第5章 计算机组成
一、复习题
1.计算机由哪三个子系统组成？
答：计算机由中央处理单元、主存储器和输入/输出子系统组成。
2.CPU又哪几个部分组成？
答：；CPU由算术逻辑单元（ALU）、控制单元和寄存器组成。
3.ALU的功能是什么？
答：ALU（即算术逻辑单元）用于算术运算和逻辑运算。
4.描述一下几种不同的寄存器。
答：寄存器是用来临时存放数据的高速独立的存储单元。寄存器有三种：数据寄存器、指令寄存器和程序计数器。其功能如下：
数据寄存器：数据寄存器用来保存复杂运算的中间结果，可以提高运算速度。
指令寄存器：指令寄存器存储CPU从内存中逐条取出的指令，解释并执行指令。
程序计数器：程序计数器保存当前正在执行的指令，当前的指令执行完后，计数器自动加1，指向下一条指令的地址。
5.控制单元的功能是什么？
答：控制单元控制各部件协调工作，对取到指令寄存器中的指令进行译码并产生控制信号以完成操作。控制通过线路的开（高电平）或关（低电平）来实现。
6.字和字节有什么区别？
答：数据是以称之为字的位组的形式在存储器中传入和传出。字就是指执行一条指令时可以处理的二进制数位数。不同的机器字可以取8位、16位、32位，甚至是64位。而字节是指8位二进制位。
7.主存的功能是什么？
答：主存是存储单元的集合，用于临时存储数据和程序。
8.兆字节的近似值和实际值的字节数如何对应？
答：其实际值是220字节，近似值是106字节。
9.存储地址用哪种数的表示法表示？
答：地址本身也使用位模式表示，通常用无符号二进制整数表示。
10.RAM和ROM有何区别？
答：RAM是随机存取存储器，是主存的主要组成部分。具有可随机读写、易失性的特点。
ROM是只读存储器，具有只读、非易失性特点。
11.SRAM和DRAM有何区别？
答：SRAM技术使用传统的触发器门电路，通电时数据始终存在，不需要刷新，速度快但价格昂贵； DRAM技术使用电容器，内存单元需要周期性地刷新（因为漏电），速度慢，但是
便宜。
12.试比较PROM、EPROM、EERPOM的不同点。
答：PROM称为可编程只读存储器，用户可对其编程，但程序存储后像ROM一样不能重写；
EPROM称为可擦除的可编程只读存储器，用户可对其编程，但是得用一种可以发出紫外光的特殊仪器对其擦写，需要拆下来擦除再重新安装；
EEPROM称为电可擦除的可编程只读存储器，对它的编程和擦除用电子脉冲即可，无须从计算机上拆下来。
13.高速缓冲存储器的作用是什么？
答：提高处理的速度。通常计算机花费80%的时间来读取20%的数据，相同的数据往往被存取多次，高速缓冲存储器凭借其高速，存储这20%的数据而使存取至少快80%。
14.讨论存取速度的分级以及对应的各级分别有哪些类型的存储器？
答：高速：CPU中的寄存器；中速：高速缓冲存储器；低速：主存储器。
15.举出几种非存储I/O设备的例子。
答：键盘、监视器和打印机。
16.有哪两种主要的存储设备？
答：磁介质存储设备和光存储设备。
17.描述一下磁盘的物理组成。
答：磁盘是由一张一张的磁片叠加而成的，这些磁片由薄磁膜封装起来。
18.磁盘表面是怎样组织的？
答：为了将数据存储在磁盘的表面，每个盘面都被划分成磁道，每个磁道又被分成若干个扇区。磁道间通过磁道内部间隔隔开，扇区之间通过扇区内部间隔隔开。
19.影响磁盘性能的因素有哪些？
答：角速度、寻道时间和传送时间。
20.描述一下磁带的物理组成。
答：最普通的一种是用厚磁膜封装的半英寸塑料磁带，磁带用两个滚轮承接起来。
21.磁带表面是怎样组织的？
答：磁带的宽度可以分为8个磁道；磁道上的每个点可以储存1位的信息。垂直的9个点可以储存8个位（即一个字节）的信息，还有一个位用作错误检测。
22.怎样存取磁带中的数据？
答：磁带是顺序存取设备，尽管磁带的表面可能会分成若干块，但是却没有寻址机制来读取每个块。要想读取指定的块就需要按照顺序通过其前面所有的块。
23.说出5种光存储设备。
答：光盘（CD）、只读光盘（CD-ROM）、可刻录光盘（CD-R）、可重写光盘（CD-RW）、数字多功能光盘（DVD）
24.由谁将数据写入CD-ROM? CD-R呢？ CD-RW呢？
答：CD-ROM是由生产商在生产时直接写入，用户不能更改。
CD-R是被用户写入，只有一次，不允许改变。
CD-RW也是由用户写入，可重复，可修改。
25.与CD-ROM和CD-R相比，CD-RW的优点是什么？
答：CD-RW不仅能够被写，而且能够被写多次。cdrw的rw是什么意思
26.比较分析三种光盘中的坑和纹间表面有何异同？
答：CD-RW中主盘上的坑有洞，纹间表面没有洞，制作模盘时模盘中的坑则由凸起代替，最后用溶解的聚碳酸酯树脂注入到模盘中产生像桌案中一样的坑。CD-R不需要主盘和模盘，并且盘片上的坑和纹间表面都是模拟出来的，实际上并不存在。CD-RW中驱动器使用高能激光在合金上创建模拟的坑（把它从晶体状态变为无定形状态），擦除时驱动器使用中等能量的激光将坑变为纹间表面，激光束将点从无定形状态变成晶体态。
27.比较分析三种光盘中的数据读取有何异同？
答：CD-ROM依靠计算机的低能激光束读信息，激光束经过纹间表面时会被铝质的表面反射回来。经过坑处时会被反射两次，一次是被坑的边缘反射，另一次是被铝质表射层的边界反射，这两次的反射有破坏性的影响。因为坑的深度是精确选定的，为激光波长的1／4.换言之，装在驱动器上的感应器对于某个点是纹间表面时，探测到多一些光信号，反之是坑时就少一些。
CD-R/CD-RW与CD-ROM相同。
28.CD-RW上的数据是怎样擦除的？
答：驱动器中使用中等能量的激光束将坑变成纹间表面，激光束将点从无定形态转变成晶体态。
29.DVD与普通光盘有何不同？
答： 1：坑更小； 2：磁道更为紧密；
3：激光束用红激光代替红外激光； 4：使用1到2个储存层，并可以是单面或双面的
30.连接CPU 和主存储器的三种总线的功能是什么？
答： 数据总线：传输数据
地址总线：传输地址
控制总线：传输控制命令
31.I/O设备控制器的功能是什么？
答：输入/输出设备是通过一种被称为输入/输出控制器或接口的器件连接到总线上的。
32.什么是SCSI控制器
答：它是一个8、16或32线的并行接口。
33.什么是火线控制器
答：IEEE标准1394规定的串行接口。
34.什么是USB控制器
答：是一种窜行控制器，用以连接与计算机相连的低速设备
35.比较分析两种I/O设备寻址的方法有何异同
I/O独立寻址 | 读写主存和读写输入输出设备使用不同的指令。 每个输入输出设备有自己的地址。 |
I/O存储器映射寻址 | CPU将输入/输出控制器中的每个寄存器看成主存中的存储单元，统一寻址。 |
36.机器周期分为哪几个步骤
答：机器周期分为如下三个步骤：①取指令 ②译码 ③执行。
37.分析三种同步CPU和I/O设备的方法。
程序控制输入输出 | 简单的一种同步，接到I/O指令CPU马上停止工作。到数据传输完毕，CPU不时查询I/O驱动器的状态，直到知道I/O驱动器准备好为止，这种方法效率非常低。此方法在CPU和I/O设备间传输数据。 |
中断控制输入输出 | CPU不需要不停地查询I/O设备状态。当I/O设备准备好，它中断CPU，此过程CPU可以做别的工作，CPU时间没有被浪费，此方法在CPU和I/O设备间传输数据。 |
直接存储器存取 | 用于高速I/O设备，需要DMA控制器来承担一些CPU的功能，准备好传输数据时，由DMA控制器通知CPU它需要总线使用权，此时CPU停止使用总线并交给DMA使用。此方法在DMA和主存间传输数据时CPU有一小段空闲时间。此方法在主存和I/O设备间传输数据。 |
38.比较分析CISC体系结构和RISC体系结构的异同点
CISC体系结构 | 设计策略是使用大量的指令，包括复杂指令 | 机器层上的程序设计更简单，但微程序设计和存取微内存所带来的开销大 |
RISC体系结构 | 设计策略是使用少量的指令完成最少的简单操作 | 在此体系结构中进行程序设计更难更长 |
二、选择题
39.计算机中进行数据运算的子系统是【 A 】。
A．CPU B.主存储器 C.I/O硬盘 D.以上都不是
40.【 B 】是可以存放临时数据的独立存储单元。
A.ALU B.寄存器 C.控制单元 D.磁带驱动器
41.【 A 】是可以对两个输入相加的单元。
A.ALU B.寄存器 C.控制单元 D.磁带驱动器
42.CPU中的寄存器可以保存【 D 】。
A.数据 B.指令 C.程序计数值 D.以上都不是
43.一个有5根线的控制单元可以定义【 D 】种运算。
A.5 B.10 C.16 D.32
44.一个字是【 D 】位。
A.8 B.16 C.32 D.以上任意一个
45.如果存储器地址空间是16MB,字长为8位，那么存取一个字需要【 C 】位。
A.8 B.16 C.24 D.32
46.如果计算机断电，那么下列【 A 】中数据将被擦除。
A.RAM B.ROM C.磁带驱动器 D.CD-ROM
47.【 B 】是使用电容器的存储器，而且需要周期性地进行刷新。
A.SRAM B.DRAM C.ROM D.以上都是
48.【 A 】是使用传统的触发门电路保存数据的。
A.SRAM B.DRAM C.ROM D.以上都是
49．16兆兆字节是【 C 】字节。
A.2 16 B.2 40 C.2 44 D.2 56
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