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网络工程师考试冲刺（习题与解答）

第?1?章?计算机硬件基础

从历年考试试题来看，本章考点在综合知识考试中平均分数为4分，约为总分5.33%.考试试题主要分数集中在计算机组成、数据运算、存放体系这3个知识点上。

1.1???\o考点提炼考点提炼

依照考试纲领，结合历年考试真题，希赛教育软考教授认为，考生必须要掌握以下几个方面内容：

1、计算机组成

在计算机组成方面，包括考点有计算机基本组成（重点）、流水线与并行处理（重点）、RISC和CISC指令体系、多处理机、总线和接口。

【考点1】计算机基本组成

在一台计算机中，主要有6种部件，分别是控制器、运算器、内存放器、外存放器、输入和输出设备。它们之间合作关系如图1-1所表示。

图1-1计算机各功效部件之间合作关系

其中控制器和运算器共同组成中央处理器（CPU）。CPU主要经过总线和其余设备进行联络。另外在嵌入式系统设计中，外部设备也经常直接连接到CPU外部I/O脚中止脚上。

（1）运算器

运算器主要功效是在控制器控制下完成各种算术运算、逻辑运算和其余操作。运算器主要包含算术逻辑单元（AU）、加法器/累加器、数据缓冲存放器、程序状态存放器四个子部件组成。

算术逻辑单元（AU）主要完成对二进制数据定点算术运算（加减乘除）、逻辑运算（与或非异或）以及移位操作。

累加存放器（AC）通常简称为累加器，是一个通用存放器。其功效是当运算器中算术逻辑单元（AU）执行算术或逻辑运算是为AU提供一个工作区，用于传输和暂存用户数据。

数据缓冲存放器用来暂时存放由内存放器读出一条指令或一个数据字。反之，当向内存存入一条指令或一个数据字时，也暂时将它们存放在数据缓冲存放器中。缓冲存放器作用：

①作为CPU和内存、外部设备之间信息传送中转站；

②赔偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上差异；

③在单累加器结构运算器

中，数据缓冲存放器还可兼作操作数存放器。

程序状态存放器用来存放两类信息。一是表现当前指令执行结果各种状态信息，如有没有进位（CF）位、有没有溢出（OF位）、结果正负（SF位）、结果是否为零（ZF）位和就标志位（PF位）等。二是控制信息，如允许中止（IF位）和跟踪标志（TF位）等。

（2）控制器

控制器是有程序计数器（PC）、指令存放器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，完成整个计算机系统操作。

程序计数器（PC）是专用存放器，具备存放和计数两种功效，又称为指令计数器。在程序开始执行前将程序起始地址送入PC，在程序加载到内存时依此地址为基础，所以PC初始内容为程序第一条指令地址。执行指令时CPU将自动修改PC内容，方便使其保持总是将要执行下一条指令地址。因为大多数指令都是按次序执行，所以修改过程通常只是简单将PC加1。当碰到转移指令时后继指令地址与前指令地址加上一个向前或向后转移位偏移量得到，或则依照转移指令给出直接转移地址得到。

指令存放器存放当前正在被CPU执行指令。

指令译码器将指令中操作码解码，告诉CPU该做什么。能够说指令存放器输出是指令译码器输入。

时序产生器用以产生各种时序信号，以确保计算机能够准确、快速、有条不紊地工作。

（3）内存放器

又称内存或主存：存放现场操作信息与中间结果，包含机器指令和数据。

（4）外存放器

又称外存或辅助存放器（SecondaryStorage或PermanentStorage），存放需要长久保留各种信息。

（5）输入设备（InputDevices）

输入设备用以接收外界向计算机输入信息。

（6）输出设备（Outputdevices）

输出设备用以将计算机中信息向外界输送。

【考点2】流水线与并行处理

流水线技术是经过并行硬件来提升系统性能惯用方法，它其实是一个任务分解技术，把一件任务分解为若干次序执行子任务，不一样子任务由不一样执行机构来负责执行，而这些执行机构能够同时并行工作。

在流水线这个知识点，主要考查流水线概念、性能，以及关于参数计算。

（1）流水线执行计算

假定有某种类型任务，共可分成n个子任务，每个子任务需要时间t，则完成该任务所需时间即为n*t。若以传统方式，则完成k个任务所需时间是knt；而使用流水线技术执行，则花费时间是（n+k-1）*t。也就是说，除了第一个任务需要完整时间外，其余都经过并行，节约下了大量时间，只需一个子任务单位时间就够了。

另外要注意是，假如每个子任务所需时间不一样，则其速度取决于其执行次序中最慢那个（也就是流水线周期值等于最慢那个指令周期），要依照实际情况进行调整。

比如：若指令流水线把一条指令分为取指、分析和执行三部分，且三部分时间分别是