【正文】 為右邊的低位數(shù)位，下面的余數(shù)作為左邊的高位數(shù)位。 計(jì)算機(jī)中常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制 一般而言，在每個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，若采用R個(gè)基本符號(hào)（0,1,2,…，R1）表示各位上的數(shù)字，則稱(chēng)其為基R數(shù)制，或稱(chēng)R進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)。數(shù)制及其轉(zhuǎn)換應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)，這種計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)化了普通個(gè)人計(jì)算機(jī)中支持計(jì)算機(jī)獨(dú)立工作的外部存儲(chǔ)器等部件，設(shè)計(jì)目標(biāo)是依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供的各種能力支持，以盡可能地降低制造成本。 （3）小型機(jī)。 目前計(jì)算機(jī)種類(lèi)非常多，按照功能可以分為通用機(jī)和專(zhuān)用機(jī)。 計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于教育，被稱(chēng)為教育史上的第四次革命.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）軟件可以把以前學(xué)生難以理解的知識(shí)，通過(guò)圖像、動(dòng)畫(huà)和聲音的配合，給學(xué)生更直觀、更感性的形象，大大提高學(xué)習(xí)效率。 其應(yīng)用可簡(jiǎn)要?dú)w納為以下幾個(gè)方面。 （2）應(yīng)用軟件。文檔是描述程序操作及使用的相關(guān)資料。 控制總線(xiàn)用于控制數(shù)據(jù)傳送的方式、方向以及定時(shí)或應(yīng)答等，其線(xiàn)的數(shù)目取決于總線(xiàn)的類(lèi)型及具體的機(jī)器配置。 數(shù)據(jù)總線(xiàn)是系統(tǒng)中各模塊傳遞數(shù)據(jù)的通道，典型的數(shù)據(jù)總線(xiàn)包含1364根線(xiàn)。 也稱(chēng)輔助存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量大、成本低，可脫機(jī)保存信息，但CPU不可以直接訪(fǎng)問(wèn)。位于CPU和存儲(chǔ)器之間，暫存存儲(chǔ)器中準(zhǔn)備讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。接收并保存CPU發(fā)送的內(nèi)存地址。主存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)示意圖 ④微操作信號(hào)發(fā)生器。 組成計(jì)算機(jī)的基本部件有運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，它們通過(guò)總線(xiàn)互聯(lián)，就構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)，如圖12所示。 按照上述思路設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 1從歷年考題分?jǐn)?shù)的分布來(lái)看，每年的分值都在10分左右。 （2）數(shù)據(jù)表示。 （4）CPU的組成。 （6）常用I/O設(shè)備。計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)人類(lèi)最重要的科學(xué)技術(shù)發(fā)明之一，它的誕生、發(fā)展和應(yīng)用徹底改變了人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)和生活方式。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 （3）將編寫(xiě)好的程序和原始數(shù)據(jù)預(yù)先存入存儲(chǔ)器中，然后再啟動(dòng)計(jì)算機(jī)工作，使計(jì)算機(jī)在不需要人工干預(yù)的情況下，自動(dòng)、高速地從存儲(chǔ)器中提取指令并執(zhí)行，這就是存儲(chǔ)程序的原理。 存儲(chǔ)器包括主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器。 在大多數(shù)機(jī)器中則存放將要執(zhí)行的下一條指令的地址。簡(jiǎn)稱(chēng)主存，用于存放當(dāng)前執(zhí)行的程序和需要使用的數(shù)據(jù)，存取速度快，CPU可直接訪(fǎng)問(wèn)。簡(jiǎn)稱(chēng)Cache,它是位于CPU和主存儲(chǔ)器之間，規(guī)模較小但速度很高的存儲(chǔ)器，用于保存主存儲(chǔ)器中一部分內(nèi)容的拷貝。 圖14 除了訪(fǎng)問(wèn)主存，地址線(xiàn)一般也訪(fǎng)問(wèn)I/O端口。 包括PC機(jī)運(yùn)行所需要的各種程序、數(shù)據(jù)及其有關(guān)的文檔資料。是使用和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種程序，包括操作系統(tǒng)、各種服務(wù)性程序、語(yǔ)言處理程序和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用在這些領(lǐng)域中，問(wèn)題往往極其復(fù)雜，計(jì)算量相當(dāng)龐大，時(shí)間要求又很高。 （3）信息處理。 （6）人工智能。 （1）巨型機(jī)。其特點(diǎn)是通用性好，有極強(qiáng)的綜合處理能力，主要應(yīng)用于銀行、政府部門(mén)和大型制造廠(chǎng)家等。 計(jì)數(shù)進(jìn)位制的核心是基數(shù)與權(quán)。 （1）R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。任何一個(gè)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成為R進(jìn)制數(shù)時(shí)，要將整數(shù)和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 例如。同理，將一位十六進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制數(shù)表示，就可直接將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。把十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制與此相似。對(duì)于小數(shù)點(diǎn)問(wèn)題，可分為小數(shù)點(diǎn)位置固定（定點(diǎn)數(shù)）、位置不固定（浮點(diǎn)數(shù)）兩種情況，分別予以處理。例如，設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8位，則有下列結(jié)果。例如，設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8位，則有下列結(jié)果。 [+1]補(bǔ)=00000001[1]補(bǔ)=11111111 實(shí)際應(yīng)用中，不用上面關(guān)系式計(jì)算移碼。 1985年IEEE提出了IEEE754標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基數(shù)R為2,階碼E用移碼表示，尾數(shù)F用原碼表示。 常用無(wú)權(quán)碼包括余3碼和格雷碼，余3碼是在8421碼基礎(chǔ)上把每個(gè)代碼加3（0011）后得到的代碼。 注意，對(duì)BCD碼進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，如果結(jié)果在10~15之間，那么結(jié)果須加修正。 在計(jì)算機(jī)中，數(shù)的表示范圍是有限的，若運(yùn)算結(jié)果超出該范圍，就稱(chēng)為溢出，此時(shí)計(jì)算機(jī)要停止運(yùn)算，進(jìn)行中斷處理。 如果兩個(gè)操作數(shù)X和Y中有一個(gè)數(shù)為0,那么就可得知運(yùn)算結(jié)果而不再進(jìn)行后繼的操作。則需要移動(dòng)尾數(shù)來(lái)改變Ex和Ey,使之相等。 （4）尾數(shù)規(guī)格化。 設(shè)有兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)X和Y,它們分別是： 計(jì)算機(jī)中的邏輯運(yùn)算，主要是指邏輯非、邏輯或、邏輯與、邏輯異或等四種基本運(yùn)算。 則： 設(shè)有兩個(gè)數(shù)x和y，它們表示為， 第16到55區(qū)為一級(jí)漢字。漢字處理系統(tǒng)要保證中西文兼容，以字節(jié)為單位時(shí)，ASCII碼和國(guó)標(biāo)碼的最高位都是0,其它7位有時(shí)候會(huì)相同，所以會(huì)產(chǎn)生二義性。 每條指令都包含兩個(gè)基本部分，（1）操作碼：表示指令執(zhí)行什么功能。多字長(zhǎng)指令可以提供足夠多的地址位來(lái)解決內(nèi)存單元的尋址問(wèn)題，但取出一整條指令需要多次訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存，降低了CPU運(yùn)算速度，同時(shí)又占用了更多的存儲(chǔ)空間。在主存容量相同的條件下，不同編址方式對(duì)應(yīng)的地址碼位數(shù)不同。 在CPU中，一條指令的運(yùn)行包括取指、分析和執(zhí)行三個(gè)過(guò)程。在指令譯碼的同時(shí)，程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容加1,產(chǎn)生下一條指令地址。 前一條指令執(zhí)行過(guò)程尚未結(jié)束，就提前處理下一條指令，即指兩條指令的某些操作同時(shí)進(jìn)行。表15 ②每條子過(guò)程執(zhí)行完畢，由于該裝置已空閑，即可接收下一條指令中同樣的子過(guò)程來(lái)執(zhí)行。 常用的是三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，如圖17所示。由Cache和主存構(gòu)成，它緩解了主存和CPU速度的矛盾。該層次工作時(shí)由輔助的軟硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)所有程序員都是透明的。 主存儲(chǔ)器按照存取限制可以分為RAM（隨機(jī)存儲(chǔ)器）和ROM（只讀存儲(chǔ)器）兩種。 半導(dǎo)體RAM元件可分為靜態(tài)RAM（SRAM）和動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）兩大類(lèi)。 按照擦除方法的不同，可分為UVEPROM和E2PROM兩種。 存儲(chǔ)體是主存的核心，它由許多位集成在一個(gè)芯品上構(gòu)成，再由一些芯片進(jìn)行擴(kuò)展，就構(gòu)成容量更大的存儲(chǔ)體陣列。 一個(gè)信號(hào)從發(fā)出到穩(wěn)定，有一個(gè)過(guò)程，為了能進(jìn)行有效讀寫(xiě)，必須考慮這些信號(hào)之間的時(shí)間配合關(guān)系，即所謂的時(shí)序關(guān)系。 折合到每一位的存儲(chǔ)器的造價(jià)，是存儲(chǔ)器的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。主存最重要的技術(shù)指標(biāo)，一般包括下述內(nèi)容。兩次連續(xù)地訪(fǎng)問(wèn)主存操作之間所需要的最短時(shí)間。 磁盤(pán)、磁帶都是磁表面存儲(chǔ)器，其信息存儲(chǔ)于涂覆在載體表面、~5左右的磁層中。用寫(xiě)電流的正脈沖表示1,負(fù)脈沖表示0,磁層在記錄1時(shí)由無(wú)磁性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟硞€(gè)方向上的磁化狀態(tài)，記錄0時(shí)從未磁化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环较虻拇呕癄顟B(tài)。后者較硬，稱(chēng)為硬盤(pán)。 評(píng)價(jià)硬盤(pán)性能好壞，主要參照下述指標(biāo)。 （2）硬盤(pán)容量。 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率主要由主軸的轉(zhuǎn)速來(lái)決定。 RAID把多臺(tái)小型的磁盤(pán)存儲(chǔ)器（或光盤(pán)存儲(chǔ)器）按一定的條件組織成同步化的陣列，利用類(lèi)似于存儲(chǔ)器中的多體交叉技術(shù)，將數(shù)據(jù)展開(kāi)存儲(chǔ)在多臺(tái)盤(pán)上，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挘⒂萌哂嗉夹g(shù)提高了可靠性。缺點(diǎn)是當(dāng)陣列中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)也癱瘓。 ③，使用一個(gè)校驗(yàn)盤(pán)，并且可獨(dú)立傳輸。有兩個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器存放檢、糾錯(cuò)碼，具有很高的數(shù)據(jù)有效性和可靠性。 相對(duì)硬盤(pán)而言，光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)有下述特點(diǎn)： （3）可長(zhǎng)期（60100年）保存信息。 可擦寫(xiě)型主要是采用狀態(tài)可逆的存儲(chǔ)介質(zhì)，分為磁光型和相變型兩種。高速緩沖存儲(chǔ)器 管理主存Cache存儲(chǔ)體系的部件稱(chēng)為Cache控制器，如圖18所示。 這種方式塊沖突概率最高，空間利用率最低。 （3）組相聯(lián)映射方式。全相聯(lián)映射和組相聯(lián)映射則存在多中選一的情況，常用下述替換策略。將迄今為止使用次數(shù)最少的字塊作為被替換的舊塊，需要較多硬件資源，效果比FIFO略好。這種方式減少了主存訪(fǎng)問(wèn)次數(shù)，還可以保證數(shù)據(jù)一致性，使用范圍比較廣。 接口邏輯通常做成標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)應(yīng)不同的輸入輸出控制方式，由不同的標(biāo)準(zhǔn)接口。 CPU與I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)往往存在速度、時(shí)序、信息格式和信息類(lèi)型的不匹配，接口的作用是彌補(bǔ)這些不匹配，所以必須具備下述功能。在接口電路中，一般設(shè)置幾個(gè)數(shù)據(jù)緩沖寄存器，從而使接口具備一定的緩沖存儲(chǔ)能力，以補(bǔ)償各種設(shè)備在速度上與CPU的差異。 （4）實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外部設(shè)備之間的通信聯(lián)絡(luò)控制。在信號(hào)電平相同的情況下，若總線(xiàn)負(fù)載能力不足，需經(jīng)過(guò)接口電路增強(qiáng)總線(xiàn)的驅(qū)動(dòng)能力達(dá)到負(fù)載匹配，系統(tǒng)才能正常工作。 由于接口電路介于CPU和外設(shè)之間，它既要面對(duì)CPU又要面對(duì)外設(shè)。 一般的低速I(mǎi)/O設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程終端設(shè)備以及通信系統(tǒng)的終端采用串行接口。這種接口控制簡(jiǎn)單，但其操作時(shí)間必須與CPU時(shí)鐘同步。 按鍵的結(jié)構(gòu)可分為觸點(diǎn)式（機(jī)械式）和無(wú)觸點(diǎn)式（電容式）兩大類(lèi)，早期鍵盤(pán)都屬于機(jī)械式，手感差、手指易疲勞、鍵盤(pán)磨損快、故障率高，現(xiàn)已不多見(jiàn)。電容觸控式使用手指和筆都能操作，使用方便，性能穩(wěn)定。掃描儀的性能指標(biāo)，包括分辨率、色彩位數(shù)、感光器件、掃描幅面和與主機(jī)的接口等。 可以繪制出復(fù)雜、精確的圖形，廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和建筑工程等領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造。其中MIDI音樂(lè)合成器把MIDI文件轉(zhuǎn)換成為波形信號(hào)，MIDI合成器包括數(shù)字調(diào)頻合成器（FM）和PCM波形合成器兩種。主要性能指標(biāo)，包括亮度、分辨率、光能量、燈泡壽命、水平掃描頻率、垂直掃描頻率及梯形校正等。 式中：Ra表示系統(tǒng)的可靠度，Ri表示第i單元可靠度。 容錯(cuò)主要依靠冗余設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以增加資源換取可靠性。 通?？煽啃员入p機(jī)系統(tǒng)要高，但是成本高。指均衡負(fù)載的雙機(jī)或多機(jī)系統(tǒng)。 3. 時(shí)間冗余 （1）A. 硬件和應(yīng)用軟件系統(tǒng) 例題1分析 （1）D 例題2答案 C. 十進(jìn)制 計(jì)算機(jī)采用了馮 （4）B （5）B （6）D 主要工作是執(zhí)行指令，按照指令的要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理。例題8 B. 地址總線(xiàn)寬度決定CPU可以訪(fǎng)問(wèn)的主存儲(chǔ)器的物理空間 工作電壓是指CPU正常工作時(shí)所需的電壓，CPU工作電壓分內(nèi)核電壓和I/O電壓兩種。例題9 衡量計(jì)算機(jī)硬盤(pán)技術(shù)的指。 例題9 C. 數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度決定CPU與內(nèi)存設(shè)備間一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘?例題8 計(jì)算機(jī)不能直接對(duì)磁盤(pán)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，程序運(yùn)行時(shí)，首先將磁盤(pán)中的數(shù)據(jù)文件讀到內(nèi)存，再根據(jù)指令的要求，將指定數(shù)據(jù)送到運(yùn)算器中進(jìn)行加工處理。 例題3答案D. 十六進(jìn)制 （2）D 本題考查計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成。 在通信和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，信息常以編碼的形式出現(xiàn)，采用奇偶校驗(yàn)碼、循環(huán)碼等冗余碼就可檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。 常用的是檢查點(diǎn) （CheckPoint）技術(shù)。 （1）增加程序，一個(gè)程序分別用幾種途徑編寫(xiě)，按一定方式執(zhí)行，分段或多種表決。 ②Standby方式。 （3）雙機(jī)熱備份。數(shù)據(jù)容錯(cuò)的策略就是數(shù)據(jù)備份，指的是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬磁盤(pán)上的一部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)到可脫機(jī)保存的介質(zhì) （如磁帶、軟磁盤(pán)和光盤(pán) ）上 .備份的策略有完全備份、增量備份和差分備份三種。容錯(cuò) 混聯(lián)系統(tǒng)的兩個(gè)典型情況為串并聯(lián)系統(tǒng)（如圖112所示）和并串聯(lián)系統(tǒng)（如圖113所示）。 圖111 并聯(lián)系統(tǒng) 常見(jiàn)的可靠性模型包括以下三種?？煽啃酝ǔ５陀诳捎眯?，因?yàn)榭煽啃砸笙到y(tǒng)在整個(gè)[0,t]時(shí)間段內(nèi)都必須正常運(yùn)行?？煽啃韵嚓P(guān)概念三維環(huán)繞聲技術(shù)有多種，包括SRS、Space均衡器技術(shù)、QSound和Spatializer等，可以將電信號(hào)還原成為聲音信號(hào)，分為無(wú)源音箱和有源音箱兩大類(lèi)，目前PC機(jī)使用的主要是有源音箱。為了使畫(huà)筆移動(dòng)步距所組成的折線(xiàn)盡量逼近欲繪制的直線(xiàn)或曲線(xiàn)，通常使用插補(bǔ)算法.繪圖儀按其結(jié)構(gòu)形式可分為滾筒式和平臺(tái)式兩種，滾筒式速度慢、精度不高。它能把主機(jī)輸出的程序、數(shù)據(jù)、字符及圖形打印在紙上。其功能是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，最終將文字與圖形顯示出來(lái)。 （6）聲音輸入設(shè)備。 （3）筆輸入設(shè)備。主要包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、筆輸入設(shè)備、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、聲音輸入設(shè)備及視頻輸入設(shè)備等。 （3）按信息傳送的控制方式分類(lèi)。 各位數(shù)據(jù)都是并行傳送，它以字節(jié)（字）為單位與I/O設(shè)備或被控對(duì)象進(jìn)行信息交換。 另一部分與外設(shè)相連接，這部分是非標(biāo)準(zhǔn)的，隨所連接的外設(shè)不同而差異較大。 （4）內(nèi)部定時(shí)與控制邏輯。用于存放處理器發(fā)過(guò)來(lái)的控制命令和其它信息，以確定接口電路的工作方式和功能。 因此每個(gè)接口電路都有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的設(shè)備選擇電路和中斷控制線(xiàn)路。 接口部件在它所連接的兩部件之間起著轉(zhuǎn)換器的作用，以便實(shí)現(xiàn)彼此之間的信息傳送。 （1）寫(xiě)直達(dá)法。 讓主存各區(qū)某組中的任何一塊，均可直接映射到Cache中對(duì)應(yīng)組的任何一塊位置上，即組間采取直接映射，而組內(nèi)采取全相聯(lián)映射。 這樣當(dāng)CPU訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存時(shí)，它所給出的一個(gè)字的內(nèi)存地址就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成Cache的地址。這個(gè)存儲(chǔ)器稱(chēng)為高速緩沖存儲(chǔ)器Cache. CPU訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)，無(wú)論是取指令還是取數(shù)據(jù)，所訪(fǎng)問(wèn)的存儲(chǔ)單元都趨于聚集在一個(gè)較小的連續(xù)區(qū)域中。 （1）記錄密度高、存儲(chǔ)容量大。 ①、位交叉技術(shù)。 硬盤(pán)出廠(chǎng)后必須經(jīng)過(guò)格式化才能使用，由于硬盤(pán)容量大，可以分成若干個(gè)區(qū)，供不同操作系統(tǒng)使用，所以硬盤(pán)格式化比軟盤(pán)格式化要復(fù)雜得多，硬盤(pán)格式化需要經(jīng)過(guò)下述三個(gè)步驟。 硬盤(pán)接口是硬盤(pán)與主機(jī)系統(tǒng)間的連接部件，用于硬盤(pán)緩存和主機(jī)內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸。在硬盤(pán)內(nèi)部讀寫(xiě)電路與接口之間設(shè)置一個(gè)緩沖存儲(chǔ)區(qū)，可以解決二者速度不匹配的問(wèn)題，從整體上提高硬盤(pán)讀寫(xiě)速度。又稱(chēng)為查找時(shí)間，指的是磁頭找到目的磁道需要的時(shí)間，它由磁盤(pán)存儲(chǔ)器的性能來(lái)決定，一般都在10ms以下。 在每個(gè)盤(pán)片上，磁介質(zhì)均勻地分布在一些同心圓上，形成一個(gè)盤(pán)面的磁道。 （4）調(diào)頻制（FM或FD）。 （3）調(diào)相制（PE或PM）。這種方式記錄密度低，抗干擾能力差。若寫(xiě)線(xiàn)圈中沒(méi)有脈沖電流，那么存儲(chǔ)元中的