简答题
(1)简述计算机系统的发展历程。
现代计算机的发展经历了4个阶段,分别是电子管时代(约1946—1958年)、晶体管时代(约1959—1964年)、中小规模集成电路时代(约1965—1970年)、大规模和超大规模集成电路时代(约1971年至今)。直到1981年,IBM公司推出微型计算机,后来被广泛应用于学校和家庭,计算机才开始普及。
泉港区邮编(2)计算机系统的构成包括哪些方面?
完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分构成。硬件(Hardware)指组成计算机的物理器件,是计算机系统的物质基础;软件(Software)指运行在硬件系统之上的管理、控制和维护计算机外部设备(简称外设)的各种程序、数据及相关文档等的总称。
1.计算机的硬件系统
按照冯•诺依曼理论体系分析,计算机的硬件系统由五大部分组成,即输入设备、存储器、运算器、控制器和输出设备等。
2.计算机的软件系统
计算机的软件系统是指在计算机上运行的各种程序、数据及相关文档资料等,通常被分为系统软件和应用软件两大类。计算机系统软件能保证计算机按照用户的意愿正常运行,满足用户使用计算机的各种需求,帮助用户管理计算机和分配资源,执行用户命令、控制系统调度等。虽然两类软件的用途不同,但它们的共同点是都存储在计算机存储器中,以某种格式编码书写的程序或数据。
(3)简述未来计算机的发展趋势。
基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞台,但一些新的计算机正在加紧研究,如超导计算机、纳米计算机、光计算机、脱氧核糖核酸(DeoxyriboNucleic Acid,DNA)计算机和量子计算机等。未来的计算机将以超大规模集成电路为基础,向巨型化、微型化、网络化与智能化等方向发展。
(4)简述计算机的应用领域。
计算机在人们的日常生活和工作中发挥着越来越重要的作用,它的应用领域越来越广泛,主要体现在以下几个方面。
1.科学计算
2.信息管理
3.计算机辅助系统
简答题
(1)简述CPU发展历史。
CPU是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制单元(Control Unit)。它的主要功能是解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。CPU的发展速度非常快,从世界上第一块商用CPU——英特尔4004诞生至今已有近50年,如今主要有Intel(英特尔)公司和AMD(超威半导体)公司两大厂商。
1971年,世界上第一块商用微处理器英特尔4004在英特尔公司诞生。
1973年8月,由霍夫与费金研制的英特尔8080微处理器问世。
1978年,英特尔公司首次生产出16位的微处理器,它的主频为4.77MHz,集成了约30万个晶体管,同与之配套的数字协处理器i8087一起使用相互兼容的指令集——x86指令集。
1982年,英特尔公司推出80286微处理器,如图2-4图(a)所示。该微处理器集成了约13.4万个晶体管,主频达到20MHz。
1993年,英特尔公司推出了Pentium(意为奔腾,希腊语理解为“第五代”)处理器。
在1995年以后的十几年,市场上出现了100多种CPU。
2015年到2020年,英特尔公司意识到光靠CPU是不能在未来占领更大的市场的。所以2015年12月英特尔斥资167亿美元收购了Altera公司,这是英特尔有史以来金额最大的一次收购,这意味着英特尔公司要考虑CPU之外的新技术应用了。在PC市场不断萎缩且移动端市场迟迟难以打开的背景下,英特尔公司希望实现CPU和FPGA硬件规格深层次的结合,用于布局物联网市场。
2016年11月30日,国外媒体报道,英特尔公司正在组建一个事业部专门从事自动驾驶解决方案的研发,这个部门的名字叫Automated Driving Group(自动驾驶事业部,ADG)。
2017年3月,英特尔公司收购Mobileye公司,这意味着“算法+芯片"整合成AI制胜关键。
2018年4月,英特尔公司宣布2019年将大规模交付10nm芯片。
2018年7月13日,英特尔公司宣布收购芯片制造商eASIC公司,加速FPGA开发,降低对CPU的依赖程度。
(2)CPU主要性能指标有哪些?什么是高速缓存?
CPU为整个计算机的系统核心,CPU型号往往也是各种计算机的代名词。CPU的性能大致可以反映计算机的性能,因此它的性能指标十分重要。
待到山花烂漫时她在丛中笑的意思(1)CPU主频。
(2)CPU字长。伤感歌曲网络歌曲
经典美剧推荐(3)前端总线频率。
(4)缓存。
(5)制造工艺及工作电压。
缓存(Cache)是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的特点是容量比内存小,但数据交换速度比内存快。加入缓存的目的是减小CPU与内存之间工作速度的差异,提高CPU 与内存之间数据传输的速度。缓存可分为3种:一级缓存(L1 Cache)、二级缓存(L2 Cache)和三级缓存(L3 Cache)。
①一级缓存为CPU内部缓存,集成在CPU的内部,用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据。一级缓存容量比较小,如英特尔酷睿i5-740的一级缓存为128KB。
②二级缓存为外部缓存,位于CPU外部,用于暂时存储CPU内部一级缓存与内存交换的指令和数据。二级缓存的容量比一级缓存的容量大一些,但存取速度稍慢,如英特尔酷睿i5-740的二级缓存为1MB。
③三级缓存是为读取二级缓存后未命中的数据而设计的一种缓存。在拥有三级缓存的CPU中,约95%的数据无须从内存中调用,进一步降低了内存延迟,提升了大数据量计算时的CPU性能。如英特尔酷睿i5-740的三级缓存为8MB。
(3)主板主要包括哪些物理部件?
计算机机箱主板,又叫母板(Motherboard),分为商用主板和工业主板两种。主板安装在机箱内,是计算机最基本也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算机的主要电路系统,一般有BIOS(Basic Input Output System,基本输入/输出系统)芯片、I/O(Input/Output,输入/输出)控制芯片、面板控制开关接口、指示灯插接件、扩展插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等。
主板采用开放式结构,上面大都有6~15个扩展插槽,供计算机外围设备的控制卡(适配器)插接。通过更换外围设备,可以对计算机的相应子系统进行升级,使厂家和用户在配置机型方面有更大的灵活性。总之,主板的类型和档次决定着整个计算机系统的类型和档次,主板的性能影响着整个计算机系统的性能。南京211大学有哪几所
目前市场的主流主板板型主要分为4种:E-ATX(加强型)、ATX(标准型)、M-ATX(紧凑型)、MINI-ITX(迷你型)。主板板型只和主板尺寸有关系,和主板芯片型号没有任何关系,任何一款主板
都可能是这4种类型之一,只是尺寸和扩展插槽等方面存在区别。
(4)简述主板芯片组的功能。
芯片组(Chipset)是主板电路的核心,是“南桥”和“北桥”的统称,就是把以前复杂的电路和元器件最大限度地集成在几颗芯片组成的芯片组中。芯片组是主板的灵魂,芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级别的高低。这是因为目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一,如果芯片组不能与CPU良好地协同工作,将严重影响计算机的整体性能,甚至使计算机不能正常工作。
(5)简述内存发展历史。
随着计算机技术的发展,对计算机内存的要求越来越高。从几百千字节到现在的几吉字节,内存的容量和制造工艺都发生了很大变化。从发展年代来划分,内存到现在已经经历了5代,分别是第1代单数据速率(Single Data Rate,SDR)同步动态随机存储器(Synchronous Dynamic Random Acess Memory,SDRAM)、第2代双倍数据速率(Double Data Rate,DDR)SDRAM、第3代DDR2 SDRAM、第4代DDR3 SDRAM、第5代DDR4 SDRAM。
(6)内存主要功能有哪些?
内存是计算机的重要部件之一,计算机中所有程序都运行在内存中,因此内存的性能对计算机的影响
非常大。内存(Memory)也被称为内存储器,其作用是暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,运算完成后CPU再将结果传送出来。内存的稳定运行决定了计算机的稳定运行。
在计算机主板上有专门的内存插槽,封装好的内存通过这个插槽实现与计算机的连接。内存条主要由PCB(Printed-Circuit Bord,印制)电路板、芯片颗粒、串行检测(Serial Presence Detect,SPD)芯片和金手指4部分组成。
内存芯片实际上就是存储芯片,用于存储计算机运行时的临时数据。根据品牌不同,内存采用的芯片也会有所区别。
SPD芯片是8针256字节的电擦除可编程只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)芯片,一般位于内存条正面,它记录了内存速度、容量、电压、行地址、列地址及带宽等重要的参数信息。当计算机启动时,BIOS将自动读取SPD芯片中的信息。
金手指是内存条上的金黄的导电触片,因其表面镀金而且导电触片的排列呈手指状,故被称为“金手指”。内存条通过金手指与内存插槽连接,内存处理单元中所有的数据流及电子流都是通过该连接与计算机系统进行交换的。金手指的每个导电触片都有不同的功能。
(7)选购内存应注意哪些问题?
电子产品的更新换代速度越来越快,计算机的内存条性能也是越来越强,并且花样繁多,品牌繁杂。很多对计算机硬件不够了解的人认为一分价钱一分货,经常花高价买性能过剩的内存条。计算机就像木桶,只要有一块桶板短,那么其余桶板就算再长也无济于事。买内存首先就要考虑应该买多大的容量,下面以主流的Windows 10操作系统为例,分析一下对于内存容量的需求。
1.考虑自身需求。
1.选择内存的品牌和散热结构。
3.选择内存的频率和型号。
(8)常见的硬盘接口有哪些?
为了实现更快的速度、更好的体验,SSD的接口也在不断革新,主流的SSD接口有SATA、M.2、PCI-E、U.2等。
①SATA接口。SATA接口分为SATA 2和SATA 3等,其中SATA 2接口理论速度为3Gbit/s,SATA 3接口理论速度为6Gbit/s。SATA 2和SATA 3接口外观一致,支持的协议不同,只能通过厂家标志来区别。SATA 3接口的SSD是目前最常见的SSD,价格便宜,性能也不错。
②M.2接口。M.2接口按照支持协议分为M.2 NVMe和M.2 SATA等,按照尺寸分为2242、2260、2280等规格。其尺寸不影响性能,只要符合插槽长度即可。而其支持的协议不同,不但速度不同,外观也不同。
③PCI-E接口。采用这种接口的SSD(见图2-54)是直接连接PCI-E通道的,价格高昂。
④U.2接口。U.2接口,别称SFF-8639,是由SSD形态工作组织(Form Factor Work Group)推出的接口规范,U.2接口不但能支持SATA-Express规范,还能兼容SAS、SATA等规范。
(9)分别阐述SSD与HDD的优缺点。
HDD是主流笔记本电脑最常见的硬盘种类,因为它容量很大且价格很低,而且其性能足够满足用户日常的使用需求。而SSD相比HDD,同价格的情况下容量很小,但其性能远远超过HDD,无论是顺序读/写还是小文件读/写的速度,都让HDD望尘莫及,而且尺寸极为小巧,占用更小的机身空间。
SSD相比HDD,唯一的不足就是容量偏小,常见的有120GB、256GB、512GB、1TB、2TB 等。但同级别中容量并非越大越好,不少人在选择500GB这一级别的SSD时,都看到了480GB、500GB和512GB这3种不同的容量,如图2-57和图2-58所示。在价格相差不大的情况下,很多用户都毫不犹豫地选择了512GB的SSD,觉得购买大容量肯定不会吃亏。其实,512GB 未必是最好的选择,因为闪
存是有读/写寿命的,SSD在长时间使用后,数据有可能会出错。为了保证数据安全,许多厂商在制造SSD时都会留有一定的冗余空间,以便在SSD局部出错的情况下依然能够正常读/写。这些冗余的空间虽然平时无法使用,但在关键时刻能挽救数据。冗余越大,SSD容错能力就越强,数据安全性也就越高。
(10)选购硬盘时要考虑哪些因素?
SSD选购要先确定自己电脑适合的SSD容量和接口类型,主流的接口有SATA 6Gbps接口和M.2 NVME接口。目前三星、英特尔、浦科特等品牌从做工质量到使用体验都是不错的,近几年涌现出的一大批国产品牌,如致钛,海康威视,威刚也是不错的。
(11)独立显卡的主要性能指标有哪些?如何根据配置选购合适的独立显卡?
(1)显存类型。
显存类型是选择显卡时需要关注的,目前最好的显存类型是GDDR(Graphics Double Data Rate,图形双倍数据速率)6,它的等效频率最高,其次是GDDR5,最后是常见的GDDR3。
(2)容量。
通常,1440px×900px及其以下分辨率最少需要512MB显存,1680px×1050px分辨率最少需要1GB显存,1920px×1080px分辨率最少需要1.5GB显存。动态共享显存技术可以动态地将内存划分为显存,以便当显卡独立显存不够用时,可临时使用内存。
三峡古诗(3)位宽。
位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数,位宽越大则瞬间所能传输的数据量就越大,这是显存的重要参数之一,位宽的作用是增大带宽。位宽是由每个颗粒的位宽和使用数量决定的,例如,每个颗粒32bit位宽,使用8颗并联就是256bit位宽。
(4)频率。
显存的实际频率和等效频率是两个概念。由于现在的显存都基于DDR系列内存改造,DDR在时钟的上升沿和下降沿都能传送数据,比SDR同频效率高了1倍,因而有了等效频率这一说法。GDDR3和DDR3都是等效2倍频率;而GDDR5是2倍于GDDR3的数据预取量,使GDDR5显存的实际读/写速度又快了一倍,即等效4倍频率。这也就是为什么GDDR5的频率很高,只是等效频率高了,实际频率和GDDR3相差不多。
(5)带宽。
除容量外,显存类型、位宽和频率能共同决定一个重要的参数——带宽。显存带宽是指显卡芯片与显存之间的数据传输速率,以字节/秒为单位。带宽越大,意味着显存对GPU数据吞吐的能力越强。
(6)散热。
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