高速数据采集数据缓存

① 求解：什么是高速缓存以及缓冲的原理是什么

——》1，高速缓存（Cache），全称“高速缓冲存储器”。

——》2，例如：当CPU处理数据时，它会先到高速缓存中去寻找，如果数据因之前的操作已经读取而被暂存其中，就不需要再从主内存中读取数据——由于CPU的运行速度一般比主内存快，因此若要经常存取主内存的话，就必须等待数个CPU周期从而造成浪费。

——》3，提供“高速缓存”的目的是为了让数据存取的速度适应CPU的处理速度，其基于的原理是内存中“程序执行与数据访问的局域性行为”。

——》4，现在Cache的概念已经被扩充了：不仅在CPU和主内存之间有Cache，而且在内存和硬盘之间也有Cache（磁盘高速缓存），乃至在硬盘与网络之间也有某种意义上的“Cache”（Internet临时文件夹）。

——》5，凡是位于速度相差较大的两种硬件之间的，用于协调两者数据传输速度差异的结构，均可称之为Cache。

——》6，所以硬盘和内存之间的Cache就叫做磁盘高速缓存。它是在内存中开辟一块位置，来临时存取硬盘中的数据。这项技术可使计算机读写时的存储系统平均数据传输率提高5－10倍，适应了当前激增的海量数据存储需求。

——》7，在DOS时代，我们用：
smartdrv 内存容量
命令来加载硬盘高速缓存。自从有了Windows后，我们就不需要加载硬盘高速缓存了，因为Windows本身有自己的高速缓存管理单元，如果强行使用smartdrv命令加载，反而会影响Windows的性能。

——》8，我们在用硬盘安装Win2000/XP时候，系统会提示加载高速缓存，这是因为在安装的初期还是DOS操作，所以为了达到读存的速度，安装程序要求加载高速缓存。

② 简述高速缓冲存储器cache为什么能够实现高速的数据存取

1985年春天的时候，英特尔公司已经成为了第一流的芯片公司，它决心全力开发新一代的32位核心的CPU—80386。Intel给80386设计了三个技术要点：使用“类286”结构，开发80387微处理器增强浮点运算能力，开发高速缓存解决内存速度瓶颈。

1985年10月17日，英特尔发布了划时代的产品——80386DX，其内部包含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz，最后还有少量的40MHz产品。针对内存的速度瓶颈，英特尔为80386设计了高速缓存（Cache），采取预读内存的方法来缓解这个速度瓶颈，从此以后，Cache就和CPU成为了如影随形的东西。

1993年，Intel从Pentium 586开始将Cache分开，通常分为一级高速缓存L1和二级高速缓存L2。

1999年春节刚过，英特尔公司就发布了采用Katmai核心的新一代微处理器—PentiumⅢ，内置32KB一级缓存和512KB二级缓存。

在以往的观念中，L1 Cache是集成在CPU中的，被称为片内Cache。在L1中还分数据Cache（I-Cache）和指令Cache（D-Cache）。它们分别用来存放数据和执行这些数据的指令，而且两个Cache可以同时被CPU访问，减少了争用Cache所造成的冲突，提高了处理器效能。
频

③ 什么是高速缓存作用是

什么是高速缓存技术:
高速缓存英文是cache。一种特殊的存储器子系统，其中复制了频繁使用的数据，以利于cpu快速访问。存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的
ram
位置的内容及这些数据项的存储地址。当处理器引用存储器中的某地址时，高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。如果存有该地址，则将数据返回处理器；如果没有保存该地址，则进行常规的存储器访问。因为高速缓冲存储器总是比主ram
存储器速度快，所以当
ram
的访问速度低于微处理器的速度时，常使用高速缓冲存储器。
高速缓存的作用:
在cpu开始执行任何指令之前，都会首先从内存中取得该条指令以及其它一些相关数据和信息。为了加快cpu的运行速度，几乎所有的芯片都采用两种不同类型的内部存储器，即高速缓存。缓存被用来临时存放一些经常被使用的程序片段或数据。
一级高速缓存是性能最好缓存类型，与解释指令和执行算术运算的处理单元一到构成cpu的核心。cpu可以在全速运行的状态下读取存放在一级高速缓存中的指令或数据。intel的处理器产品一般都会具有32k的一级缓存，而象amd或via这种竞争对手的产品则会使用更多的一级缓存。
如果在一级缓存中没有找到所需要的指令或数据，处理器会查看容量更大的二级缓存。二级缓存既可以被集成到cpu芯片内部，也可以作为外部缓存。pentium
ii处理器具有512k的二级缓存，工作速度相当于cpu速度的一半。celeron以及更新的pentium
iii芯片则分别具有128k和256k的在片二级缓存，能够在处理器全速下运行。
对于存放在速度较慢的二级缓存中的指令或数据，处理器往往需要等待2到4个时钟周期。为了充分利用计算资源，cpu可以在这段时间内查看和执行其它正在等候处理，但不需要使用额外数据的指令，从而提高整个系统的速度，把空闲时间降低到最低程度。

④ 超高速采集卡，超高速采集采集卡，目前最高采样率是多少

北京迪阳世纪科技有限责任公司---全系列高速数据采集卡供货商，有PCI、PCIe、USB、
PXI、PXIe 总线产品。最高采样速率达8G，最高分辨率达16位，可以低成本实现高速流盘不丢数，是用户理想的选择平台。
我们选择流盘PCIe总线是一种串行总线，单线传输(x1)可以达到250MB/s，16线(x16)时传输速率可达4GB/s，各设备专用各自总线，因此传输速率较高，数据先存储到设备缓存上，再直接传递到I/O总线，经过RAM、CPU、传递到硬盘上，此时的瓶颈主要存在于读写硬盘的速度。一般存储/读取的速度均在100MB/s以上。其典型产品有。
8bit 7GS/S 单通道 带宽2GHz 高速数据采集卡
12bit 3.6GS/S 双通道 带宽1.3GHz(2GHz) 高速数据采集卡
12bit 1.8GS/S 四通道 带宽2GHz 高速数据采集卡
12bit 2GS/S 双通道 带宽1.3GHz 高速数据采集卡
12bit 1GS/S 四通道 带宽2GHz 高速数据采集卡
12bit 1.1GS/S 单通道 带宽780MHz 高速数据采集卡
12bit 550MS/S 双通道 带宽1.2GHz 高速数据采集卡
14bit 1.6GS/S 单通道 带宽800MHz 高速数据采集卡
14bit 800MS/S 单通道 带宽720MHz 高速数据采集卡
14bit 400MS/S 双通道 带宽1.2GHz 高速数据采集卡
8bit 1GS/S 双通道 高速数据采集卡 支持实时高速存储流盘
12bit 500MS/S 双通道 高速数据采集卡 支持实时高速存储流盘
16bit 180MS/S 双通道 高速数据采集卡 支持实时高速存储流盘
14bit 125MS/S 四通道 高速数据采集卡 支持实时高速存储流盘
北京迪阳世纪科技公司，高速连续采集存储处理系统”和“高速连续产生回放系统”已大量应用于科研及国防等领域。

⑤ 高速缓存的主要作用

高速缓存是处理核心(包括CPU与GPU)或者外部储存设备与主内存区间的一个缓冲储存区,所以称为缓存
在CPU,GPU等处理核心上,核心计算的临时中间数据和大量需求的数据都优先储存在缓存里,举个例子:CPU计算一个1+1+1的值时,第一次计算前两个数的和的结果2就储存在CPU缓存里,再把结果拿来进行第二次计算,当然,现在的处理器算这个数据不用这么做,只是面对大量数据计算的时候需要这么做
在更大量的计算里,处理器会按数据的优先级从低到高分别储存在一级,二级,三级缓存中,再没有空间就会放进内存中,处理器读取数据也是从一级缓存开始,直到内存中,如果内存还没有数据就去硬盘光盘等外部储存设备找,一级缓存速度最快,二级,三级次之
在外部储存设备中,比如硬盘和光驱的缓存主要是提高传输速率,增加硬件寿命,你可以从硬盘一个分区复制一堆小文件到另一个分区,你可以发现,复制相同容量的文件速度是大文件快于小文件,因为每个小文件都要进行文件的建立,数据写入与结束写入等过程会耗费很多时间
在处理器或者内存向硬盘或者光驱(刻录机)写入的数据都是小文件或者数据而且并不连续,他们都先放在硬盘缓存里,到整个文件结束或者到缓存区容量极限时再一次性写入硬盘,这样可以减少硬盘的读写次数,并且以此写入的速度更快~

⑥ 计算机组成原理课程设计，用TDM-CM++测试复杂模型机，出现【请检查数据

计算机组成原理三、名词解释1.计算机系统：由硬件和软件两大部分组成，有多种层次结构。2.主机：CPU、存储器和输入输出接口合起来构成计算机的主机。3.主存：用于存放正在访问的信息4.辅存：用于存放暂时不用的信息。5.高速缓存：用于存放正在访问信息的付本。6.中央处理器：是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。7.硬件：是指计算机实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备的实物组成。软件：指看不见摸不着，由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。8.系统软件：又称系统程序，主要用来管理整个计算机系统，监视服务，使系统资源得到合理调度，高效运行。应用软件：又称应用程序，它是用户根据任务需要所编制的各种程序。9.源程序：通常由用户用各种编程语言编写的程序。目的程序：由计算机将其翻译机器能识别的机器语言程序。10.总线：是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。11.系统总线：是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。通信总线：是指用于计算机系统之间或者计算机系统与其他系统（如控制仪表、移动通信）之间的通信的线路。按传送方式分并行和串行。串行通信是指数据在单条1位宽的传输线上，一位一位的按顺序分时传送。并行通信是指数据在多条并行1位宽的传输线上，同时由源传送到目的地。12.带宽：单位时间内可以传送的最大的信息量。13.机器字长：是指CPU一次并行处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。14.主存容量：是指主存中存放二进制代码的总位数。15.机器数：符号位数字化，0代表正数，1代表负数。16.定点数：小数点固定在某一位位置的数。17.浮点数：小数点的位置可以浮动的数。18.补码：带符号数据表示方法之一，正数的反码和原码相同，负数的反码是将二进制按位取反后在最低位再加1.19.溢出：在计算机中，超出机器字长，发生错误的结果。20.非编码键盘：采用软件判断键是否按下及设键、译键、计算键值的方法的键盘。21.A/D转换器：它能将模拟量转换成数字量，是计算机的输入设备。22.I/O接口：指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及器相应的软件控制。23.端口：指接口电路中的一些寄存器，用来存放数据信息、控制信息和状态信息。24.中断：计算机在执行程序的过程中，当出现异常情况或特殊请求时，计算机停止现行程序的运行转向对这些异常情况或特殊请求处理，处理结束后再返回到现行程序的间断处，继续执行源程序。25.中断源：凡能向CPU提出中断请求的各种因素统称为中断源。26.中断嵌套：计算机在处理中断的过程中，有可能出现新的中断请求，此时CPU暂停现行中断服务程序，转向新的中断请求，这种现象称为中断嵌套。27.优先级：为使系统能及时响应并处理发生的所有中断，系统根据引起中断事件的重要性和紧迫程度，硬件将中断源分为若干个级别。28.DMA方式：用硬件在主存与外设之间直接进行数据传送，不须CPU，用软件控制。29.指令系统：将全部机器指令的集合称为机器的指令系统。30.寻址方式：是指确定本条指令的数据地址以及下一条将要执行的指令地址的方法，它与硬件结构紧密相关，而且直接影响指令格式和指令功能。31.指令周期：完成一条指令的时间，由若干机器周期组成。机器周期：完成摸个独立操作，由若干时钟周期组成。时钟周期：最基本时间单位，由主频决定。32.微操作：在微程序控制器中，执行部件接受微指令后所进行的最基本的操作。33.微指令：控制器存储的控制代码，分为操作控制部分和顺序控制部分，由微命令组成。34.微程序：存储在控制存储器中的完成指令功能的程序，由微指令组成。35.控制存储器：CPU内用于存放实现指令系统全部指令的微程序的只读存储器。二、计算3.14.设总线的时钟频率为8MHZ，一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？解：由于：f=8MHz,T=1/f=1/8M秒，因为一个总线周期等于一个时钟周期所以：总线带宽=16/（1/8M）=128Mbps=16MBps3.15.在一个32位的总线系统中，总线的时钟频率为66MHZ，假设总线最短传输周期为4个时钟周期，试计算总线的最大数据传输率。若想提高数据传输率，可采取什么措施？解：总线传输周期=4*1/66M秒总线的最大数据传输率=32/(4/66M)=528Mbps=66MBps若想提高数据传输率，可以提高总线时钟频率、增大总线宽度或者减少总线传输周期包含的时钟周期个数。3.16.在异步串行传送系统中，字符格式为：1个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终止位。若要求每秒传送120个字符，试求传送的波特率和比特率。解：一帧包含：1+8+1+2=12位故波特率为：（1+8+1+2）*120=1440bps比特率为：8*120=960bps4.5.什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？解：存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。存储器带宽=1/200ns×32位=160M位/秒=20MB/秒（注：1ns=10-9s）4.7.一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位，8K×8位解：地址线和数据线的总和=14+32=46根；选择不同的芯片时，各需要的片数为：1K×4：（16K×32）/（1K×4）=16×8=128片2K×8：（16K×32）/（2K×8）=8×4=32片4K×4：（16K×32）/（4K×4）=4×8=32片16K×1：（16K×32）/（16K×1）=1×32=32片4K×8：（16K×32）/（4K×8）=4×4=16片8K×8：（16K×32）/（8K×8）=2×4=8片6.4.设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。-13/64，-87解：真值与不同机器码对应关系如下：真值-13/64-87原码1.00110101，1010111补码1.11001101，0101001反码1.11001011，01010006.5.已知[x]补，求[x]原和x。[x1]补=1.1100;[x2]补=1.1001;[x4]补=1.0000;[x5]补=1,0101;[x6]补=1,1100;[x8]补=1,0000;解：[x]补与[x]原、x的对应关系如下：真值-1/4-7/16-1-11-4-16[x]补1.11001.10011.00001,01011,11001,0000[x]原1.01001.0111无1,10111,0100无x-0.0100-0.0111-1.0000-1011-0100-100006.9.当十六进制数9B和FF分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用一位符号位）？解：真值和机器数的对应关系如下：原码补码移码无符号数9BH-27-101+27155原码补码移码无符号数FFH-128-1+1282566.12.设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符）。写出-27/1024、-86.5所对应的机器数。要求如下：（1）阶码和尾数均为原码。（2）阶码和尾数均为补码。（3）阶码为移码，尾数为补码。解：据题意画出该浮点数的格式：阶符1位阶码4位数符1位尾数10位将十进制数转换为二进制:x1=-27/1024=-0.0000011011B=2-5*(-0.11011B）x3=-86.5=-1010110.1B=27*(-0.10101101B)则以上各数的浮点规格化数为：（1）[x1]原=1，0101；1.1101100000[x3]原=0，0111；1.1010110100（2）[x1]补=1，1011；1.0010100000[x3]补=0，0111；1.0101001100（3）[x1]移补=0，1011；1.0010100000[x3]移补=1，0111；1.01010011006.19.设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。（2）A=19/32，B=-17/128，求A-B。（4）A=-87，B=53，求A-B。解：（2）A=19/32=0.1001100B,B=-17/128=-0.0010001B[A]补=00.1001100,[B]补=11.1101111,[-B]补=00.0010001[A-B]补=[A]补+[-B]补=00.1001100+00.0010001=00.1011101——无溢出A-B=0.1011101B=93/128B（4）A=-87=-1010111B,B=53=110101B[A]补=11,0101001,[B]补=00,0110101,[-B]补=11,1001011[A-B]补=[A]补+[-B]补=11,0101001+11,1001011=10,1110100——溢出6.21.用原码加减交替法和补码加减交替法计算x÷y。（2）x=-0.10101，y=0.11011；（4）x=13/32，y=-27/32。（2）[x]原=1.10101x*=0.10101[X*]补=1.01011XfYf=10.10101+1.001011.1101001.10100+0.110110.0111100.11110+1.001010.000110110.00110+1.001011.0101101100.10110+0.110111.10001011001.00010+0.110111.11101011000[y]原=0.11011y*=0.11011[Y*]补=0.11011[-y*]补=1.00101[x/y]原=1.11000（4）做法相同，打表格太累，仅给出结果。[x/y]原=1.01111三、应用4.14.某8位微型机地址码为18位，若使用4K×4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器，试问：（1）该机所允许的最大主存空间是多少？（2）若每个模块板为32K×8位，共需几个模块板？（3）每个模块板内共有几片RAM芯片？（4）共有多少片RAM？（5）CPU如何选择各模块板？解：（1）该机所允许的最大主存空间是：218×8位=256K×8位=256KB（2）模块板总数=256K×8/32K×8=8块（3）板内片数=32K×8位/4K×4位=8×2=16片（4）总片数=16片×8=128片（5）CPU通过最高3位地址译码输出选择模板，次高3位地址译码输出选择芯片。地址格式分配如下：4.29.假设CPU执行某段程序时共访问Cache命中4800次，访问主存200次，已知Cache的存取周期为30ns，主存的存取周期为150ns，求Cache的命中率以及Cache-主存系统的平均访问时间和效率，试问该系统的性能提高了多少倍？解：Cache被访问命中率为：4800/(4800+200)=24/25=96%则Cache-主存系统的平均访问时间为：ta=0.96*30ns+(1-0.96)*150ns=34.8nsCache-主存系统的访问效率为：e=tc/ta*100%=30/34.8*100%=86.2%性能为原来的150ns/34.8ns=4.31倍，即提高了3.31倍。例7.2设相对寻址的转移指令占3个字节，第一字节为操作码，第二，三字节为相对位移量（补码表示）。而且数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式。每当CPU从存储器取出一个字节时，即自动完成（PC）+1PC。（1）若PC当前值为240（十进制），要求转移到290（十进制），则转移指令的第二、三字节的机器代码是什么？（2）若PC当前值为240（十进制），要求转移到200（十进制），则转移指令的第二、三字节的机器代码是什么？解:（1）PC当前值为240，该指令取出后PC值为243，要求转移到290，即相对位移量为290-243=47，转换成补码为2FH。由于数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式，故该转移指令的第二字节为2FH，第三字节为00H。（2）PC当前值为240，该指令取出后PC值为243，要求转移到200，即相对位移量为200-243=-43，转换成补码为D5H。由于数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式，故该转移指令的第二字节为D5H，第三字节为FFH。例7.3一条双字长直接寻址的子程序调用指令，其第一个字为操作码喝寻址特征，第二个字为地址码5000H。假设PC当前值为2000H，SP的内容为0100H，栈顶内容为2746H，存储器按字节编址，而且进栈操作时执行（SP）-△-P，后存入数据。试回答下列几种情况下，PC、SP及栈顶内容各为多少？（1）CALL指令被读取前。（2）CALL指令被执行后。（3）子程序返回后。解CALL指令被读取前，PC=2000H，SP=0100H，栈顶内容为2746H。（1）CALL指令被执行后，犹豫存储器按字节编制，CALL指令供占4个字节，故程序断电2004H进栈，此时SP=（SP）-2=00FEH，栈顶内容为2004H，PC被更新为子程序入口地址5000H。（2）子程序返回后，程序断点出栈，PC=2004H，SP被修改为0100H，栈顶内容为2746H。7.6某指令系统字长为16位，地址码取4位，试提出一种方案，使该地址系统有8条三地址指令、16条二地址指令、100条一地址指令。解：OPA2A1A0三地址指令8条0000•••0111OPA1A0二地址指令16条10000000•••10001111OPA0一地址指令100条1100000000001100011000117.7设指令字长为16位，采用扩展操作码技术，每个操作码的地址为6位。如果定义了13条二地址指令，试问还可安排多少条一地址指令。解：（24-3）*26=3*64=192条7.8某机指令字长16位，每个操作数的地址码为6位，设操作码长度固定，指令分为零地址，一地址和二地址三种格式，若零地址指令有M种，以抵制指令有N种，则二地址指令最多有几种？若操作码位数可变，则二地址指令最多允许有几种？解：1）若采用定长操作码时，二地址指令格式如下：OP（4位）A1（6位）A2（6位）设二地址指令有K种，则：K=24-M-N当M=1（最小值），N=1（最小值）时，二地址指令最多有：Kmax=16-1-1=14种2）若采用变长操作码时，二地址指令格式仍如1）所示，但操作码长度可随地址码的个数而变。此时，K=24-（N/26+M/212）；当（N/26+M/212）1时（N/26+M/212向上取整），K最大，则二地址指令最多有：Kmax=16-1=15种（只留一种编码作扩展标志用。）9.5设机器A的CPU主频为8MHz，机器周期为4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求该机的平均指令周期和机器周期，每个指令周期中含几个机器周期？如果机器B的CPU主频为12MHz，且机器周期也含有4个时钟周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS?A.CLK=8MHzT=1/8MHz=0.125us机器周期=4*T=0.5us因为执行速度为0.4MIPS所以平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5us2.5us/0.5us=5个所以每个指令含有5条机器指令B.T=1/f=1/12MHz=1/12us机器指令=4*T=1/3us指令周期=5*1/3=5/3us平均指令执行速度1/(5/3)=0.6MIPS9.6设某计算机的CPU主频为8MHz，每个机器周期平均含2个时钟周期，每条指令平均有4个机器周期，试问该计算机的平均指令执行速度为多少MIPS?若CPU主频不变，但每个机器周期平均含4个时钟周期，每条指令平均有4个机器周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS?1.CLK=8MHz平均指令执行速度1/(1/8M*2*4)=1MIPS2.指令周期=4*4*1/8=2us执行速度=1/(1/8M*4*4)=0.5MIPS9.7某CPU的主频为10MHz，若已知每个机器周期平均含有4个时钟周期，该机的平均指令执行速度为1MIPS，试求该机的平均指令执行速度为多少MIPS?若CUP主频不变，但每个机器周期平均含有4个时钟周期，每条指令平均有4个机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS？由此可得出什么结论1.平均指令周期=1/1MIPS=1usT=1/f=0.1usT机=4*T=0.4us因为1us/0.4us=2.5所以每个指令包含2.5个机器周期2.T=0.4us速度=1/(0.4*2.5*4)=0.25MIPS3.因为速度=0.8MIPS所以T指=1/0.8us因为T指=4*2.5*T所以T=1/8us所以f=1/T=8MHz四、简答1.冯诺依曼机主机主要特点。○1计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成。○2.指令和数据一同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。○3.指令和数据均用二进制表示。○4.指令由操作吗和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。○5.采用存储控制原理，指令在存储器内按顺序存放。通常指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。○6.机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传说通过运算器完成。2.计算机硬件主要技术指标，软件定义与分类。计算机硬件主要技术指标：机器字长、存储容量、运算速度、主频等。软件定义：看不见摸不着，由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。分类：系统软件和应用软件。3.计算机组成部分与个部分作用。运算器：用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内。存储器：用来存放数据和程序。控制器：用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理器运算结果。输入设备：用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式，常见的有键盘、鼠标等。输出设备：可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式，如打印机输出，显示器输出等。4.总线定义与分类方法，系统总线定义与分类方法。总线定义：总线是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。分类：片内总线系统总线通信总线系统总线定义：系统总线是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。分类：数据总线地址总线控制总线5.什么是总线标准，目前流行的总线标准有哪些。所谓总线标准可视为系统与各模块，模块与模块之间的一个互连的标准界面。ISA总线、EISA总线、PCI总线、RS—232C总线、IEEE-488(并行通信总线又称GP-IP总线)USB总线。6.三级存储器系统中各级存储器特点与用途，分哪两个层次。○1主存特点：随机访问、速度快。容量大。用途：存放CPU使用的程序和数据。辅存特点：容量大、速度慢、价格低、可脱机保存信息。用途：存放大量后备数据缓存特点：速度快、容量小、价格高用途：用于主存与辅存之间作为缓冲，正在使用的程序和数据的付本。○2缓存-----主存层次和主存---辅村层次。7.半导体存储器RAM与ROM特点与用途。RAM特点：可读可写掉电后信息丢失，存临时信息。用途：主要做内存ROM特点：只读不写掉电后信息不丢失，存长期信息。用途：主要做控制存储器8.动态RAM与静态RAM特点与用途，DRAM刷新方式与主要优点。静态RAM特点：信息读出后，仍保持其原有状态，不需要再生。用途：用于Cache动态RAM特点：靠电容存储电荷的原理来寄存信息。用途：组成内存/主存。DRAM刷新方式集中刷新：集中刷新是在规定的一个刷新周期内对全部存储单元集中一段时间逐行进行刷新，此刻必须停止读写操作。分散刷新：分散刷新是指对每行存储单元的刷新分散到每个存储周期内完成。异步刷新：异步刷新是前两种方式的结合，它即可缩短“死时间”，又充分利用最大刷新间隔2ms的特点。优点：单个MOS管组成，集成度高，速度较SRAM慢，价格低，9.Cache工作原理特点，地址映射方式与替换算法。原理：利用程序访问的局部性，近期用到信息存于cache。地址映射方式：直接映射、全相联映射、组相联映射、替换算法：先进先出算法（FIFO）、近期最少使用算法（LRU）、随机法。10.主机与外设交换信息采用中断与DMA方式特点与应用场合。中断方式：特点：CPU与外设并行工作，效率高应用场合：管理多种外设并行工作、进行实时处理、进行故障自动处理DMA方式：特点：○1从数据传送看，程序中断方式靠程序传送，DMA方式靠硬件传送。○2从CPU响应时间看，程序中断方式是在一条指令执行结束时响应，而DMA方式可在指令周期内的任一存取周期结束时响应。○3程序中断方式有处理异常事件能力，DMA方式没有这种能力，主要用于大批数据的传送，如硬盘存取、图像处理、高速数据采集系统等，可提高数据吞吐量。○4程序中断方式需要中断现行程序，故需保护现场；DMA方式不中断现行程序，无须保护现场。○5DMA的优先级比程序中断的优先级高。应用场合：高速设备如硬盘11.I/O端口与接口的区别，I/O接口分类方法。端口：接口内部寄存器有I/O地址号。一般分为数据口、命令口和状态口。接口：若干端口加上相应的控制电路组成。接口分类：按数据传送方式分串行接口和并行接口按功能选择的灵活性分为可编程接口和不可编程接口按通用性分为通用接口和专用接口按数据传送的控制方式分为程序型接口和DMA接口。12.中断处理过程分成哪两个阶段各完成哪些任务响应阶段：关中断、保护断点地址、转入中断服务入口地址处理阶段：保护现场、执行用户编写的中断服务程序、恢复现场。13.与中断方式比较MDA方式主要特点是什么。○1从数据传送看，程序中断方式靠程序传送，DMA方式靠硬件传送。○2从CPU响应时间看，程序中断方式是在一条指令执行结束时响应，而DMA方式可在指令周期内的任一存取周期结束时响应。○3程序中断方式有处理异常事件能力，DMA方式没有这种能力，主要用于大批数据的传送，如硬盘存取、图像处理、高速数据采集系统等，可提高数据吞吐量。○4程序中断方式需要中断现行程序，故需保护现场；DMA方式不中断现行程序，无须保护现场。○5DMA的优先级比程序中断的优先级高。14.什么是寻址方式，数据寻址方式有哪几种。寻址方式：是指确定本条指令的数据地址以及下一条将要执行的指令地址的方法，它与硬件结构紧密相关，而且直接影响指令格式和指令功能。数据寻址方式：立即寻址、直接寻址、隐含寻址、间接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、变址寻址、相对寻址、堆栈寻址。15.RISC主要特点与CISC相比较RISC主要优点。特点：选用使用频率较高的一些简单指令以及一些很有用但又不复杂的指令，让复杂指令的功能由频度高的简单指令的组合来实现；指令长度固定指令格式种类少，寻址方式种类少；只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器内完成；采用流水线技术，大部分指令在一个时钟周期内完成；控制器采用组合逻辑控制，不用微程序控制；采用优化的编译程序。○1充分利用VLSI芯片的面积。○2提高计算机运算速度。○3便于设计可降低成本提高可靠性。○4有效支持高级语言程序。16.组合逻辑与微程序设计主要特点与应用。组合逻辑：特点：速度快、复杂不灵活。应用：适用于RISC机。微程序：特点：引入程序设计与存储逻辑技术，硬件软化，把一条机器指令用一段微程序来实现，存放控制存储器CM中。应用：系列机。17.什么是指令周期、机器周期、时钟周期三者的关系如何。指令周期：完成一条指令的时间，由若干机器周期组成。机器周期：完成摸个独立操作，由若干时钟周期组成。时钟周期：最基本时间单位，由主频决定。关系：时钟周期是最基本时间单位，由若干时钟周期组成机器周期，由若干机器周期组成指令周期。

⑦ 数据采集卡的缓存的作用是什么

缓存在数据采集方面起一个数据暂存的一个功能。如果木有缓存，CPU只能以查询的方式读取数据，这样的方式效率低，CPU占用率高，如果数据传输要求高速的话可能还会丢失数据。

⑧ 高速缓存的工作原理是什么

高速缓存内存标识位于主内存中的重复指令和数据，并将其复制到其内存中。CPU不再为相同的指令和数据重复访问较慢的主内存，而是访问更快的缓存。

缓存有时称为CPU内存，通常运行在高性能的SRAM内存模块上。CPU可以访问更快的缓存内存来运行性能敏感的操作。高速缓存内存通常集成在主板下，或者在不同的芯片上，通过总线与CPU互连。

(8)高速数据采集数据缓存扩展阅读：

在CPU里面内置了高速缓存可以提高CPU的运行效率。

内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。采用回写(Write Back)结构的高速缓存。

它对读和写*作均有可提供缓存。而采用写通(Write-through)结构的高速缓存，仅对读*作有效。在486以上的计算机中基本采用了回写式高速缓存。

在流行的处理器中，奔腾Ⅲ和Celeron处理器拥有32KB的L1高速缓存，奔腾4为8KB，而AMD的Duron和Athlon处理器的L1高速缓存高达128KB。