以存储器为中心的计算机系统

2. 述计算机存储器的功能和主要指标。计算机系统的存储器分为哪几个层次

1.介质
2.大小
3.转速
4.尺寸
5.接口类型

3. 计算机组成原理复试常问问题

7.计算机体系结构和计算机组成结构的联系和区别

计算机体系结构是汇编语言或机器语言程序员所能看到的传统机器属性，例如指令集、数据类型、存储器寻址技术，都是抽象属性。

计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包括很多对程序员来说透明的硬件细节。

如计算机指令系统属于结构问题，而如何实现取指、取操作数就是计算机组成问题。不同的计算机可能有相同的结构，但是如何实现这些结构可以完全不同，即他们的组成扰枣方式不同。例如计算机有没有乘法操作是系统结构问题，如何实现乘法就是计算机组成问题。

8.计算机主要性能指标

机器字长、数据通路带宽、主存容量、运算速度。

运算速度包括：吞吐量和响应时间、主频和CPU周期、CPI等

9.主频高的cpu一定比主频低的cpu快吗？

不一定，计算机运算速度，cpu的主频只是其中一个指标。没有明显的公式表明。主频越高计算速度越快。

10.机器字长、指令字长、存储字长的区别和联系

机器字长是计算机能直接处理的二进制数据的位数，机器字长一般等于内部寄存器的大小，它决定了计算机运算的精度

指令字长是一个指令中包含的二进制代码的位数

存储字长是一个存储单元包含的二进制代码的位数

指令字长一般是存储字长的整数倍

11.数据的表示和运算

真值和机器数

用正负号所表示的数就是真值，真值是机器数所代表的实值。

用二进制数所表示的真值就是机器数。

12.有哪些常用BCD码

BCD码是用二进制表示十进制的编码方式。有8421吗，余三码等

13.ASCII码

国际上用7位二进制码标识一个ASCII码，包括数字、字符、还有不可印刷的字符。

14.大端模式和小端模式

大端模式：主存字由2B或4B组成时，以先存储高位字节后存储低位字节的方式存储。

小端模式：相反

15.描述常用校验码

检验码是能够发现或能够自动纠正错误的数据编码。码距不小于2时开始有了检错能力，码距越大，检错能力就越强，且检错能力总是大于纠错能力。

常用校验码有奇偶校验码、汉明码、CRC循环码

奇偶校验码，在原始数据的最高位添加1或者0使其数据中的1恰好为奇数或者偶数。只能发现代码中奇数位出错的情况。常用在对存储器数据的检查或传输数据的检查中

CRC循环码，通常用于数据链路层，适合对大量数据校验。

16.解释各种机器数表示法的其含义表示的范围

原码简单直观的机器数表示法。原码的0有两种表示方法

补码的正数表示和原码相同，负数等于原码的非符号位取反再+1，补码加减法操作简单，0的表示唯一。

反码的正数表示和原码相同，负数等于原码的非符号位取反。

移码常用来表示浮点数的阶码 ，它只能表示整数。

17.移码的特点

1、移码中零的表示是唯一的。

2、一个真值的移码和补码仅仅差一个符号位

3、移码全0表示对应真值最小值，移码全1表示对应真值最大值

4、移码保持了数据原有的顺序，方便比较大小

18.溢出的三种判别方法

1、采用溢出逻辑表达式

2、双符号位法。01正溢出、10负溢出

3、一位符号位判别法。如果符号位进位和最高数位相同，就没有溢出。

19.描述IEEE754标准

IEEE754标准规定浮点数类型有短浮点数、长浮点数、临时浮点数类型。

常用的浮点数格式 由符号位、阶码、尾数组成

短浮点数有8位阶码、23位尾数、偏置127

浮点数11位阶码、52位尾数、偏置1023

规格化的二进制浮点数，数值的最高位总是1，为了能多多表示一位有效位，就把这个1隐藏了。

短浮点数，阶码取值范围1到254；长浮点数取值范围1到2046

20.浮点数的加减法步骤

①对阶，阶码小的向阶码大的对齐；②尾数求和；③规格化；④舍入，0舍1入法，可能使尾数溢出，再次规格化，恒1法，最后一位置1；⑤溢出判断。

强制类型转化规则

char->int->long->double，float->double最常见，转化过程没有损失。

int转float可能有精读损失，int的32位全部用于表示数值，float有24位描述数值，再多会有舍入。

21.计算机机器字长足够能精确表示每一个数吗？

不能精确表示每一个数，例如0.1这个数，我们只能无限接近它，但不能表示出它。小数在机器中是被离散地表示的。

22.字长相同情况下浮点数和定点表示的范围有什么不同

字长相同浮点数比定点数表示的范围更广，但是定点数的全部位数都用来表示数值本身，精度要比相同字长的浮点数要大。

23.用移码表示浮点数的阶码有什么好处

浮点数进行加减运算，常常要阶码比较大小，移码保留了原来真值的大小顺序，方便比较大小。

检验特殊值(0或max)比较容易。当阶码取0或者max表示的结果如下：

0：表示指数为负无穷大，整个数趋近于0，尾数如果也为0，可以用来表示0;尾数不为0表示未正规化数。

max：表示指数正无穷大，若尾数为0，表示正负无穷大；尾数不为0，表示浮点数运算错误。

4. 为何现代的计算机转化为以存储器为中心

在微处理器问世之前，运算器和控制器是两个分离的功能部件，加上当时的存储器还是以磁芯存储器为主，计算机存储的信息量较少，因此早期冯·诺依曼提出的计算机结构是以运算器为中心的，其他部件通过运算器完成信息的传递。

随着微电子技术的进步，人们成功地研制出了微处理器。微处理器将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯片里。

同时，随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍的扩大，加上需要计算机处理，加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。为适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转化为以存储器为中心的组织结构。

但是现代计算机基本结构仍然遵循冯·诺依曼思想。

(4)以存储器为中心的计算机系统扩展阅读：

第1代：电子管数字机（1946—1958年）

硬件方面，逻辑元件采用的是真空电子管，主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用轮渣的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。

特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般为每秒数千次至数万次）、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。

第2代：晶体管数字机（1958—1964年）

硬件方面的操作系统、高级语言及其编译程序应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高（一般为每秒数10万次，可高达300万次）、性能比第1代计算机有很大的提高。

第3代：集成电路数字机（1964—1970年）

硬件方面，逻辑元件采用中、小规模集成电路（MSI、SSI），主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以锋核及结构化、规模化程序设计方法。

特点是速度更快（一般为每秒数百万次至数千万次），而且可靠性有了显着提高，价格进一步下降，产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

第4代：大规模集成电路机（1970年至今）

硬件方面，逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路（LSI和VLSI）。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。

由于集成技术的发展，半导体芯片的集成度更高，每块芯片可容纳数万乃至数百万个晶体管，并且可以把运算器和控制器都集中在一个芯片上、从而出现了微处理器，并且可以用微处理器和大规模、超大规模集成电路组装成微型计算机，就是我们常说的微电脑或PC机。

微型计算机体积小，价格便宜，使用方便，但它的功能和运算速度已经达到甚至超过了过去的大型计算机。另一方面，利用大规模、超大规模集成电路制造的各种逻辑芯片，已经制成了体积并不很大，但运算速度可达一亿甚至几十亿次的巨型计算机。

我国继1983年研制成功每秒运算银桐掘一亿次的银河Ⅰ这型巨型机以后，又于1993年研制成功每秒运算十亿次的银河Ⅱ型通用并行巨型计算机。这一时期还产生了新一代的程序设计语言以及数据库管理系统和网络软件等。

随着物理元、器件的变化，不仅计算机主机经历了更新换代，它的外部设备也在不断地变革。比如外存储器，由最初的阴极射线显示管发展到磁芯、磁鼓，以后又发展为通用的磁盘，现又出现了体积更小、容量更大、速度更快的只读光盘（CD—ROM）。

参考资料来源：网络-冯·诺依曼结构

参考资料来源：网络-计算机系统

参考资料来源：网络-计算机

5. 冯诺依曼计算机以什么为中心结构

可以参考这个:
冯·诺依曼提出了在数字计

算机内部的存储器中存放程序的概念（Stored Program Concept），这是所有现代电子计算机的模板，被称为“冯· 诺依曼结构”，按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机（Stored Program Computer），又称为通用计算机。冯·诺依曼计算机主要由运算器、控制器、存储器和输入输出设备组成，它的的特点是：程序以二进制代码的形式存放在存储器中；所有的指令都是由操作码和地址码组成；指令在其存储过程中按照执行的顺序进行存储；以运算器和控制器作为计算机结构的中心等。冯诺依曼计算机广泛应用于数据的处理和控制方面，但是存在一定的局限性。

6. 现代计算机为什么以存储器为核心而不是运算控制器

首先你先要了解存储技术的发展，因为存储容量成倍的扩大是以存拿伍储器为核心的基础。
其次随着计算机的发展，需前笑要处理、加工的信息量越来越大，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。为了适应计算量的增加，现代计算机组织结构逐步转化为以存储器为核心的组织结构消悔或。
但是这些还是基于冯·诺依曼的计算机模型。

7. 以存储器为中心的计算机结构框图各箭头分别表示什么

程序流程图中带箭头的线段表示控制流。数据流程图中带箭头的线段表示数据流。
在现代计算机结构中，是以存储器为中心的结构，数据和程序直接存储到存储器中，输出设备也可以直接从存储器直接取走计算结果。这样，运算器减轻了工作，它可以更加专注于计算，以此提高工作效率。

8. 冯·诺依曼计算机是以什么为中心的

冯·诺依曼计算机是以存储系统为中心的。

冯·诺依曼型计算机必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力；能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力；能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作；能够按照要求将处理结果输出给用户。

冯·诺依曼型计算机从本质上讲是采取串行顺序处理的工作机制，即使有关数据巳经准备好，也必须逐条执行指令序列。而提高计算机性能的根本方向之一是并行处理。

(8)以存储器为中心的计算机系统扩展阅读：

存储器是线性编址，按顺序排列的地址访问，这是有利于存储和执行机器语言，适用于数值计算。但高级语言的存储采用的是一组有名字的变量，是按名字调用变量而非按地址访问，且高级语言中的每个操作对于任何数据类型都是通用的。

不管采用何种数据结构，多维数组、二叉树还是图，最终在存储器上都必须转换成一维的线性存储模型进行存储。这些因素都导致了机器语言和高级语言之间存在很大的语义差距，这些语义差距之间的映射大部分都要由编译程序来完成，在很大程度上增加了编译程序的工作量。

冯·诺依曼体系结构计算机是为逻辑和数值运算而诞生的，它以CPU为中心，I/O设备与存储器间的数据传送都要经过运算器，在数值处理方面已经达到很高的速度和精度，但对非数值数据的处理效率比较低，需要在体系结构方面有革命性突破。

9. 以运算器为中心和以存储器为中心的区别是什么

存储器的发展主要是在扩大容量.现在CPU的处理速度已经远远超过内存的存取速度,相差大概四五个数量级.所以现代计算机的运行速度瓶颈主要是在存储器方面.大概是因为这样的原因所以才说现代计算机是以存储器为中心.个人仍然认为存储器不见得比运算器更重要.

现代计算机运算器的发展主要是在提高CPU的速度，而存储器的发展主要是在扩大容量。现在CPU的处理速度已经远远超过内存的存取速度，相差大概四五个数量级。所以现代计算机的运行速度瓶颈主要是在存储器方面。大概是因为这样的原因所以才说现代计算机是以存储器为中心。个人仍然认为存储器不见得比运算器更重要。

10. 计算机基础知识点总结

计算机基础知识点总结

计算机应用基础满足普通高等院校培养“应用型人才”的教学宗旨，内容丰富，与时俱进，实用性强。下面是我整理的关于计算机基础知识点总结，欢迎大家参考!

1. 计算机发展史中计算机诞生时间的三个第一

世界上发明的第一台电子计算机 ENIA C 1946.2 美国

世界上第一台按存储程序控制功能设计的计算机 EDVA C 1946 1950 美国

世界上第一台投入运行的实现存储顺序控制功能的计算机 EDSA C 1947 1949.5 英国

2. 计算机发展的四个阶段和计算机时代的开始

⑴计算机发展的分代按照不同的规范有不同的分法。

通常是按计算机中硬件所采用的电子逻辑器件划分成电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模超大规模集成电路四个阶段;

也有一种观点把计算机的发展大致分为四个时期，即大型机时期、小型机时期、 PC 时期(或客户 / 服务器、 PC/ 服务器)时期和 Internet 或以网络为中心)时期。

⑵通常 所说的计算机时代 ” 从何时开始?

认为 1951 年，世界上第一台商品化批量生产的计算机 UNIVA C-I 投产，计算机从此从实验室走向社会，由单纯为军事服务进入为社会公众服务，被认为是计算机时代的真正开始。

3. 计算机的特点

从计算机的特点理解计算机的定义，要清楚计算机的实质是一种信息处理机

计算机是一种能够输入信息，存储信息，并按照人们意志(这些意志就是顺序)对信息进行加工处理，最后输出人们所需要信息的自动执行的电子装置。

计算机的特点：处置速度快、处置精度高、可存储、可进行逻辑判断、可靠性高、通用性强。

4. 计算机的主要性能指标

主频、字长、存储容量、存取周期、运行速度。

运算速度是个综合性的指标， MIPS 含义。

影响运算速度的因素，主要是主频和存取周期，字长和存储容量也有影响。

正确理解 字长 概念。

5. 计算机的主要应用领域

科学计算

信息处置

过程控制

辅助系统

通信

6. 计算机中为什么要采用二进制及二进制的基本运算规则

计算机中采用二进制是由计算机所使用的逻辑器件所决定。这种逻辑器件是具有两种状态的电路(触发器)好处是

运算简单

实现方便

利息低

要清楚逻辑运算和算术运算规则的不同。http://www.woaidiannao.com

7. 二进制数据与十进制、八进制、十六进制数据之间的转换

要求：这几种进位计数制的数据，一定要会互相转换。

清楚各种数制的表示。如： 1010BH

什么进制

的'数?十六进制数，不要答成二进制数。

8. 计算机中字符数据的表示方式

字符数据主要指西文的 A SCII 码和汉字，计算机内是用什么代码表示的

A SCII 码：用 7 位二进制数表示的或用一个字节表示，最高位为 0 这是事实上的国际规范。

汉字编码：用连续的两个字节表示，且规定最高位为 1 这是中国国家规范。

9. 存储容量和地址

存储容量是存储部件存储单元的总和;

地址是存储单元的编号。

要求：

知道地址线，会求寻址空间

知道存储容量和起始地址，会求末地址

难点：

地址总线，地址信号

寻址、寻址空间

存储容量和地址信号的关系

10. 存储顺序和程序控制原理

1945 年，冯 诺依曼提出的现代计算机的理论基础。现代计算机已经发展到第四代，但仍遵循着这个原理。

存储顺序和程序控制原理的要点是顺序输入到计算机中，存储在内存储器中(存储原理)运行时，控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令(按地址顺序访问指令)然后分析指令，执行指令的功能，遇到转移指令时，则转移到转移地址，再按地址顺序访问指令(顺序控制)

11. 指令和程序

指令是包括有操作码和地址码的一串二进制代码。其中操作码规定了操作的性质 什么样的操作 地址码表示了操作数和操作结果的存放地址。

顺序是为解决某一问题而设计的一系列排列有序的指令或语句(顺序设计语言的语句实质包括了一系列指令)集合。

12. 计算机硬件的组成及各组成部分的功能

要理解以存储器为中心的计算机组成原理图

运算器：对信息和数据进行运算和加工处理，运算包括算术运算和逻辑运算。

控制器：实现计算机自身处置过程的自动化，指挥计算机各部件按照指令功能的要求进行所需要的操作。

存储器：存储顺序和数据。

输入部件：输入顺序和数据。

输出部件：输出计算机的处置结果。

13. CPU 微处理器的概念

⑴ CPU 即中央处理单元，计算机的核心部件，包括了运算器和控制器两大部件

⑵微处理器：微型机上使用的 CPU 利用大规模集成电路技术把运算器和控制器制作在一块集成电路中的芯片。

⑶微型计算机：以微处理器为核心，加上用大规模集成电路做成的 RA M 和 ROM 存储芯片、输入输出接口芯片等组成的计算机。

⑷计算机型号和 CPU 型号的关系：

Intel80286 286 微机

Intel80386 386 微机

Intel80486 486 微机

14. 构成内存储器的半导体存储部件 RA M 和 ROM 特性

内存储器由两种半导体芯片构成。

RA M 随机存取存储器，也叫读写存储器。用来存放用户输入的顺序和数据，断电后， RA M 中的信息随之丢失。为什么在输入文稿时要经常随时存盘)

ROM 只读存储器，断电后， ROM 中的信息坚持不变，用来存放固定的顺序和信息。

15. 内存和外存的区别

内存和外存本质的区别是能否被中央处理器( CPU 直接访问。 CPU 不能直接执行外存中的顺序，处置外存中的数据。

两者的主要区别是

从原理上讲位置不同，主机内还是主机外

构成资料不同，半导体还是磁介质(光介质)

存储容量不同，内存小，外存大。

价格不同：价格 / 每存储单元内存高，外存低

存取速度不同：内存高，外存低。

16. 显示系统的组成和性能指标

显示系统包括显示器和显示适配器 显示卡 两部分 , 性能也由这两部分的性能决定。

①像素：即光点

②点距：像素光点圆心之间的距离，单位 mm 点距越小，显示质量就越好。目前， CRT 显示器光点点距有 0.28 0.31 和 0.39 等。

③分辨率：

④显示存储器：也叫显示内存、显存，显示卡上，显存容量大，显示质量高，特别是对图像。

17. 打印机的分类

⑴击打式打印机：利用机械原理由打印头通过色带把字体或图形打印在打印纸上。

点阵针式打印机 例如 EPSON LQ-1600K

⑵非击打式印字机：利用光、电、磁、喷墨等物理和化学的方法把字印出来。主要有激光打印机和喷墨打印机。

喷墨打印机

激光打印机：激光打印机是激光扫描技术和电子照相技术相结合的产物。页式打式打印机，具有很好的印刷质量和打印速度。

18. 微机硬件系统的基本配置

微机系统的基本结构包括系统单元主机箱、显示器、键盘和打印机。

⑴系统单元主机箱

系统主板：内含 CPU 内存储器、接口电路、总线和扩展槽;

外存储器：软盘驱动器、硬盘驱动器和光盘驱动器 CD-ROM

开关电源几其它附件

⑵显示系统

⑶键盘和鼠标

⑷打印机

19. 软件的含义和分类

⑴计算机软件的含义

计算机软件：指能指挥计算机工作的顺序与程序运行时所需要的数据，以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料，其中文字说明和图表资料又称文档。

裸机的概念：不装备任何软件的计算机称为硬件计算机或裸机。

计算机硬件与软件的关系：计算机软件随硬件技术的迅速发展而发展，软件的不时发展与完善，又促进了硬件的新发展。实际上计算机某些硬件的功能可以由软件来实现，而某些软件的功能也可以由硬件来实现。

⑵系统软件：系统软件是计算机系统必备的软件，主要功能是管理、监控和维护计算机资源 包括硬件和软件 以及开发应用软件。包括四个方面的软件：

操作系统

各种语言处置顺序

系统支持和服务程序

数据库管理系统

⑶应用软件

应用软件是为解决计算机各类应用问题而编制的软件系统，具有很强的实用性。应用软件是由系统软件开发的可分为

用户顺序：用户顺序是用户为了解决自己特定的具体问题而开 发的软件 , 系统软件和应 用软件包的支持下进行开发。

应用软件包：应用软件包是为实现某种特殊功能或特殊计算，经过精心设计的独立软件系统，一套满足同类应用的许多用户需要的软件。

20. 顺序设计语言的种类

机器语言：就是二进制语言 , 计算机唯一能直接识别、直接执行的计算机语言，因不同的计算机指令系统不同，所以机器语言顺序没有通用性。

汇编语言：汇编语言是机器语言的进化，和机器语言基本上是一一对应的但在表示方法上用一种助记符表示。

汇编语言和机器语言都是面向机器的顺序设计语言，一般称为低级语言。

高级语言

21. 键盘和鼠标的作用

s 键盘的作用：输入顺序和数据

s 熟练掌握各种符号键的使用及常用控制键的功能( CapsLock Esc Shift A lt Ctrl PrintScreen NumLock 等的作用)

s 鼠标的功能：鼠标是微机图形操作环境下常用的一种计算机命令输入装置。依照一般人的右手使用习惯，左键是正常选择和拖动，右键则用于显示环境菜单和特殊拖动。

22. 计算机病毒的概念

⑴什么是计算机病毒?三个要点

具有自我复制能力、对计算机系统工作造成干扰和破坏、人为编制的顺序。

⑵计算机病毒的特点：隐蔽性、污染性、潜伏性、破坏性

⑶防治方法：

①要树立正确的计算机病毒防治思想 预防为主，诊治结合

② 一旦发现计算机运行不正常，立即用杀毒软件检查或消毒。

23. 计算机软件的知识产权维护知识

⑴总的评述：国政府对计算机软件产权维护非常重视，从 1990 年起，陆续出台了有关计算机软件知识产权维护的一系列政策法规， 1998 年，国立体交叉式的维护计算机软件的法律体系和执法体系已基本形成。

⑵ 《中华人民共和国着作权法》 1990.9.7 国首次把计算机软件作为一种知识产权(着作权)列入法律维护的范畴。计算机软件维护条例》 1991.10.1 公布与实施，对维护计算机软件着作权人的权益，鼓励计算机软件的开发和流通，促进计算机应用事业的发展起到重要的作用。

24. 多媒体技术的基本概念和特点

1 .什么是媒体和媒体的分类

s 媒体：指信息表示和传播的载体。

s 媒体的分类：感觉媒体、表示媒体、表示媒体、存储媒体和传输媒体。

2 .什么是多媒体和多媒体技术

s 多媒体：多种媒体的综合，而现在所指的多媒体即指多媒体技术。

s 多媒体技术：把数字、文字、声音、图形、图像和动画等多种媒体有机组合起来，利用计算机、通信和广播电视技术，使它建立起逻辑联系，并能进行加工处理(包括对这些媒体的录入、压缩和解压缩、存储、显示和传输等)技术。

3. 多媒体技术的特点

s 信息载体的多样性

s 多种信息的综合和集成处理

s 多媒体系统是一个交互式系统

25. 多媒体计算机的基本配置

依照 MPC 联盟的规范，多媒体计算机包括 5 个基本单元：个人计算机、 CD-ROM 驱动器、音频卡、 Microsoft Windows3.X 以上操作系统及一组音响或耳机。

现代 MPC 主要硬件配置必需包括 CD-ROM  音频卡和视频卡 , 这三方面既是构成现代 MPC 重要组成局部，也是衡量一台 MPC 功能强弱的基本标志。