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第1章计算机系统知识

大纲要求：

•数值及其转换，包括二进制、十进制和十六进制常用数制及其相互转换。

•数据的表示，包括数的表示原（码、反码、补码、移码耒示，整数和实数的机内表

示，精度和溢出）、非数值表示字（符和汉字的表示、声音的表示、图像的表示）、

校脸方法和校脸码。

•算术运算和逻辑运算，包括计算机中的二进制数运算方法、逻辑代数的基本运算

和逻辑表达式的化简。

・计算机系统的组成、体系结构的分类及特性，包括CPU和存储器的组成、性能和

基本工作原理，常用I/O设备、通信设备的性能，以及基本工作原理，I/O接口的

功能、类型和特性，I/O控制方式（中断系统、DMA、I/O处理机方式），CISC/RISC,

流水线操作，多处理机.并行处理。

•存储系统，包括虚拟存储器的基本工作原理、多级存储体系的性能价格、RAID的

类型和特性。

•加密与解密机制。

•安全性、可靠性与系统性能评测的基础知识，包括系统可靠性分析评价用计算机

系统性能评测方式。

•系统性能知识，包括性能指标响（应时间、吞吐量、周转时间）和性能设计、性能测

试和性能评估。

1.1计算机系统基础知识

1.1.1考点辅导

1.1.1.1计算机系统硬件的基本组成

计算机的基本硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组

成。运算器、控制器部件被集成在一起统称为中央处理单元C（entralProcessingUnit,CPU）。

CPU是硬件系统的核心，用于数据的加工处理，能完成各种算术、逻辑运算及控制功能。

存储器是II•算机系统中的记忆设备，分为内部存储器和外部存储器。前者速度高、容量小,

一般用于临时存放程序、数据及中间结果。后者容量大、速度慢，可以长期保存程序和数

据。输入设备和输出设备合称为外部设备简（称外设），输入设备用于输入原始数据及各种命

令，输出设备则用于输出计算机运行的结果。

软件设计师考试同步辅导(上午科目)(第3版)

1.1.1.2中央处理单元

1.CPU的功能

CPU具有如下功能。

(1)程序控制。CPU通过执行指令来控制程序的执行顺序，这是CPU的重要职能。

(2)操作控制。一条指令功能的实现需要若干操作信号来完成，CPU产生每条指令的

操作信号并将操作信号送往不同的部件，控制相应的部件按指令的功能要求进行操作。

(3)时间控制。CPU对各种操作进行时间上的控制，这就是时间控制。CPU对每条指

令的整个执行时间要进行严格控制。同时，指令执行过程中操作信号的出现时间、持续时

间及出现的时间顺序都需要进行严格控制。

(4)数据处理。CPU通过对数据进行算术运算及逻辑运算方式进行加工处理，数据

加工处理的结果被人们所利用。所以，对数据的加工处理是CPU最根本的任务。

2.CPU的组成

CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线部件组成。

1)运算器

运算器由算术逻辑单元(ArithmeticandLogicUnit,ALU)、累加寄存器、数据缓冲寄存

器和状态条件寄存器组成，它是数据加工处理部件，完成计算机的各种算术和逻辑运算。

对控制器而言，运算器接受控制器的命令而进行动作，即运算器所进行的全部操作都是

由控制器发出的控制信号来指挥的，所以它是执行部件。运算器有如下两个主要功能。

(1)执行所有的算术运算，如加、减、乘、除等基本运算及附加运算。

(2