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    第1章计算机硬件基础

    1、计算机基本组成是冯诺依曼型，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备5部分组成。其中运算器和控制器合称中央处理器。内存储器和中央处理器称为主机。不属于主机的设备者是外部设备（外设），包括输入、输入设备和外存储器。

    2、运算器由算术逻辑部件（ALU）和寄存器组成，进行算术和逻辑运算。

    3、控制器解释和执行指令，协调。包括指令寄存器（存放指令）、程序计数器（存放指令地址）。

    4、存储器，存放数据和程序，通过地址线和数据线与其他部件相连。

    分为高速缓冲存储器（由双极型半导体组成，其速度接近CPU，临时存放数据和指令）；主存器（由MOS半导体存储器构成，存放运行时的程序和数据）；辅助存储器或外存储器（由磁表面存储器组成，容量大，存放大量程序数据，需要调入主存后被CPU访问）。

    5、CPU直接访问的存储器为内存储器，包括高速缓存和主存，它们不断交换数据。

    6、输入输出设备指既可输入信息也可输出信息，包括磁盘机、磁带、可读写光盘、CRT终端、通信设备（MODE）、数模、模数转换设备。

    7、图像必须以50帧/秒－70帧/秒速度刷新，才不会闪烁。

    8、分辨率640*480，回扫期是扫描期的20%，帧频为50时，行频为480÷80%*50＝30KHZ，水平扫描期＝1/30＝33毫秒，读出时间＝33*80%÷640＝40－50毫秒。

    9、并行性彿计算机可同时进行运算和操作的特性，包括同时性和并发性。同时性指两个或多个事件在同一时刻发生，并发性指两个或多个事件在同一时间间隔发生。

    10、计算机系统提高并行性措施有3条途径：时间重叠即时间并行技术（指多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠使用同一硬件设备）；资源重复即空间并行技术（重复设置硬件资源，以数量取胜）；资源共享（多个任务按时间顺序轮流使用同一硬件设备）。

    11、计算机系统分为SISD（单指令流单数据流如单处理机）、SIMD（单指令流多数据流如并行处理机）、MISD（多指令流单数据流很少见）、MIMD（多指令流多数据流如多处理机）。

    12、流水线处理机系统是把一个重复过程分解为若干子过程，各子过程间并行进行，是一种时间并行技术。其时间＝单条指令执行时间＋最大时间*（N－1）（N为指令数）。

    13、串行执行方式优点是控制简单、节省设备，缺点是执行指令速度慢、功能部件利用率低；重叠执行方式优点是执行时间缩短、部件利用率提高。

    14、并行处理机也称阵列式计算机，是一种SIMD，采用资源重复并行性。

    15、多处理机是MIMD计算机，与并行性处理机的本质差别是并行性级别不同。多处理机实现任务作业一级的并行，而并行处理机只实现指令一级并行。

    16、复杂指令集计算机（CISC）的特点是：使目标程序得到优化、给高级语言提供更好的支持、提供对操作系统的支持。缺点是增加计算机研制周期和成本、难以保证其正确性、降低系统性能、造成硬件资源浪费。

    17、精简指令系统计算机（RISC）的特点是指令数目少、长度固定、指令可以同一机器周期内完成、通用寄存器数量多。

    18、CISC和RISC的区别：设计思想上的差别，RISC是将不频繁使用的功能指令由软件实现，优化了硬件，执行速度更快、指令编译时间缩短，RISC是发展的方向。

    19、存储器层次结构是把不同容量和存取速度的存储器有机地组织在一起，程序按不同层次存放在各级存储器中，具有较好的速度、容量和价格方面的综合性能指标。形成主存辅存层次和高速缓存主存层次。

    20、存储器技术指标包括存储容量、存取速度、可靠性（平均间隔时间MTBF越长可靠性越高），存取周期（一次完整的读写时间）大于写时间和读时间。

    21、CPU访问高速缓存的时间为访问主存时间的1/4－1/10．CPU访问的内容在高速缓冲中为命中，否则为不命中或失靶。命中率＝（主存读写时间＋高速缓存的读写时间－平均读写时间）/主存读写时间。

    22、计算机发展三个阶段：一是批处理方式、二是分时处理和交互作用方式、三是分布式和集群式。

    23、计算机应用领域：科学计算机、信息管理、计算机图形与多媒体技术、语言文字处理、人工智能。

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