计算机各组件信息存取时间开销比较

1)从磁盘驱动器读取一个字的时间开销比从主存中读取的开销大1000万倍。

2)从寄存器读数据比从主存中读取要快100倍。

3)从处理器芯片上的L1高速缓存读数据的速度和访问寄存器文件几乎一样快。(L1高速缓存容量可达数万字节,一个寄存器文件只存储几百字节)

4)访问通过一条特殊的总线连接到处理器的高速缓存L2的时间开销比访问L1的开销大5倍,但比访问主存时间快5~10倍。(L2高速缓存容量为数十万到数百万字节)

高速缓存技术图:



设备存储效率:


### 计算机组成原理选择题示例 #### 一、单选题 1. **计算机硬件主要由哪五个部分构成?** - A. 输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器 - B. CPU、显示器、键盘、鼠标、打印机 - C. 主板、内存条、硬盘、光驱、电源 - D. 中央处理器、随机存取存储器、只读存储器、输入/输出接口电路、总线 正确选项为A,即输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器[^1]。 2. **变址寻址方式中,操作数的有效地址等于______。** - A. 变址寄存器内容加上形式地址(位移量) - B. 堆栈指示器内容减去偏移量 - C. 寄存器内容与基地址相加的结果 - D. 程序计数器PC的内容增加或减少一定数值后的值 正确答案是C,表示有效地址通过将变址寄存器中的内容同形式地址相结合来计算得出[^2]。 3. **关于流水线技术的说法错误的是哪一个?** - A. 流水CPU由多个称为“段”的处理组件串联而成 - B. m段流水CPU理论上可以达到m倍于非流水结构的速度提升 - C. 实际上,由于资源冲突等因素影响,m段流水CPU并不能完全实现理论上的性能增益 - D. 对于具备相同数量并行部件的传统CPU而言,其吞吐率低于m段流水CPU 错误说法应选B项;实际上,虽然理想情况下m段流水CPU可能带来接近m倍的效率增长,但由于存在各种开销和瓶颈,实际效果通常会有所折扣[^3]。 ```python # Python代码用于模拟上述题目解析过程 def explain_question(): questions = [ {"question": "计算机硬件主要由哪五个部分构成?", "options":["输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器", "CPU、显示器、键盘、鼠标、打印机", "主板、内存条、硬盘、光驱、电源", "中央处理器、随机存取存储器、只读存储器、输入/输出接口电路、总线"], "answer":"A"}, {"question": "变址寻址方式中,操作数的有效地址等于______。", "options":[ "变址寄存器内容加上形式地址(位移量)", "堆栈指示器内容减去偏移量", "寄存器内容与基地址相加的结果", "程序计数器PC的内容增加或减少一定数值后的值" ], "answer":"C"}, {"question": "关于流水线技术的说法错误的是哪一个?", "options":[ "流水CPU由多个称为'段'的处理组件串联而成", "m段流水CPU理论上可以达到m倍于非流水结构的速度提升", "实际上,由于资源冲突等因素影响,m段流水CPU并不能完全实现理论上的性能增益", "对于具备相同数量并行部件的传统CPU而言,其吞吐率低于m段流水CPU" ], "answer":"B"} ] for q in questions: print(f"{q['question']}\nOptions:") for i,opt in enumerate(q["options"]): print(f"- {chr(ord('A')+i)}. {opt}") print(f"\nThe correct answer is: {q['answer']}.\n\n") explain_question() ```
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