電腦硬體常識

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3．什麼是機器數？

答：電腦可以直接識別的數稱為機器數。

 

4．數值資料的三要素？

答：計數進位制；小數點位置 ； 符號。

 

1．什麼是匯流排？它有什麼用途？試舉例說明。

答：匯流排是串連兩個或多個功能組件的一組共用的資訊傳輸線。用途：實現組件之間的資訊傳輸。如ISA，PCI AGP等匯流排

 

2．匯流排通訊採用的方式有哪幾種？各有什麼優缺點？

答：一般採用三種方式：同步通訊方式、非同步通訊方式、半同步通訊方式。

通訊雙方由統一的時鐘控制資料傳送稱同步通訊方式。這種通訊方式的優點是規則明確、統一，缺點是在時間上必須完全要求同步一致、通訊雙方必須速度完全相同。

非同步通訊方式沒有統一的時鐘，為了協調發送和接收雙方的資料通訊，通訊雙方採用應答方式。主裝置發出請求（Request）訊號後，一直等待從裝置的響應Ack（Acknowledge）訊號，然後才開始通訊。適合速度差異較大的裝置之間的通訊。

半同步通訊結合了同步通訊與非同步通訊的優點，既保留了同步通訊的基本特點，同時又像非同步通訊，允許不同速度的裝置和諧地工作。

 

3．什麼叫訊號線的分時複用？試比較採用專用訊號線和分時複用訊號線各自的優缺點？

答：訊號線分時複用是指在同一訊號線上，不同的時間傳送不同的資訊，例如，地址/資料分時複用匯流排，在一段時間上傳輸地址資訊，另一段時間上傳輸資料資訊。

專用訊號線的優點是速度快，缺點是成本高；複用訊號線優點是成本低，缺點是速度慢。

 

4．在非同步通訊中，握手訊號的作用是什嗎？

答：握手訊號的作用是保證通訊雙方都已準備就緒，可以進行資料轉送而不會遺失資料。

 

5．什麼情況下需要匯流排仲裁？匯流排仲裁的目的是什嗎？有哪幾種常用的仲裁方式？各有什麼特點？

答：當多個裝置同時要求使用匯流排時需要匯流排仲裁；

匯流排仲裁的目的決定哪個主控裝置優先使用匯流排。

有集中控制方式和分布控制方式。

集中控制方式是在系統中設定一個獨立的硬體裝置—匯流排控制器來分配匯流排時間。集中仲裁又可以分為菊花鏈查詢方式、計數器定時查詢方式和獨立匯流排請求訪問仲裁方式。

分布控制方式沒有匯流排控制器，每個裝置都包含存取控制邏輯，這些模組共同作用分享匯流排。

1．  馮.諾依曼電腦體系的基本思想是什嗎？按此思想設計的電腦硬體系統應由哪些組件組成？各起什麼作用？

答：馮.諾依曼電腦體系的基本思想是（1）採用二進位形式表示資料和指令；（2）採用儲存程式的工作方式；（3）由運算器、控制器、儲存空間、輸入裝置和輸出裝置五大功能組件組成電腦硬體系統，並規定了這五部分的準系統。

作用：（略）

2．  電腦系統的主要技術指標有哪些？

答：機器字長、主頻、儲存容量、運算速度、可靠性和相容性。

1．什麼是指令周期？什麼是機器周期？什麼是刻度？三者有什麼關係？

答：指令周期是讀取並執行一條指令的時間。將指令周期劃分為幾個不同的階段，每個階段就是機器周期，如取指令、取原運算元、取目的運算元、執行等。將一個機器周期分成若干個相等的時間段，每個時間段就是刻度（節拍脈衝）。周期表示執行指令的不同階段，節拍為機器機器某一操作所需的延遲時間，一個周期包含可幾個節拍。

 

2．微程式控制器有何特點（基本設計思想）？

答：設計比較規範，容易擴充，修改方便，由於用軟體的方法實現，執行速度較慢。

3．某顯示器的解析度為1024;768，24位真彩，試計算為達到這一顯示，需要多少位元組的顯示緩衝區？

答：需要的顯示緩衝區=1024;760×24÷8bit=2304KB

1．比較程式直接控制方式、程式中斷控制方式、直接儲存空間存取控制方式（或DMA方式）的特點。？

答：程式直接控制方式：直接通過I/O指令傳輸資料，控制簡單；不能實行CPU與外設並行工作；系統中存在大量高速外設會造成資料丟失。

程式中斷控制方式：通過中斷方式傳輸資料。能實行CPU與外設、外設與外設並行工作；可以處理複雜事務、實現故障處理提高系統的可靠性；可以實現人機對話方便使用者使用電腦。適合低速裝置。

直接儲存空間存取控制方式（或DMA方式）：資料轉送過程中完全有DMA控制器控制，佔用CPU時間最少；只能實現簡單的資料傳送不能進行複雜的交易處理。適合高速成塊資料轉送。

3．USB介面的主要特點？

答：傳輸速度快（480Mb/s）；支援熱插拔；可以給USB裝置提供電源等。

二、填空 2. 世界上第一台數字式電子電腦誕生於 1946  年。 6.馮·諾依曼機器結構的主要思想是 1.採用二進位代碼錶示資料和指令；2．採用儲存程式的工作方式  ；3．電腦的硬體系統由五大部分組成。 7. 馮·諾依曼機器結構由 控制器、儲存空間、運算器、輸入裝置和輸出裝置五大部分組成。 8. 中央處理器由 運算器和控制器 兩部分組成。 13. 電腦的相容性是指：一台電腦上的程式不加任何修改可在另一台電腦上正確啟動並執行特性  。 14.表示電腦硬體特性的主要效能指標有:字長、主頻 、儲存容量 、相容性、資料處理速度、可靠性、資料傳送速率。（填5個以上） 20．電腦的字長決定 寄存器 、 運算組件 和 資料匯流排 的位元。 2．（27．25）10轉換成十六進位數為（1B．4）16。 3．（0．65625）10轉換成位元為(0．10101）2。 4．在原碼、反碼、補碼三種編碼中，補碼 數的表示範圍最大。 5．在原碼、反碼、補碼三種編碼中，符號位為0，表示數是正的 。符號位為1，表示數是負的。 7. 在補碼、移位碼表示的機器數中，零的表示形式是唯一的。 8．-11011011的補碼為 100100101，原碼為111011011，反碼為 100100100。 9．11001010的補碼為011001010，原碼分別為011001010，反碼為011001010。 13．真值為－100101的數在字長為８的機器中，其補碼形式為11011011。    14．浮點數一般由  指數部分和尾數部分  兩部分組成。 15．在電腦中，“A”與“a”的ASCII是  41H 與 61H  （或65；97）  。 16．在電腦中，一個字母或數字用  8  位ASCII表示（或7位二進位，且佔一個位元組）。 19．X=1011001,它的偶校正碼為 0 。 21．下列資料代碼設為偶校正，請在括弧內填寫相應的偶校正位。     A、（1）1101011      B、（0）0101101 23．表示一個資料的基本要素是   計數進位制     、   小數點位置  、 符號    。 26．機定點整數格式字長為8位（包含1位符號位），若x 用補碼錶示，則[x]補的最大正數是   127   ，最小負數是   -128     。（用十進位真值表示） 4．已知：X=0.1011，Y= —0.1101。（X+Y）補=１．１１１０ 。 5．已知：X=－0.1011，Y= 0.1101。（X+Y）補=０．００１０。 6．已知：X=－0.0011，Y= —0.0101。（X+Y）補= １．１０００ 。 7．已知：X=－0.0111，Y= 0.1101。（X+Y）補= ０．０１１０ 。 20．若Ａ＝１００１Ｂ，Ｂ＝１０１０Ｂ，那麼Ａ∨Ｂ＝１０１１Ｂ。 21．若Ａ＝１００１Ｂ，Ｂ＝１０１０Ｂ，那麼Ａ∧Ｂ＝１０００Ｂ。 22．若Ａ＝１００１Ｂ，Ｂ＝１０１０Ｂ，那麼Ａ⊕Ｂ＝００１１Ｂ。 1. 儲存空間的作用是以二進位形式存放程式和資料。 2．對儲存空間可進行的基本操作有兩個:讀出操作和寫入操作。 3．如果任何儲存單元的內容都能被隨機訪問，且訪問時間和儲存單元的物理位置無關，這種儲存空間稱為隨機儲存空間。 4．記憶體是電腦主機的一個組成部分，它用來存放正在使用的或經常使用的程式和資料。 5．在斷電後資訊即消失的儲存空間稱為非永久記憶（或易失性）的儲存空間。半導體讀寫儲存空間RAM屬於非非揮發性儲存體器。 7．外存（或輔存）中的資訊不能被CPU直接存取。 19．一個16K×32位的儲存空間,地址線和資料線的總和是46 。 20．一個512KB的儲存空間,地址線和資料線的總和是27。　 21．一個16K×16位的儲存空間,地址線和資料線的總和是30 。 22．某電腦字長是16位它的儲存容量是64KB,按字編址,該機的定址範圍是32K  。 23．某電腦字長是64位它的儲存容量是1MB,按字編址, 該機的定址範圍是128K 。 25．某一RAM晶片其容量為512×8位,除電源和接地端外該晶片引線的最少數目是 18（或19讀寫分開）。　 26．某RAM儲存空間容量為32K×16位則地址線為15根,資料線為16根。 27．某RAM儲存空間容量為128K×16位則地址線為17根,資料線為16根。 28. 儲存空間與其他組件之間主要通過資料線，地址線和讀、寫控制線進行串連。 30．16位機中，若儲存空間的容量為1MB，則訪存時所需地址線應有 20根。 31．儲存空間晶片並聯的目的是為了增加儲存空間的字長。 32．儲存空間串聯的目的是為了增加儲存空間的單元數。 33．儲存空間串聯時，需要將地址碼分成兩個部分，一部分送晶片地址線，一部分經解碼後送儲存晶片的片選位。 34．要組成容量為 4M×8位的儲存空間，需要8 片4M×1位的晶片，或需4片1M×8位的儲存晶片。 35．構成32MB的儲存空間，需要1M×1位的晶片256片 36．Cache是指介於CPU與主存間速度快容量較小的高速緩衝儲存空間。 39．引入cache的目的是彌補CPU與主存間存在的速度差。 43．常用的替換演算法有LRU（最近最少使用法），FIFO（先入先出法）和OPT（最佳置換法）三種。 1．系統匯流排是一組傳輸公用資訊訊號線的集合。 2．匯流排的共用性，即匯流排所串連的組件都可通過它傳遞資訊。 7．匯流排頻寬是匯流排本身所能達到的最高傳輸速率 。 8．匯流排的時間特性定義了每根線在什麼時間起作用。 11．按匯流排傳送資訊的類型可將匯流排分為：地址線，資料線，控制線，電源線和地線。 12．按資料傳送格式，可將匯流排分為並行匯流排與串列匯流排。 14．按時序控制方式，可分為同步匯流排與非同步匯流排。 22．電腦系統的輸送量是指流入處理和流出系統的資訊的速率。 23．系統匯流排包括地址線、資料線、控制線和各種電源線。 24．現在的微機中最流行、最常見的系統匯流排有ISA匯流排、PCI匯流排（PCIE）和AGP匯流排。 30．匯流排控制方式分為集中方式與分布方式兩類。 31．集中式匯流排控制主要有菊花鏈查詢方式、定時計數器查詢方式、獨立請求方式。 32．匯流排通訊分為同步和非同步兩種。 33．菊花鏈式查詢的主要優缺點是控制簡單，對電路故障最敏感且裝置的優先順序是固定的。 34．主控組件與被控組件採用同一定時系統稱為同步通訊。 35．主控組件與被控組件不採用同一定時系統稱為非同步通訊。 1．電腦硬體能夠識別並直接執行的指令稱為 機器指令。 2．指令系統是電腦硬體所能識別的系統，它是電腦軟、硬體之間的介面。 3.一台電腦所具有的各種機器指令的集合稱為該電腦的指令系統 。 4．組譯工具的功能是將彙編來源程式轉換成目標代碼 。 。 11．用於對某個寄存器中運算元的定址方式稱為寄存器直接定址。 12．寄存器間接定址方式中，運算元處在主存單元中。 13.變址定址方式中，運算元的有效地址等於變址寄存器內容加上形式地址。 15．每條指令由兩部分組成，即_作業碼_，_運算元_。 17．指令中的地址碼即是運算元的實際地址，這種定址方式稱作_直接定址_。若指令中的地址碼即是實際的運算元，這種定址方式稱作_立即定址_。 18．在儲存空間堆棧中，需要一個 堆棧指標SP ，用它來指明 棧頂 的變化。 20．在下列定址方式中為了取出運算元，需訪問記憶體幾次。 　　　A. 立即定址__0_次　　　　 B. 直接定址_1_次 　　　C. 一級間接定址_2_次　　　D. 二級間接定址__3_次 1．中央處理器是指運算器和控制器。 4．CPU 中通用寄存器的位元取決於機器字長。 6．指令周期是指取出並執行一條指令所需的時間。 7．任何一條指令的指令周期的第一步必定是取指周期。 8．CPU取出一條指令並將其執行完畢所需的時間是指令周期。 9．指令周期一般由取指、取運算元（包括取源運算元和取目的運算元）和執行三個部分組成。 11．同步控制是由統一時序訊號控制的方式。 14．時序訊號的定時方式，常用的有同步控制、非同步控制、聯合控制三種方式。 15.構成控制訊號序列的最小單位是微命令。 25．電腦的核心組件是CPU，控制著電腦內 資訊流 和

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