水线,将一条指令的执行,分成许多个小的步骤,多条指令同时执行,但它们处于不同的阶段。因此:CPU内部时钟频率很高。
④ 流水线与CPU内部时钟频率关系?流水线级别多,CPU内部时钟可以很高,CPU执行
效率高。
⑤ 超标量结构允许多个执行部件同时执行,因而有多条流水线同时进行。
⑥ 指令预取部件:将即将要执行的指令从L2CACHE中预先取出,并通过指令译码,将
译码出的微操作代码放在执行跟踪CACHE中。这样以后执行指令时,直接从执行跟踪CACHE中取出微操作直接执行(节省了指令译码的时间,加快了CPU执行的性能) [二]超线程
①什么是超线程?一个CPU同时执行两个线程。什么是线程?CPU中一个指令流(即:取指令、指令译码、执行指令、指令计数器加1.。再重复这样的步骤)
②超线程带来何种效果?物理上只有一个CPU,但操作系统看到的却是两个CPU,因而同一时间可使用物理CPU中的不同部份。提高了操作系统中多任务、执行多线程的能力。 ③超线程的缺点:达不到两个物理CPU的性能。因为两个线程要共享物理CPU中的核心资源。
④怎么办?采用多核心CPU。在一个VLSI中集成多个CPU核心。每一个核心都是超线程(两个线程)。如:2核心4线程。或4核心8线程。
⑤核心结构:每一个核心有自己的寄存器组、L1CACHE、执行部件。 ⑥核心之间:共享L2CACHE及CPU总线。
8)指令:二进制数。是构成程序的基本单位。 即:什么是程序?指令的序列。 一条指令大小:至少一个字节。 格式:操作码和操作数地址组成。
什么是操作码?规定每一种操作(如:加、减等操作)的代码。 操作码能省略吗?必须有。不能省略。
什么是操作数地址?指令要处理的数据或者数据所在的位置。 操作数地址可以省略吗?可以省略。
指令在硬件上能直接执行吗?是硬件上唯一可以执行的。
一条指令的执行有哪几步?取指令(由控制器完成,指令计数器给出指令在内存中的地址,取出的指令临时放在控制器中的指令寄存器中。)、指令译码(由控制器中的译码电路译出指令,发出各种控制信号)、执行指令(由运算器完成,相关的寄存器放有操作数)、指令计数器加1.
9)什么是指令系统?一个CPU所能执行的全部指令。
指令系统与机器语言的关系?机器语言就是指令系统。因此:机器语言程序是硬件直接执行。
不同公司生产的CPU相互兼容吗?通常由于指令系统不相同。因而CPU不兼容。 注意:特例:AMD生产的CPU与Intel生产的CPU是兼容的。
同一公司生产的CPU兼容吗?不一定。同一公司生产的同一系列的CPU肯定是兼容的。 什么是向下兼容?由于新的CPU的指令系统是在老的CPU指令系统的基础之上扩充而来的,因而针对老的CPU指令系统写的程序在新的CPU中当然能够得到执行。这就叫新的CPU向下兼容老的CPU(新的向下兼容老的。不要弄反了)。如:Intel CPU 发展(从老到新)8086-?80286-?80386-?80486-?Pentium ?Pentium Pro-?Pentium II-?Pemtium III -?Pemtium 4-?Pentium D-?CORE2。那么问:CORE2 向下兼容 80286吗?答:向下兼容.
MMX指令是用于处理什么的?用于处理多媒体信息的指令。提高CPU处理多媒体信息的能力。 SSE指令是什么?单指令多数据指令。128位长。用一条指令可处理多对数据。提高CPU处理效率。
10)CPU的性能到底表现在什么地方?表现在,CPU执行程序的快慢。
11)计算机系统的性能与CPU的性能有什么关系?主要由CPU性能决定,但其它部件性能也很重要。如问:计算机A与计算机B,其它配置相同,如果计算机A的CPU性能是计算机B的CPU性能的2倍,则计算机A的系统性能是计算机B的系统性能的2倍?答:不是。达不到2倍。1倍多。
12)影响CPU性能指标的因素有哪些?
①字长。什么是字长?CPU中整数寄存器与定点运算器的宽度。如问:若地址线36位,整数寄存器是32位,则CPU的字长是多少?答:32位。 字长越长,性能越高。
②主频(CPU内部时钟频率):主频越高,执行一条指令的时间就越少。 ③CPU总线速度。CPU总线(FSB)频率及数据线宽度。 ④CACHE容量与结构。
⑤指令系统。Intel指令系统新增的指令:MMX-?SSE-?SSE2?SSE3 ⑥CPU逻辑结构:多核心、超线程、流水线、超标量结构等。
13)有哪些度量CPU性能的指标?MIPS(百万条定点指令/每秒)如:100MIPS。MFLOPS(百万条浮点指令/每秒)、TFLOPS(万亿条浮点指令/每秒)。
四、PC主机
1)什么是主板?即母板。是PC机的核心部件。
2)主板上安装有什么?CPU插座(CPU)、芯片组、存储器(SIMM或 DIMM)插座、总线、I/O控制器等
3)外围设备如何连接在主板上?通常I/O接口或扩充卡。
4)什么是扩充卡?扩充卡就是相应设备的I/O控制器。做成卡的形状,插入在主板的I/O总线插槽中。注:若是显卡,则实际上插入到CPU—存储器的总线上。 由于VLSI的发展,现在的扩充卡的功能都已集成到芯片组中了。(如:网卡、显卡、声卡等),另外,注意:键盘、MOUSE、并口、串口的控制器功能集成到Super I/O芯片中(不在芯片组中)。
5)目前有哪些I/O总线插槽?ISA(已淘汰)、VESA(已淘汰)、PCI(差不多要淘汰,特点:频率33M;数据线宽度:32位或63位;这样带宽:33M*32*1/8=133MB/S或33M*64*1/8=266MB/S)、PCI-E(目前使用,特点:串行传输、点对点,有PCI-E x1、PCI-E x4、PCI-E x8、PCI-E x16如:x16表示16个传输通道,故:如果设每一个通道速率:250MB/S,则:表示:PCI-E x1是250MB/S,PCI-E x16是:250MB*16=5GB/S) )
6)有哪些连接到CPU总线插槽(用于显卡)?AGP、PCI-E 等。
7)主板的尺寸?目前已标准化,以方便于主板的互换。有ATX标准和BTX标准。 8) 什么是芯片组?是一个VLSI,可看成是大部分I/O控制器的集成。 9)北桥芯片组与CPU、内存、显卡之间关系?
①以北桥芯片组为核心、CPU、内存、显卡各自单独与北桥芯片组相连接,通过北桥芯片组,各自之间进行数据传输。用于高速传输。
②因此:芯片组与CPU必须要配套。芯片组与内存要配套。芯片组决定了物理内存容量的
最大的安装大小。内存类型、速度。
10)南桥芯片组作用?PCI总线插槽(连接各种外围设备的扩充卡如网卡,即:设备的控制器)、USB接口、硬盘接口、BIOS、CMOS等。
11)网卡、声卡集成到何处?集成到了南桥芯片组。 12)北桥与南桥之间再直接连接。 13)因此在PC机中:输入数据的流动是什么?数据从输入设备-?I/O接口-?南桥芯片组(集成有设备的控制器)-?北桥芯片组-?内存中某处.
14)什么是BIOS?①基本输入/输出系统
②用什么制作?Flash Memory制作。
③什么特点?停电数据不丢失(因而是是一种ROM,即Flash ROM)。可在线修改内容(快擦写存储器)。
15)BIOS中有哪些程序?四类:①加电自检 ②自举(系统主引导记录的装入程序) ③CMOS设置程序 ④基本外围设备的驱动程序。这些程序都是机器语言程序。 16)BIOS中程序何时执行?计算机加电时,总是首先执行BIOS中程序。
17)加电自检程序做什么?测试系统各部件的工作状态是不是正常。若不正常,则系统报警并停机。运行时会读取存放在CMOS中的硬件配置参数数据。
18)自举程序做什么?读取CMOS,按CMOS中设置的启动顺序,依次查找启动设备上的主引导记录并将它读入到内存中。然后控制权转移给该主引导记录(即:运行该引导记录的程序)。
注:什么是主引导记录?是一段机器语言写的程序。大小不超过512字节。不同的操作系统有自己的引导记录。作用:操作系统的引导记录,将本操作系统本身的大量程序从外存调入内存中运行。
19)BIOS中程序的基本执行次序是什么?加电自检-?自举(系统主引导记录的装入程序)-?主引导记录(进一步传递到:操作系统的引导程序)?操作系统.
20)CMOS设置程序什么?设置、修改CMOS中数据。如:设置开机口令。修改日期、时间 、设置启动的先后顺序等等。
21)何时可以调出CMOS设置程序进行运行?在自举程序运行之前,按下某一个特定的键。 22)哪些设备的驱动程序在BIOS中,哪些不在?基本的设备都在。键盘、显示器、硬盘、光盘、串口、并口。注意:打印机、扫描仪等都不在(不在上述列的清单中的)。
23)CMOS是什么?易失性存储器。要主板是电池供电。存放系统中重要的配置参数信息。如:开机口令等。
24)CMOS与BIOS比较?CMOS只放数据,不放程序。BIOS中放四类程序,主要数据在CMOS中。CMOS要电池供电,易失性的。BIOS是非易失性的,停电数据不丢失。CMOS是RAM,而BIOS是ROM。
五、内存
1)存储器分为:内存与外存。
2)计算机中存储体系,主要解决什么问题?速度快的存储器价格高,速度慢的价格低。因此,为了达到最优的性能/价格比,使用存储体系,相互取长补短、协调工作。
3)速度从快到慢的顺序:寄存器-?CACHE-?内存-?外存(U盘、硬盘、光盘)-?后备存储器(磁带、光盘库)
4)内存用什么制作?VLSI(半导体)
5)分类?随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两大类。 随机存取存储器中的信息,可以由指令随机地读出与写入。
RAM又可分为静态RAM和动态RAM。
按照ROM的内容是否(或怎样)改写,ROM可分为①不可在线修改内容 ②Flash ROM(快擦除ROM,闪光ROM或闪烁存储器),可在线修改内容[电压低时只读,电压高时修改]。用于:主板BIOS、数码相机、U盘。
6)DRAM特点是什么?电路简单、集成度高、成本低、价格低、功耗小、速度慢(比CPU)、需要动态刷新。停电后数据丢失。 7)DRAM用于什么场合?主要用于内存。硬盘中的CACHE也是使用的DRAM。注意:不是SRAM。 8)SRAM特点是什么?电路复杂、集成度低、成本高、价格高、功耗大、速度快(集成在CPU内部)、不需要动态刷新。停电后数据丢失。
9)SRAM用于什么场合?主要用于CACHE。CACHE已集成在CPU内部。 10)内存如何编址?
①每8个二进制位作为一个整体,一齐读、一齐写。因此:8个二进制位你为:一个字节。位:bit,用小写b表示。字节:Byte,用大写B表示。即:以字节为基本单位进行读/写。注意:不要以为每一次只能读写一个字节。可以一次读写2个、3个、若干个字节。反正是字节的整数倍。
②以字节单位连续编址,从0开始。设有n个字节,则第一个字节的地址一定为:0,最后一个字节的地址一定是:n-1。将它们化成十六进制即可。连续编址的含义是:若当前字节的地址是m,则下一个字节的地址一定是:m+1。 对比:外存如何编址?
注意:硬盘(外存)的编址不是这样的,硬盘编址是:磁盘号、柱面号、扇区号。是以扇区为基本单位进行编址(不是字节),
问:计算机中存储器是以字节为单位统一编址的。答:错误。
1020103010
11)内存容量单位:1B=8bits 1KB=2B=1024B 1MB=2B=2KB 1GB=2B=2MB
4010
1TB=2B=2GB
3
对比:外存容量单位。注意:外存容量单位是以1000计算的。如:外存1KB=10B=1000B
6912
1MB=10B=1000KB 1GB=10B=1000MB 1TB=10B=1000GB
12)什么是内存的存取时间?地址被选定后,内存读出数据并送到CPU所需要的时间。单位
-9
通常是:ns(纳秒:10秒) 如:10ns. 13)内存DRAM的种类有哪些?SDRAM、DDR SDRAM(频率是SDRAM的2倍)、DDR2 SDRAM(频率是SDRAM的4倍)、DDR3 SDRAM(频率是SDRAM的8倍). 14)如何计算内存的带宽?
计算公式是:带宽=实际传输频率*数据线宽度/8。
设SD RAM频率(即 存储器频率 )是100M,数据线宽度是64位,则:
DDR SDRAM 带宽=100M*2*64/8=1.6GB/s 说明:DDR SDRAM 实际频率是:100M*2 DDR2 SDRAM带宽=100M*4*64/8=3.2GB/s 说明:DDR2 SDRAM 实际频率是:100M*4 DDR3 SDRAM带宽=100M*8*64/8=6.4GB/s 说明:DDR3 SDRAM 实际频率是:100M*8
练习:若存储器频率是133M,数据线64位,则DDR SDRAM 、DDR2SDRAM、DDR3 SDRAM带度分别是多少?
15)内存条是如何封装?DDR 、DDR2 均是DIMM(双列直插式),触点分布在内存条的两面。
相关推荐: