请将“f”、“z”、“M”、“4” ------ 按ASCII码的大小把他们排起来。其实我们也用到这方面的知识解决问题: 若某单元格中的公式为“=IF(\教授\助教\”,其计算机结果为 A.TRUE B.FALSE C.教授 D.助教
怎么思考?―教授‖与‖助教‖谁大谁小?这里也涉及到一个默认的问题,结果是false,作何理解?
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上面是讨论的是西文字符的ASCII码,我国的汉字呢?采用国标2312-80(也说为汉字交换码),它是借用了扩展ASCII码来编写的,如“嘉”的交换码是(3C4E)16(见p.37第6行),如果用二进制来表示则为:(00111100 01001110)2。问题出现了,这个汉字交换码将与计算机内部的ASCII码混淆。怎么办呢?人为的在国标码的基础上将最高位的0改为1,即为(10111100 11001110)2,这个码就叫做汉字的机内码(或者说汉字在计算机内部的表示)。还有一个问题有待搞清楚,汉字字库中存储汉字字型的数字信息代码称为“字型码”,与汉字的编码不是同一个概念。弄的明白吗?例如:一个32*32的汉字数字信息在内存占几个字节?(有问题吗?请举手….)
问题1:在计算机内部用机内码而不用国标码表示汉字的原因是(?) A.有些汉字的国标码不惟一,而机内码惟一 B.因为使用国标码有可能造成计算机的误解 C.机内码比国标码容易表示
D.国标码是国家标准,而机内码是国际标准
问题2:下面(?)编码标准将ASCII码和世界上各种语言文字进行同一编码。 A.GB2312-80 B.GBK C.GB18030 D.Unicode
问题3:在GB2312-80汉字系统中,计算机把一个汉字表示为() A.汉语拼音字母的ASCII代码 B.十进制数的二进制编码
C.按字形笔画设计的二进制码 D.两个字节的二进制编码
问题4:已知“学校”汉字的机内码为D1A7H和D0A3H,请问它们的国标码、区位码分别是什么?如何验证其正确性?(给有兴趣的同学留的….可能不考,如果弄不明白我想也不成问题。)
(提示:机内码的形成:(1)按ASCII码组成区位码;(2)加上空格20H(即32D)构成了国标码;(3)加80H构成了机内码。 可以放出来….
( D1A7H ------- D1-80=51H, A7-80=27H (因为32D=20H) 51-20=31H, 27-20=7H ---- 3107H?4907D 然后进行验证,进入区位法输入:…看演示。 也可以换算为二进制考虑,80H=10000000B, 20H=100000B 有兴趣的同学可以试一下。)
问题5:汉字“文”的区位码是“4636”,则它的国标码和机内码分别是( ?)和(?)(提示:先把4636的区和位分别换算为16进制)
A.2E24H B.4E44H C.CEC4H D.4636H
思考题:内存有两个相邻的字节,其值为32H、42H,则这两个字节: (1)一定是两个西文字符的ASCII码 (2)一定是一个汉字的国标码 (3)一定是一个汉字的机内码
(4)可能是一个汉字的国标码,也可能是两个西文字符的ASCII码 ------------------------------------------------------------------------ 基本逻辑关系题:(p.39) 有一个类似的题目在Here中。 点击,Here ….
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第3章
一.冯.诺依曼结构计算机
当今的计算机仍然是冯.诺依曼结构计算机,它的要点是:
(a)计算机的基本结构:由五大部件组成,它们是:运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。
(b)数据和程序以二进制形式表示
(c)采用存储程序控制方式,即程序和数据以同等地位存放在存储器中,并按地址访问。(这一点可以保证计算机指令的自动执行)。 问题(07-08年的考题):现代计算机之所以能自动地连续进行数据处理,主要是因为(?)。 A.采用了开关电路 B.采用了半导体器件 C.具有存储程序的功能 D.采用了二进制 二.中央处理器CPU(又称微处理器)
1.CPU由运算器(又称算术逻辑单元ALU)、控制器和寄存器组成。
运算器:运算器可以完成算术和逻辑运算,各种算术运算均可在加法器中完成(其原理已讲过)。
寄存器:计算机从内存的指定地址取出的指令或数据都首先寄存在各类的寄存器中。 控制器:可对指令寄存器中的指令进行逻辑译码,产生并发出各种控制信号完成一系列操作。
在这里给出计算机的工作原理:计算机的工作原理其实就是一条指令的执行过程,其步骤为:
(1)取指:从内存中取出指令到CPU的内部寄存器中;(2)译码:对指令寄存器中的指令代码进行分析,产生微控制信号(3)执行:根据译码的结果,对执行部件发出控制信号并实施。“取指、译码、执行”这样的过程周而复始,不断重复,一直执行到停机指令为止。
2.CISC和RISC指令集:
CPU可以执行的指令集合称为指令集(Instruction Set)。若干指令的有序集合称为程序。 目前,处理器系统CPU的设计采用了两种类型的指令集:它们是CISC和RISC指令集,要求知道它们的中文名:前者为“复杂指令集计算机”,后者为“精简指令集计算机”。
3.CPU的性能指标:
(1)主频:什么是主频?指CPU的工作频率
例如某Pentium 4 CPU,其主频为3.05GHz,表示什么?指每秒中产生3.05*109个电脉冲,CPU的每一个动作将由脉冲驱动。
(2)字长:什么是字长?指CPU一次性所能处理数据的二进制位数。字长越长,CPU可同时处理的数据位数就越多,工作速度就越快,数据的精度也就越高。CPU按字长可分为8、16、32和64位。奔IV处理器为64位,微软也推出了64操作系统。) (3)浮点运算能力。
(4)高速缓存(Cache):Cache中文全名是高速缓冲存储器。要求大家知道“高速缓存”是干什么用的?它是用来预存储指令或数据的(指令或数据从内存中以“块”的形式复制过来,主要用途是为了解决CPU运算速度和主存的读写速度不同步问题。)….具体看我课件中的描述。Cache其实是分成一、二、三级的(不展开了…)。
(5)指令集:什么是指令集?(前面说过这句话:CPU可以执行的指令集合)。CPU的强大功能依赖于它所能识别的指令系统。 在这里再提一下外频(p.55),什么是外频?指CPU与外围部件进行信息交换的频率(书上后面又说为:外频是系统总线的工作频率,其实说的是一回事),衡量计算机的运算速度主要取决于外频。计算机运算速度是一个“等效速度或平均速度”:定义为各种指令平均执行时间加权计算得到。要记单位:MIPS(每秒钟内百万指令数)。
问题1:CPU是计算机执行程序的部件,一般为一片或几片大规模集成电路构成。以下哪些可以作为衡量一个CPU性能的主要技术指标(?)?(有4个答案正确)
a. 频率(主频) b. 指令集 C. 显示分辨率 d. 字长
d. 网络接口 e. 多媒体处理 f. 浮点数运算能力 I. 通信接口
问题2:衡量CPU性能的主要技术参数是指_______、_______、字长和浮点运算能力。运算速度的单位是 。(上面一题就是参考答案)
问题3:Cache中文名是 。它位于 和 之间的存储器,主要用途是为了解决CPU运算速度和主存的读写速度不同步问题。(通过预读取指令技术来解决以上问题….) 问题4:如果有人问你衡量计算机性能指标有哪些?
a. 主频 b.字长 c.外存容量 d. 内存容量
点击,Here ….
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三.存储器(p.56)
1. 存储器的单位:
首先说一下存储器容量的单位,它的单位是“字节”,可用B来表示。比B大的有KB、MB、GB、TB,它们之间是1024倍的关系。
2. 主存储器:(内部存储器,CPU可以直接对它进行读写操作。)
主存储器分为RAM和ROM。一般来说,RAM中用来存放数据和机器指令,而一些固定不变的信息(即数据和程序)则放在ROM中,我们曾经讲过的BIOS程序就固化在位于主板上的ROM芯片中。(思考BIOS程序的作用呢?见p.137,自己看…BIOS本身是内存的一部分…)
RAM有一个特点要记住:存储介质为半导体材料,是个易失性存储器,而且需要用电来维持。
ROM为只读存储器,还有可编程ROM(记为PROM),可擦除ROM(记为EPROM),还有EEPROM(是电(Electrical)擦除的) ---- 闪存(Flash Memory)的原理就来自EEPROM,闪存是一个可读写非易失性的半导体存储器,其应用已经非常广泛(如各种数码产品),U盘是以闪存为存储介质的存储设备,而且支持USB接口。其实现在有许多外设都支持USB接口,按USB接口标准传输数据。
3. 内存的存储地址和存储单元(p.58):
存储地址也是用二进制编码表示的,这里可能要求你根据地址线计算存储容量。例如:根据地址线多少求寻址空间
问题:CPU可通过地址总线寻找主存的指定单元,地址总线的线数决定了主存存储空间的大小。24线的地址总线的存储空间是______。(自己回去做一下…) 存储单元的概念(可看p.58):例如:存储器有1024个单元(1KB),那么地址码为0-1023,对应的地址编码为0000000000-1111111111,需要10根地址线。(提示:1024是什么?是210的结果,其中10就是指10根地址线)
问题:如果一个存储空间,其地址为1000H~1FFFH,则它的容量为____字节。1FFFH-1000H+1=1000H = 4096D,即为4096个字节,因为一个地址对应一个存储单元,而一个存储单元可放一个字节(07-08年考试题目)。
3. 辅助存储器(即外存):
(1)磁盘(主要讨论硬盘):是用磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作为载体来存储信息的。磁盘(包括硬盘和软盘)、磁带存储器均属于磁表面存储器。 磁表面存储器的优点:(1)存储容量大,价格低;(2)记录介质可以重复使用;(3)记录信息可以长期保存而不丢失,可以脱机存档。
磁表面存储器的缺点:存取速度较慢,机械结构复杂(机械装置),对工作环境要求较高。
硬盘结构:硬盘是一组涂有磁介质塑料圆盘组合而成的,可以试着回想一下上课时讲过的那个模样….(可看p.62的实物图),这里我要求大家能说出硬盘上数据的物理地址,即磁头(哪个面)、柱面(即磁道)、扇区(或“蔟”,存储信息是以簇为单位的。)(这是一个物理空间地址)。 (2)光盘:光盘存储器(使用激光原理实现数据的存取)容量是大约650MB,除了CDROM, 还常用CD-R(R是Recordable,可刻录光盘) (3)闪存(Flash Memory):现在市场上有各种各样的闪存产品,其中有一种利用闪存设计成USB接口的微型数据盘(称为U盘)已经取代了软盘。 顺便问一下:USB的英文全名是:(?),中文名是:通用串行总线(或者说通用串行接口)。USB是一种新型的外设接口标准(相对于ISA、PCI、AGP接口来说,是一种目前比较受欢迎的接口标准)。可以接一些什么外设呢?如可作为鼠标、键盘、打印机、扫描仪、U盘、移动硬盘、数码相机等设备的接口。我们知道打印机一般是使用“并行通信端口”(如Lpt1)为接口的,而鼠标则使用串行端口Com1)。
但它们已经开始逐步被USB接口标准所取代。(注意:设备名Lpt1、Com1不能取作文件名!为什么?上课说过了!----因为是设备名,在Windows系统中称为保留字。)
4. 存储层次的概念:
为了解决对存储器要求容量大,速度快,成本低三者之间的矛盾,目前通常采用多级存储器体系结构,称为存储层次(Memory-Hierarchy)
(看书上p.60)。
思考如下问题(可能会在问答题中出现,如果上机考试,如何?):
产生存储层次的原因(为什么计算机要采取多级存储器体系结构):
从CPU的角度来说,CPU的高性能(即高速运行)要求存储器也要高速度和大容量。但是,要求存储器既有高速度又有大容量,这是有困难的。因为高速的存储器价格昂贵且容量小,而容量大价格低的存储器却读写速度慢。为了解决这一矛盾,计算机采用了多级存储器体系结构,离CPU近的,使用读写速度较快的存储器(例如寄存器、cache等),离CPU远
的,使用读写速度较慢的存储器(例如硬盘等)。这样可以较好地解决上述矛盾。其理论依据是时间局部性原理和空间局部性原理。----- 但是今年考的可能性不大,改革了!不过从了解计算机的组成结构来说,还是有必要知道的。
问题2:Cache在存储层次中的作用?(同理,下面问题不大会考)
在存储层次中,Cache在CPU和主存之间。我们已经知道,CPU的运算速度远远高于主存储器的读写速度,因此在CPU工作时,多半时间化在内存的读写上,这样难以提高计算机的性能。为此,在CPU和主存之间设计一个高速缓冲存储器Cache,在CPU请求指令时首先把数据或指令从主存中以程序块的形式复制到Cache中,供CPU访问。由于CPU访问Cache比直接访问主存快得多,从而可大大减少CPU与主存进行数据交换的等待时间。当然,如果Cache中没有要找的指令,CPU也要直接到内存中读取,这里就有一个所谓“命中率”的问题,什么是“命中率”?(你自己能给定义吗?…) 5. 虚拟存储器系统 (p.68和p.162都讲到,可以自己看一下)
Virtual Memory,它是一种存储器管理技术,可通过软硬件的结合一起来实现。其目的是用来扩大用户的可用主存空间。
思考:虚拟存储器的作用(考的可能性不大)(答题时可以先说一下什么是虚拟存储器)。(click Here)
四.总线(p.70)
从物理上说,总线就是一组导线,计算机所有部件都通过总线连接。从逻辑上看,总线是传送信息的公共通道。在p.70倒数第1行还有内部总线和外部总线的概念。 这里要求掌握到什么程度,可看一下问题:
总线是计算机各部件之间传送信息的公共通道。按照所传送的哪种信息则可分为 总线、 总线和 总线。(答:地址总线、数据总线、控制总线)
五.若干问题
下面还有几个问题与硬件相关知识有联系:(自己做一下)
问题1:有关计算机外部设备的知识,以下说法中___ 、___、是正确的。 A.喷墨打印机是击打式打印机
B.键盘和鼠标器都是输入设备,它们的功能相同 C.显示系统包括显示器和显示适配器
D.光盘驱动器的主要性能指标是传输速度和纠错性能 问题2:计算机的RS-232口(在p.77提到过),被称为串行口,它和外设的数据通信的是按(?)
a.字节传送 b. 字传送 c. 位传送 d. 十进制传送
问题3:一般我们称计算机中RAM为内存,它在计算机组成结构中占重要的作用,因为它是(?)
a.它被直接安装在主板上 b.它与CPU直接进行交换 c.程序运行时,从外存先调入到内存中存放 d. 以上都是。(我觉得这个答案应该选d)
问题4:计算机有很多类型的外部设备,它们以哪种方式和主机实现连接。从下面选一个:
a.插件方式和固定方式 b. 并行方式和固定方式
c. 并行方式和串行方式 d. 无线方式和固定方式
问题5:一般可以把计算机硬件系统归纳为三个子系统,他们是(选3个): A.处理器子系统,也就是CPU子系统
B. 语言子系统,包括程序设计语言和语言处理系统