目录
知识要点
一、概述
二、计算机硬件系统
（一）处理器
（二）存储器
(1)内存储器
(2)外存储器
①固态硬盘存储器
②机械硬盘存储器
③闪存
(三)输入设备
(四)输出设备
(五)总线结构
(六)主要的性能指标
1.字长
2.运算速度
3.主频
4.内存容量
课堂练习
题目列表
定项选择题
不定项选择题
参考答案
定项选择题
不定项选择题
知识要点
一、概述
计算机系统由硬件和软件两部分组成。硬件系统是计算机的“躯干”是物质基础。而软件系统则是建立在这个“躯干”上的“灵魂”，没有安装任何软件的计算机称为裸机
1.宏观角度
从宏观角度来看，计算机最底层的基础是各种硬件设备，然后在裸机上安装操作系统，之后再在操作系统下安装各种应用软件，最后用户只需使用各种应用软件即可
2.微观角度
从微观角度来看，计算机组成及各部分的功能如上图所示。值得注意的是外部设备与主机之间、主机中的各个部件之间的存储速度不一样，存储速度由慢到快依次是外存、内存Cache、CPU。可见CPU的存储速度是最快的
二、计算机硬件系统
计算机硬件系统由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备
（一）处理器
1.中央处理器(CPU Central Processing Unit)
由运算器、控制器和一些寄存器组成；运算器进行各种算术运算和逻辑运算；控制器是计算机的指挥系统；CPU的主要性能指标是主频和字长
2.图形处理器(GPU——Graphics Processing Unit)
图形处理器(GPU)，又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器
3.张量处理单元(TPU——Tensor Processing Unit)
张量处理单元(TPU)，是一款为机器学习而定制的芯片，经过了专门深度机器学习方面的训练，具有更高效能(每瓦计算能力)。
（二）存储器
存储器的主要功能是用来保存各类程序的数据信息
存储器可分为主存储器和辅助存储器两类
1.主存储器(也称为内存储器)，属于主机的一部分。用于存放系统当前正在执行的数据和程序，属于临时存储器
2.辅助存储器(也称外存储器)，它属于外部设备。用于存放暂不用的数据和程序，属于永久存储器。存储器与CPU的关系表示如下：
(1)内存储器
内存又称为主存，它和CPU一起构成了计算机的主机部分，并且存储的信息可以被CPU直接访问。内存由半导体存储器组成，存取速度较快，但一般容量较小。内存中含有很多的存储单元，每个单元可以存放1个8位的二进制数，即1个字节(Byte，简称“B”)。内存中的每个字节各有一个固定的编号，这个编号称为地址。CPU在存取存储器中的数据时是按地址进行的。所谓存储器容量即指存储器中所包含的字节数，通常用KB、MB、GB、TB和PB作为存储器的容量单位。它们之间的关系为：1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1T=1024GB 1PB=1024TB
内存储器通常可以分为随机存储器RAM、只读存储器ROM和高速缓冲存储器Cache三种
(2)外存储器
外存储器又称为辅助存储器，它的容量一般都比较大，而且大部分可以移动，便于在不同计算机之间进行信息交流。在微型计算机中，常用的外存有硬盘、闪存和光盘几种
①固态硬盘存储器
固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘完全相同,在产品外形和尺寸上也基本与普通硬盘一致。但其采用闪存作为存储介质,读取速度相对机械硬盘更快
②机械硬盘存储器
机械硬盘存储器由电机和硬盘组成,一般置于主机箱内。机械硬盘是涂有磁性材料的磁盘组件,用于存放数据。它是一个非常精密的机械装置,磁道间只有百万分之几英寸的间隙,磁头传动装置必须把磁头快速且准确地移到指定的磁道上
③闪存
闪存又名优盘,是在存储速度与容量上介于软盘与硬盘之间的一种外部存储器④光盘
光盘的存储介质不同于磁盘,它属于另一类存储器。根据其制造材料和记录信息方式的不同一般分为三类:只读光盘、一次写人型光盘和可擦写光盘
(三)输入设备
输人设备是外界向计算机传送信息的装置。在微型计算机系统中,最常用的输人设备是键盘和鼠标,此外还有光电笔、数字化仪、图像扫描仪、触摸屏、麦克风、视频输人设备、条形码扫描器等
(四)输出设备
输出设备的作用是将计算机中的数据信息传送到外部媒介,并转化成某种为人们所认识的表示形式。在微型计算机中,最常用的输出设备是显示器和打印机
(五)总线结构
按照总线上传输信的不同,总线可以分为数据总线(DB),地址总线(AB)和控制总线(CB)三种
1.数据总线：用来传送数据信息,它主要连接了CPU与各个部件,是它们之间交换信息的通路
2.地址总线：用来传送地址信息。CPU通过地址总线中传送的地址信息访问存储器,通常是单向的
3.控制总线：用来传送控制信号，以协调各部件之间的操作
(六)主要的性能指标
计算机常用指标:
1.字长
字长是指一台计算机所能处理的二进制代码的位数。计算机的字长直接影响到它的精度、功能和速度。字长愈长，表示的数值范围就越大,计算出的结果的有效位数也就越多；字长愈长。能表示的信息就越多，机器的功能就更强
2.运算速度
运算速度是指计算机每秒钟所能执行的指令条数，一般用MIPS(Milion of Instructions Per Second，即每秒百万条指令)为单位
3.主频
主频是指计算机CPU的时钟频率，它在很大程度上决定了计算机的运算速度。一般时钟频率越高，运算速度就越快
4.内存容量
内存容量是指内存储器中能够存储信息的总字节数，一般以GB为单位。内存容量反映内存储器存储数据的能力。目前计算机的内存容量有4GB、8GB、16GB等
课堂练习
题目列表
定项选择题
1.【NOIP2008】微型计算机中，控制器的基本功能是（ ）
A.控制机器各个部件协调工作
B.实现算术运算和逻辑运算
C.获取外部信息
D.存放程序和数据
2.【NOIP2012】地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小，例如地址总线为16位，其最大的可寻址空间为64KB。如果地址总线是32位，则理论上最大可寻址的内存空间为（ ）
A.128KB
B.1MB
C.1GB
D.4GB
3.【NOIP2014】CPU、存储器、I/O设备是通过（ ）连接起来的
A. 接口
B. 总线
C.控制线
D.系统文件
4.【NOIP2015】下列说法正确的是（ ）
A.CPU的主要任务是执行数据运算和程序控制
B.存储器具有记忆能力，其中信息任何时候都不会丢失
C.两个显示器屏幕尺寸相同，则它们的分辨率必定相同
D.个人用户只能使用Wifi的方式连接到Internet
5.【NOIP2009】关于CPU，下面说法正确的是（ ）
A.CPU全称为中央处理器(或中央处理单元)
B.CPU可以直接运行汇编语言
C.同样主频下，32位的CPU比16位的CPU运行速度快一倍
D.CPU最早是由Intel公司发明的
6.【NOIP2011】寄存器是（ ）的重要组成部分
A.硬盘
B.高速缓存
C.内存
D.中央处理器(CPU)
7.【NOIP2012】目前计算机芯片(集成电路)制造的主要原料是（ ），它是一种可以在沙子中提炼出的物质
A.硅
B.铜
C.锗
D.铝
8.【NOIP2012】目前个人电脑的（ ）市场占有率最靠前的厂商包括 Intel、AMD 等公司
A.显示器
B.CPU
C.内存
D.鼠标
9.【NOIP2015】在 PC机中，PENTIUM(奔腾)、酷睿、赛扬等是指（ ）
A.生产厂家名称
B.硬盘的型号
C.CPU的型号
D.显示器的型号
10.【NOIP2016】以下不是CPU生产厂商的是（ ）
A.Intel
B.AMD
C.Microsoft
D.IBM
11.【NOIP2016】以下是32位机器和64位机器的区别的是（ ）
A.显示器不同
B.硬盘大小不同
C.寻址空间不同
D.输入法不同
12.【NOIP2016】某计算机的CPU和内存之间的地址总线宽度是32位(bit)，这台计算机最多可以使用（ ）的内存
A.2GB
B.4GB
C.8GB
D.16GB
13.【NOIP2015】所谓的“中断”是指（ ）
A.操作系统随意停止一个程序的运行
B.当出现需要时，CPU暂时停止当前程序的执行转而执行处理新情况的过程
C.因停机而停止一个程序的运行
D.电脑死机
14.【NOIP2010】主存储器的存取速度比中央(CPU)的工作速度慢的多，从而使得后者的效率受到影响。而根据局部性原理，CPU所访问的存储单元通常都趋于聚集在一个较小的连续区域中。于是，为了提高系统整体的执行效率，在CPU中引入了（ ）
A.寄存器
B.高速缓存
C.闪存
D.外存
15.【NOIP2008】计算机在工作过程中，若突然停电，（ ）中的信息不会丢失
A.ROM和RAM
B.CPU
C.ROM
D.RAM
16.【NOIP2009】关于计算机内存，下面的说法正确的是（ ）
A.随机存储器(RAM)的意思是当程序运行时，每次具体分配给程序的内存位置是随机而不确定的
B.1MB内存通常是指1024*1024字节大小的内存
C.计算机内存严格说来包括主存(memory)、高速缓存(cache)和寄存器(register)三个部分
D.一般内存中的数据即使在断电的情况下也能保留2个小时以上
17.【NOIP2014】断电后会丢失数据的存储器是（ ）
A.RAM
B.ROM
C.硬盘
D.光盘
18.【NOIP2012】计算机如果缺少（ ），将无法正常启动
A.内存
B.鼠标
C.U盘
D.摄像头
19.【NOIP2018】以下属于输出设备的是（ ）
A.扫描仪
B. 键盘
C.鼠标
D.打印机
20.【NOIP2016】以下不是存储设备的是（ ）
A.光盘
B.磁盘
C.固态硬盘
D.鼠标
不定项选择题
1.【NOIP2009】关于CPU，下面说法正确的是（ ）
A.CPU全称为中央处理器(或中央处理单元)
B.CPU能直接运行机器语言
C.CPU最早是由Intel公司发明的
D.同样主频下,32位的CPU比16位的CPU运行速度快一倍
2.【NOIP2008】计算机在工作过程中，若突然停电，（ ）中的信息不会丢失
A.硬盘
B.CPU
C.ROM
D. RAM
3.【NOIP2009】关于计算机内存，下列说法正确的是（ ）
A.随机存储器(RAM)的意思是当程序运行时，每次具体分配给程序的内存位置是随机而不确定的
B.一般的个人计算机在同一时刻只能存/取一个特定的内存单元
C.计算机内存严格说来包括主存(memory)、高速缓存(cache)和寄存器(register)三个部分
D.1MB内存通常是指1024*1024字节大小的内存
4.【NOIP2012】在计算机显示器所使用的RGB颜色模型中，（ ）属于三原色之一
A.黄色
B.蓝色
C.紫色
D.绿色
参考答案
定项选择题
1.
【答案】A
【分析】微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大设备组成。控制器是整个CPU的指挥控制中心，对协调整个电脑有序工作极为重要
2.
【答案】D
【分析】地址总线Address Bus是专门用来传送地址的，由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口，所以地址总线总是单向三态的，这与数据总线不同。地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小，比如8位微机的地址总线为16位，则其最大可寻址空间为
=64KB，16位微型机的地址总线为20位，其可寻址空间为
=1MB。一般来说，若地址总线为n位，则可寻址空间为
字节。32位X86架构是指个人电脑的地址总线是32位的，CPU、内存控制器、操作系统都是按32位地址总线设计。32位地址总线可以支持的内存地址代码是4096MB，也就是有4GB的地址代码。当然，如果对这些基础知识不了解的话，我们也可以根据题目条件计算得64KB*
=4194304 KB=4096MB=4GB
3.
【答案】B
【分析】计算机常识问题，总线是一种内部结构，它是CPU、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统
4.
【答案】A 【分析】CPU由运算器、控制器和一些寄存器组成，有的存储器(例如随机存取存储器 RAM)在断电后数据丢失；分辨率不是由显示屏的尺寸决定的，相同尺寸的显示器也可能有不同的分辨率；个人用户还可以拨号上网，宽带接入等
5.
【答案】A 【分析】CPU只能运行二进制代码也就是机器语言；C选项中位数只能说明处理的字长，所在的系统硬件指令不同，速度难以比较；Intel公司推出了世界上第一台微处理器，但是之前CPU已由电子管与晶体管实现
6.
【答案】D
【分析】寄存器是中央处理器内的组成部分。每年必考硬件知识题。其中寄存器和一级缓存在CPU内，一级缓存又名片上的缓存。二级缓存、只读存储器ROM和随机存储器RAM都在主板上，二级缓存又名板上的缓存，只读存储器ROM和随机存储器RAM共同构成内存。外存指硬盘、光盘和可移动磁盘等。CPU包括运算逻辑部件ALU、寄存器部件和控制部件等
7.
【答案】A
【分析】考察计算机基础知识，所谓集成电路是将大量的晶体管和电子线路组合在一块硅片上，故又称其为芯片。制造芯片的原材料拥有半导体特性，硅是地壳里含量第二的常见元素，因此采用硅材料的计算机芯片可以廉价地批量生产，美国著名的IT产业发祥地被称为硅谷
8.
【答案】B
【分析】英特尔公司是全球最大的个人计算机零件和CPU制造商
9.
【答案】C 【分析】都是 Intel 公司研发的 CPU处理器，因此这些都是 CPU 型号
10.
【答案】C
【分析】Microsoft属于软件公司，没有硬件产品，IBM软硬件都生产
11.
【答案】C
【分析】考察计算机科学基础知识。32位、64位指的是地址总线的位数，
=4G，所以32位系统最多控制4GB内存，同理64位机器理论上最多能控制16EiB内存
12.
【答案】B
【分析】计算机硬件知识，
=4GB个内存单元
13.
【答案】B 【分析】考察计算机科学基础知识。中断是指计算机运行过程中，出现某些意外情况需主机干预时，机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序，处理完毕后再返回原被
暂停的程序继续运行
14.
【答案】B 【分析】高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器。闪存卡是利用闪存技术存储电子信息的存储器，一般应用在数码相机，手机等小型数码产品中作为存储介质，样子小巧，犹如一张卡片，所以称之为闪存卡
15.
【答案】C
【分析】CPU停电不保存信息；ROM是只读内存(Read-Only Memory)的简称，其特性是一旦存储资料就无法再将之改变或删除，资料并不会因为电源关闭而消失；RAM是随机存储器(Random Access Memory)的简称，存储单元的内容可按需随意存取，停电不保存信息
16.
【答案】B
【分析】RAM不是位置随机，而是随时访问；1MB=1024KB=1024*1024B；高速缓存和寄存器的物理实现是集成在CPU中，这两部分不属于冯·诺伊曼体系中的五大部分的任意一个部分；显然内存中数据断电后会消失
17.
【答案】A
【分析】RAM是随机存储器(Random Access Memory)的简称，存储单元的内容可按需随意入出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器，停电不保存信息。ROM是只读存储器，数据的保存与是否通电无关。硬盘和光盘都是常见的数据载体，和是否通电无关
18.
【答案】A
【分析】内存是计算机启动时必须包含的，另外三个和计算机启动没有关系
19.
【答案】D
【分析】考查计算机基础知识，扫描仪，键盘，鼠标都是输入设备，而打印机是输出设备
20.
【答案】D
【分析】考察计算机科学基础知识。鼠标属于输入设备，固态硬盘是新型外存设备
不定项选择题
1.
【答案】AB
【分析】Intel最早发明的是微处理器，位数只能说明处理的字长，所在的系统硬件指令不同，速度很难说谁快
2.
【答案】AC
【分析】CPU停电不保存信息；ROM是只读内存(Read-Only Memory)的简称，是一种只能读出事先所存储数据的固态半导体存储器，其特性是一旦存储资料就无法再将之改变或删除，通常用在不需经常变更资料的电子或电脑系统中，资料不会因为电源关闭而消失：RAM是随机存储器(Random Access Memory)的简称，存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器，停电不保存信息；硬盘是电脑主要的存储媒介之一，不会因停电而使信息丢失
3.
【答案】BD
【分析】一般是对字节的一个单元串行操作。1MB=1024KB=1024*1024B。RAM不是位置随机，而是随时访问。高速缓存和寄存器的物理实现是集成在CPU中，这两部分不属于冯·诺伊曼体系中五大部分的任意一个部分。对于分配程序内存问题有个反例，如果数组的存储方式在位置上不连续的话就跟链表一样，不能实现O(1)的随机访问
4.
【答案】BD
【分析】RGB：Red，Green，Blue，红绿蓝
