【正文】 口的片選信號(hào)。 （1）按照數(shù)據(jù)傳輸寬度分類。 ②串行接口。 ①同步接口。在信息交換時(shí)，主設(shè)備發(fā)出交換信息的請(qǐng)求信號(hào)，從設(shè)備完成操作后向主設(shè)備發(fā)出應(yīng)答信號(hào)。通過鍵盤可以將字母、數(shù)字等信息輸入到計(jì)算機(jī)中，控制計(jì)算機(jī)執(zhí)行相關(guān)的操作。鼠標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)是分辨率，用dpi（dot per inch）表示，它指鼠標(biāo)每移動(dòng)一英寸時(shí)光標(biāo)在屏幕上所通過的像素?cái)?shù)目，分辨率越高，性能就越好。電阻式分辨率低、穩(wěn)定性差。按掃描儀處理對(duì)象分，有反射式和投射式兩種。成像芯片是數(shù)碼相機(jī)的核心，常用的成像芯片有CCD和CMOS兩種。 （7）視頻輸入設(shè)備。主要包括顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、聲音輸出設(shè)備、和視頻輸出設(shè)備等。顯示器的主要性能參數(shù)，包括像素與點(diǎn)距、顯示屏的尺寸、顯示器的分辨率、掃描方式和刷新頻率、視頻帶寬、像素的顏色范圍、輻射和環(huán)保、調(diào)節(jié)與控制等。 （4）聲音輸出設(shè)備。視頻投影儀也叫做多媒體投影儀，它是一種重要的視頻輸出設(shè)備。 本節(jié)主要介紹系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)的有關(guān)參數(shù)?？删S護(hù)性用平均維修時(shí)間（MTTR）來(lái)度量，即系統(tǒng)發(fā)生故障后維修和重新恢復(fù)正常運(yùn)行平均花費(fèi)的時(shí)間，系統(tǒng)的可維護(hù)性越好，平均維修時(shí)間越短。在該系統(tǒng)中，任一組成單元失效就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效，其框圖如圖110所示，假定各單元統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，則其可靠性數(shù)學(xué)模型為：串聯(lián)系統(tǒng) 相對(duì)串聯(lián)系統(tǒng)，并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性比較高。 一般而言，對(duì)于單元相同的情況，串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度高于并串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度。 包括數(shù)據(jù)備份、雙CPU容錯(cuò)系統(tǒng)、雙機(jī)熱備份、三機(jī)表決系統(tǒng)和集群系統(tǒng)等。當(dāng)一個(gè)CPU出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)CPU保持繼續(xù)運(yùn)行。 ①Online方式。 （4）三機(jī)表決系統(tǒng)。 目的是提供足夠的冗余信息和程序，使得能及時(shí)發(fā)現(xiàn)編程錯(cuò)誤，采取補(bǔ)救措施，提高可靠性。 例題分析 D. 硬件和軟件系統(tǒng) 例題1答案 B. 八進(jìn)制 本題考查二進(jìn)制。 例題4答案 例題5答案 例題6答案 （8）A. CPU的主頻越高，處理數(shù)據(jù)速度越快 例題8分析 例題10例題10在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中根據(jù)功能的劃分可以有多個(gè)層次的總線：芯片級(jí)的、板級(jí)的和系統(tǒng)級(jí)的。 總線的__（9）__包括總線的功能層次、資源類型、信息傳遞類型、信息傳遞方式和控制方式。 D. CPU的工作電壓一般為220V 下列關(guān)于CPU的敘述中，不正確的是__（8）__. （3）A 例題3分析 （3）A. 二進(jìn)制 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言種類很多，可以分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言和第四代語(yǔ)言等多種。 一旦發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障，就返回到最近一次正確的檢查點(diǎn)重新運(yùn)行。 2. 軟件冗余因此當(dāng)三機(jī)中壞掉一臺(tái)后就當(dāng)作雙機(jī)備份系統(tǒng)來(lái)用，不再進(jìn)行表決。 1. 硬件冗余 所謂容錯(cuò)是指在故障存在的情況下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不失效，仍然能夠正常工作的特性，確切地說(shuō)是容故障，而不是容錯(cuò)誤。圖113 并串聯(lián)系統(tǒng) 式中Ra表示系統(tǒng)的可靠度，F(xiàn)i表示第i單元不可靠度。 在該系統(tǒng)中，所有組成單元都失效時(shí)系統(tǒng)才失效，其框圖如圖111所示，假定各單元統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，則其可靠性數(shù)學(xué)模型為。 可靠性用平均無(wú)故障時(shí)間（MTTF）來(lái)度量，即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)平均能夠正常運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間，才發(fā)生一次故障。系統(tǒng)性能指標(biāo) 打印機(jī)的性能指標(biāo)主要包括打印精度（分辨率）、打印速度、色彩速度和打印成本等。顯示器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。 又稱數(shù)字相機(jī)，是一種介于傳統(tǒng)相機(jī)和掃描儀之間的產(chǎn)品，它不需要膠卷和暗房，就能直接將二維/三維景物進(jìn)行數(shù)字化。一種將原稿（圖片、照片、底片及書稿）輸入計(jì)算機(jī)的設(shè)備。另一部分是在基板上寫字的筆.用戶用筆在基板上寫字、畫畫，可以完成信息的輸入工作，用筆在基板上控制鼠標(biāo)箭頭，則可以完成相關(guān)的命令操作。 （2）鼠標(biāo)。 CPU與I/O設(shè)備之間采用應(yīng)答形式交換信息。 圖19 （1）數(shù)據(jù)緩沖寄存器。主要包括向處理器申請(qǐng)中斷，向處理器發(fā)出中斷類型號(hào)，中斷優(yōu)先權(quán)的管理等。 在接口線路中設(shè)置設(shè)備和接口狀態(tài)寄存器，CPU可以通過讀取其內(nèi)容了解外部設(shè)備和接口線路的工作狀態(tài)，調(diào)整對(duì)外部設(shè)備及數(shù)據(jù)接口的指令。不同類型的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換過程才能被對(duì)方識(shí)別和接收。I/O接口管理 基于寫回法又結(jié)合了寫直達(dá)法，寫命中和未命中時(shí)處理與寫回法基本相同，只是第一次寫命中時(shí)還需要同時(shí)寫入主存，這種策略主要用于某些處理器的片內(nèi)Cache.把一組中近期最少使用的字塊替換出去，需要較多的硬件資源，記錄的信息量也比較多，平均命中率比FIFO和LFU要高。把一組中最先調(diào)入Cache中的字塊替換出去，實(shí)現(xiàn)容易，開銷小，缺點(diǎn)是此策略效果不佳。允許主存中任意一個(gè)塊映射到Cache存儲(chǔ)器的任何一個(gè)字塊位置上，也允許從已被占滿的Cache存儲(chǔ)器中替換出任何一個(gè)舊塊，當(dāng)訪問一個(gè)塊中的數(shù)據(jù)時(shí)，塊地址要與Cache塊表中的所有地址標(biāo)記進(jìn)行比較以確定是否命中，調(diào)入數(shù)據(jù)塊時(shí)，替換策略也比較復(fù)雜。 當(dāng)CPU發(fā)出讀請(qǐng)求時(shí)，Cache 控制器將來(lái)自CPU的數(shù)據(jù)讀/寫請(qǐng)求轉(zhuǎn)向Cache存儲(chǔ)器，將主存地址的m位于Cache塊中的標(biāo)記在地址變換機(jī)構(gòu)中相比較，根據(jù)其比較結(jié)果是否相等而分成兩種情況。 Cache和主存構(gòu)成一個(gè)Cache主存存儲(chǔ)體系，整個(gè)存儲(chǔ)器的容量及單位成本能夠與主存相當(dāng)，而存取速度可以與Cache的讀寫速度相當(dāng)，這就很好地解決了存儲(chǔ)器系統(tǒng)的容量、存取速度及單位成本三個(gè)方面性能之間的矛盾。這種局部性既表現(xiàn)在時(shí)間上，也表現(xiàn)在空間上。 數(shù)字光盤誕生以來(lái)，出現(xiàn)了多種廠商標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，主要的規(guī)范及格式，包括CDDA、CDROM、CDI、CDR、VCD、DVD、藍(lán)光光盤和HDDVD等。 （7）存取時(shí)間為100~500ms,數(shù)據(jù)存取速率比磁盤略低，基本速率（單倍速）為150MBps. 一個(gè)磁盤上既有數(shù)據(jù)，又有校驗(yàn)信息，從而解決了多盤爭(zhēng)用校驗(yàn)盤的問題。 一旦工作盤出錯(cuò)，鏡像盤就投入使用，并用其恢復(fù)工作盤。 常用的RAID系統(tǒng)包括下述幾種。常用的硬盤接口分為IDE、SCSI、光纖通道和SATA四種。 （8）誤碼率。 （3）主軸轉(zhuǎn)速。記錄密度分為道密度和位密度，道密度Di是徑向單位長(zhǎng)度的磁道數(shù)，在數(shù)值上等于磁道距P的倒數(shù)。磁道還可以分成若干個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)存放一定的數(shù)據(jù)塊。寫每個(gè)1時(shí)，寫電流由正向負(fù)跳變一次。 又稱為數(shù)據(jù)傳輸率，指的是每秒鐘訪問的二進(jìn)制位數(shù)目。從啟動(dòng)一次訪問操作到完成該操作所用的時(shí)間。通常用有多少個(gè)存儲(chǔ)單元、每個(gè)單元有多少位來(lái)表示，也可用能存儲(chǔ)多少字節(jié)來(lái)表示。 主存儲(chǔ)器的性能，通?？梢詮囊韵聨追矫婷枋?。 （3），采用了超高時(shí)鐘頻率，還采用了串行模塊結(jié)構(gòu)各個(gè)芯片用一條總線串接起來(lái)，前面芯片寫滿后，后面芯片才開始讀入數(shù)據(jù)。 3. 主存工作模式 一個(gè)地址碼唯一地對(duì)應(yīng)一個(gè)地址，將一個(gè)地址碼變換成為驅(qū)動(dòng)字線電位的邏輯電路，稱為地址譯碼器。 ②,其元件有多種形式，最常用的是熔絲型的，它在出廠時(shí)各處熔絲都是完好的，均表示1.當(dāng)用戶需要將其中某位置0時(shí)，把對(duì)應(yīng)處的熔絲燒斷即可。 （1）RAM記憶元件。主存儲(chǔ)器 該存儲(chǔ)系統(tǒng)存在下述兩個(gè)存儲(chǔ)層次。磁存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器成本低，容量可以很大，但速度低，與CPU高速處理能力不匹配。 ①每條指令內(nèi)部的各個(gè)操作仍是順序地串行執(zhí)行。 ③優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，硬件容易實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是執(zhí)行速度比較慢。順序執(zhí)行方式具有下述特點(diǎn)：CPU的各個(gè)部件根據(jù)不同的控制信號(hào)序列，執(zhí)行相應(yīng)的操作。把程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容（指令地址）裝入存儲(chǔ)器地址寄存器MAR,送給地址總線，然后由地址總線選中該地址所在的主存單元，取出該指令的代碼，經(jīng)數(shù)據(jù)總線輸入CPU中的指令寄存器IR. 指令的基本格式為： 機(jī)內(nèi)碼與國(guó)標(biāo)碼相同，長(zhǎng)度都是二字節(jié)，它在相應(yīng)國(guó)標(biāo)碼的每個(gè)字節(jié)最高位加1,即：機(jī)內(nèi)碼=國(guó)標(biāo)碼+8080H. 每個(gè)漢字都對(duì)應(yīng)一個(gè)區(qū)號(hào)和位號(hào)，二者組合在一起就構(gòu)成了區(qū)位碼。1981年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局公布了GB231280,即《信息交換用漢字編碼字符集基本集》，簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼（GB碼）。 設(shè)有兩個(gè)數(shù)x和y，它們表示為， 其中： 浮點(diǎn)除法運(yùn)算規(guī)則是：X247。 恒置1法.只要有數(shù)位被移出，就在尾數(shù)的末尾恒置1. （3）尾數(shù)相加減。首先求出階碼之差 完成上述加減運(yùn)算，需要包括下述步驟。 當(dāng)尾數(shù)F用原碼表示時(shí)，規(guī)格化后尾數(shù)最高位與符號(hào)位不同，即當(dāng) ①單符號(hào)位判別法。 [XY]補(bǔ)=[X]補(bǔ)[Y]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[Y]補(bǔ) 補(bǔ)碼加法公式如下。 上述幾種碼制與十進(jìn)制數(shù)符的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表14所示。 表12 2. 定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù) 按照補(bǔ)碼編碼規(guī)則，零有唯一的表示形式。最高位是符號(hào)位，正數(shù)的補(bǔ)碼等于其原碼，[X]補(bǔ)表示數(shù)X的反碼。 數(shù)據(jù)的表示 （）16=（0010 1011 .0101 1110）2=（）2 ①二進(jìn)制與八進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換只要將整數(shù)、小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到轉(zhuǎn)換后的整數(shù)和小數(shù)部分，然后再把這兩部分組合起來(lái)就得到一個(gè)完整的數(shù)。最后，將上面的整數(shù)部分作為左邊的高位數(shù)位，下面的整數(shù)部分作為右邊的高位數(shù)位。如圖15所示，把十進(jìn)制整數(shù)835轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。 （）2 R被稱為該數(shù)字系統(tǒng)的基數(shù)，運(yùn)算時(shí)的原則是逢R進(jìn)一,對(duì)于每一個(gè)數(shù)位i,其該位上的權(quán)為Ri。 這類計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱為NC. 小型機(jī)規(guī)模小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以研制周期短，便于及時(shí)采用先進(jìn)工藝，生產(chǎn)量大，硬件成本低。 按照運(yùn)算速度可分為巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、工作站和微型計(jì)算機(jī)。 計(jì)算機(jī)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與發(fā)展中的作用已在60多年的歷史中得到了充分的肯定。網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)不受時(shí)空限制，可以按照自身情況制訂學(xué)習(xí)的計(jì)劃和進(jìn)度，可以實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)。 （2）自動(dòng)控制。是計(jì)算機(jī)用戶為了解決各種實(shí)際應(yīng)用問題而編制的程序，如：自動(dòng)控制程序、科學(xué)計(jì)算程序和管理信息系統(tǒng)等。主要包括下述兩大類。線的根數(shù)稱為數(shù)據(jù)總線的寬度，它反映了處理器的數(shù)據(jù)吞吐量。 （5）外部設(shè)備。常見的外存儲(chǔ)器包括軟盤存儲(chǔ)器、硬盤存儲(chǔ)器、光盤存儲(chǔ)器、移動(dòng)硬盤以及U盤等。 它根據(jù)指令譯碼器ID產(chǎn)生的操作信號(hào)、時(shí)序電路產(chǎn)生的時(shí)序信號(hào)，以及各個(gè)功能部件反饋的狀態(tài)信號(hào)等，產(chǎn)生執(zhí)行指令所需的全部微操作控制信號(hào)，形成特定的微操作序列，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)指令的執(zhí)行控制。 ②，它對(duì)指令寄存器IR中的指令進(jìn)行分析，確定指令類型、指令所要完成的操作以及尋址方式等，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)提供給微操作信號(hào)發(fā)生器。 圖12 諾依曼計(jì)算機(jī)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，也暴露出這種計(jì)算機(jī)的一些缺點(diǎn)，目前已出現(xiàn)了一些突破馮 計(jì)算機(jī)的組成部件 （5）存儲(chǔ)器。 （3）主板的結(jié)構(gòu)。 （1）數(shù)據(jù)運(yùn)算。章 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)歷來(lái)都是信息處理技術(shù)員考試的一個(gè)重點(diǎn)。 1946年2月，世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC誕生在美國(guó)，經(jīng)過60多年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力、外形結(jié)構(gòu)及應(yīng)用領(lǐng)域等都發(fā)生了極大的變化。圖11 主要內(nèi)容如下。 中央處理器（CPU）是運(yùn)算器和控制器的合稱，它是硬件系統(tǒng)的核心。 ③（IP），在某些類型的計(jì)算機(jī)中用來(lái)存放正在執(zhí)行的指令地址。 （2）主存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)單元的編號(hào)稱為存儲(chǔ)地址，簡(jiǎn)稱地址。將地址寄存器中的地址轉(zhuǎn)換為使對(duì)應(yīng)單元被選中的信號(hào)。接收CPU送來(lái)的讀/寫命令，并把這些命令轉(zhuǎn)換為控制整個(gè)存儲(chǔ)器協(xié)調(diào)工作的時(shí)序信號(hào)。 （4）高速緩沖存儲(chǔ)器。如圖14所示，總線通常包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，不同總線的根數(shù)各不相同，每根線能夠傳送一位二進(jìn)制數(shù)。 地址總線用于指明數(shù)據(jù)傳送的源地址和目的地址，其寬度決定了系統(tǒng)能夠擁有的最大主存空間。 （1）系統(tǒng)軟件。是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最早的一個(gè)領(lǐng)域，也是應(yīng)用最廣的一個(gè)領(lǐng)域。 節(jié)省人力物力，而且對(duì)于保證產(chǎn)品的質(zhì)量具有重要的作用。 具有比較完善的指令系統(tǒng)、豐富的外部設(shè)備和功能齊全的軟件系統(tǒng)。一般具有高分辨率的顯示器、交互式的用戶界面和功能齊全的圖形軟件等。數(shù)據(jù)運(yùn)算二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)功能得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，任何計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)在機(jī)器內(nèi)部都表示為0和1組成的二進(jìn)制代碼串，數(shù)據(jù)處理最終都可以轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制基本運(yùn)算。 因數(shù)符的個(gè)數(shù)有限，為了表示較大的數(shù)，一般采用計(jì)數(shù)進(jìn)位制（簡(jiǎn)稱數(shù)制），當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到當(dāng)前長(zhǎng)度可以表示的最大值后，如果數(shù)據(jù)繼續(xù)增大，那么把當(dāng)前數(shù)據(jù)長(zhǎng)度增加一位，同時(shí)修改每位上的數(shù)值，這樣就可以表示更大的數(shù)。 對(duì)于一個(gè)用R進(jìn)制表示的數(shù)，可以按權(quán)展開為N： （2）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制 （835）10=（1101000011）2 （）10=（）2同理，將一位八進(jìn)制數(shù)用三位二進(jìn)制數(shù)表示，就可直接將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。 從小數(shù)點(diǎn)起，把二進(jìn)制數(shù)每四位分成一組，然后寫出每一組的等值十六進(jìn)制數(shù)，順序排列起來(lái)就得到所要求的十六進(jìn)制數(shù)。通常采用二進(jìn)制作為中間媒介，即先把八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，然后再把二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成為對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制。一般用最高位標(biāo)識(shí)數(shù)的正負(fù)，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)，該位稱為符號(hào)位，這種形式表示的數(shù)通常稱為機(jī)器數(shù)。通常用[X]原表示數(shù)X的原碼。 按照原碼編碼規(guī)則，零有兩種表示形式。通常用[X]反表示數(shù)X的反碼。 按照反碼編碼規(guī)則，零也有兩種表示形式，反碼同樣不方便運(yùn)算。 采用補(bǔ)碼進(jìn)行加減運(yùn)算十分方便，可以允許符號(hào)位一起參與運(yùn)算，而且可以把減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)算，提高了運(yùn)算速度。 [XY]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[Y]補(bǔ) 定點(diǎn)整數(shù)的小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)據(jù)數(shù)值部分的最右邊，n+1位定點(diǎn)整數(shù)表示范圍：2n~，數(shù)值位的左邊，它一定是純小數(shù)，n+1位定點(diǎn)小數(shù)表示范圍：1~12n. 在這種表示法中，階碼一般是原碼、