信息也能长期保存。主内存和高速缓冲存储器通常采用RAM，而ROM在计算机中主要用来保存出厂的一些固定设置和系统硬件引导程序，即通常所谓BIOS，ROM技术也用于一些固件产品中。(P75-P77)7．I/O设备主要包含哪几类，并分别举例？答：机-机通信设备，如调制解调器（Modem）或组网用的网卡计算机信息的驻存设备，即计算机

8、的外存储设备，如磁盘、光盘等人-机交互设备，就是人和计算机间交流信息的设备，如键盘、图形扫描仪、摄像机、语言识别器等(P80-81)8．计算机显卡主要使用哪一种总线与计算机进行连接，为何要与其他外设使用的总线进行区别？答