第一篇：硬件工程師筆試二

硬件工程師筆試二

模擬電路

1、基爾霍夫定理的內(nèi)容是什么？（仕蘭微電子）

2、平板電容公式(C=εS/4πkd)。（未知）

3、最基本的如三極管曲線特性。（未知）

4、描述反饋電路的概念，列舉他們的應(yīng)用。（仕蘭微電子）

5、負反饋種類（電壓并聯(lián)反饋，電流串聯(lián)反饋，電壓串聯(lián)反饋和電流并聯(lián)反饋）；負反饋的優(yōu)點（降低放大器的增益靈敏度，改變輸入電阻和輸出電阻，改善放大器的線性和非線性失真，有效地擴展放大器的通頻帶，自動調(diào)節(jié)作用）（未知）

6、放大電路的頻率補償?shù)哪康氖鞘裁?，有哪些方法？（仕蘭微電子）

7、頻率響應(yīng)，如：怎么才算是穩(wěn)定的，如何改變頻響曲線的幾個方法。（未知）

8、給出一個查分運放，如何相位補償，并畫補償后的波特圖。（凹凸）

9、基本放大電路種類（電壓放大器，電流放大器，互導(dǎo)放大器和互阻放大器），優(yōu)缺點，特別是廣泛采用差分結(jié)構(gòu)的原因。（未知）

10、給出一差分電路，告訴其輸出電壓Y+和Y-,求共模分量和差模分量。（未知）

11、畫差放的兩個輸入管。（凹凸）

12、畫出由運放構(gòu)成加法、減法、微分、積分運算的電路原理圖。并畫出一個晶體管級的運放電路。（仕蘭微電子）

13、用運算放大器組成一個10倍的放大器。（未知）

14、給出一個簡單電路，讓你分析輸出電壓的特性（就是個積分電路），并求輸出端某點的rise/fall時間。(Infineon筆試試題)

15、電阻R和電容C串聯(lián)，輸入電壓為R和C之間的電壓，輸出電壓分別為C上電壓和R上電壓，要求制這兩種電路輸入電壓的頻譜，判斷這兩種電路何為高通濾波器，何為低通濾波器。當(dāng)RC<

16、有源濾波器和無源濾波器的原理及區(qū)別?（新太硬件）

17、有一時域信號S=V0sin(2pif0t)+V1cos(2pif1t)+V2sin(2pif3t+90),當(dāng)其通過低通、帶通、高通濾波器后的信號表示方式。（未知）

18、選擇電阻時要考慮什么？（東信筆試題）

19、在CMOS電路中，要有一個單管作為開關(guān)管精確傳遞模擬低電平，這個單管你會用P管還是N管，為什么？（仕蘭微電子）

20、給出多個mos管組成的電路求5個點的電壓。(Infineon筆試試題)

21、電壓源、電流源是集成電路中經(jīng)常用到的模塊，請畫出你知道的線路結(jié)構(gòu)，簡單描述其優(yōu)缺點。（仕蘭微電子）

22、畫電流偏置的產(chǎn)生電路，并解釋。（凹凸）

23、史密斯特電路,求回差電壓。（華為面試題）

24、晶體振蕩器,好像是給出振蕩頻率讓你求周期(應(yīng)該是單片機的,12分之一周期....)（華為面試題）

25、LC正弦波振蕩器有哪幾種三點式振蕩電路，分別畫出其原理圖。（仕蘭微電子）

26、VCO是什么,什么參數(shù)(壓控振蕩器?)（華為面試題）

27、鎖相環(huán)有哪幾部分組成？（仕蘭微電子）

28、鎖相環(huán)電路組成，振蕩器（比如用D觸發(fā)器如何搭）。（未知）

29、求鎖相環(huán)的輸出頻率，給了一個鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)圖。（未知）

30、如果公司做高頻電子的，可能還要RF知識，調(diào)頻，鑒頻鑒相之類，不一一列舉。（未知）

31、一電源和一段傳輸線相連（長度為L,傳輸時間為T），畫出終端處波形，考慮傳輸線無損耗。給出電源電壓波形圖，要求繪制終端波形圖。（未知）

32、微波電路的匹配電阻。（未知）

33、DAC和ADC的實現(xiàn)各有哪些方法？（仕蘭微電子）

34、A/D電路組成、工作原理。（未知）

35、實際工作所需要的一些技術(shù)知識(面試容易問到)。如電路的低功耗，穩(wěn)定，高速如何做到，調(diào)運放，布版圖注意的地方等等,一般會針對簡歷上你所寫做過的東西具體問，肯定會問得很細（所以別把什么都寫上，精通之類的詞也別用太多了），這個東西各個人就不一樣了，不好說什么了。（未知

第二篇：硬件工程師筆試

廣州飛歌汽車音響有限公司

硬件工程師筆試題

一、填空

1、電容的特性是 電感的特性是。

2、電容C對頻率為f的信號的容抗，電感L對頻率為f的信號的感抗Xl=

3、LC電路的諧振頻率為

4、三極管在數(shù)字電路中具有的作用。

5、JK觸發(fā)器的特性方程為

二、分析、計算機

1、畫出二極管與門、二極管或門、并做簡單說明（二極管導(dǎo)通電壓0.7V）。

2、列出三極管可組成的三種基本放大電路，并簡要說明這三種情況各自的作用和特點。3如圖所示是一個RC充放電回路示意圖，假設(shè)電容器兩端的初始電壓為零，開關(guān)K與1端接通的瞬間，電源通過電阻R對電容充電；開關(guān)K與2端接通的瞬間，電容通過電阻R放電。寫出充電、放電過程中，t時刻電容的電容Vt的公式，并畫出充電、放電過程電容電壓的特性曲線

4、如圖所示是用一個PNP的三極管驅(qū)動的一個5V繼電器的電路，簡要說明三極管和二極管的作用；若繼電器的內(nèi)阻為100歐姆，三極管的放大倍數(shù)為100倍，試計算出在滿足什么樣的條件下，繼電器能可靠地吸合。

5、如圖所示，三極管導(dǎo)通時UBE=0.7V，B=50.試分析VBB為0V、1V、1.5V三種情況下T的工作狀態(tài)及輸出電壓U0

第三篇：硬件工程師筆試題目

第一題：翻譯，不說了（注意詞匯：電阻 resistors，阻抗：resistance 反饋feedback，電容capacitance，等吧）

第二題：填空，主要是模電的，功放管根據(jù)什么分類的？按功放中功放管的導(dǎo)電方式不同，可以分為甲類功放（又稱A類）、乙類功放（又稱B類）、甲乙類功放（又稱AB類）和丁類功放（又稱D類）。

1、甲類功放是指在信號的整個周期內(nèi)（正弦波的正負兩個半周），放大器的任何功率輸出元件都不會出現(xiàn)電流截止（即停止輸出）的一類放大器。甲類放大器工作時會產(chǎn)生高熱，效率很低，但固有的優(yōu)點是不存在交越失真。單端放大器都是甲類工作方式，推挽放大器可以是甲類，也可以是乙類或甲乙類。效率低，約為50%，功率損耗大。

2、乙類功放是指正弦信號的正負兩個半周分別由推挽輸出級的兩“臂”輪流放大輸出的一類放大器，每一“臂”的導(dǎo)電時間為信號的半個周期。乙類放大器的優(yōu)點是效率高，缺點是會產(chǎn)生交越失真。B類功放的效率平均約為75%；

3、甲乙類功放界于甲類和乙類之間，推挽放大的每一個“臂”導(dǎo)通時間大于信號的半個周期而小于一個周期。甲乙類放大有效解決了乙類放大器的交越失真問題，效率又比甲類放大器高，因此獲得了極為廣泛的應(yīng)用。

4、丁類功放也稱數(shù)字式放大器，利用極高頻率的轉(zhuǎn)換開關(guān)電路來放大音頻信號，具有效率高，體積小的優(yōu)點。許多功率高達1000W的丁類放大器，體積只不過像VHS錄像帶那么大。這類放大器不適宜于用作寬頻帶的放大器，但在有源超低音音箱中有較多的應(yīng)用。

問題三：電容C的阻抗表達式？電容阻抗計算公式是什么？q=UC；I=dq/dt=jwUC ；Zc=U/I=1/jwC ；|Zc|=1/wC ；C=εS/4πkd 式中k為靜電力常量，介電常數(shù)ε由兩極板之間介質(zhì)決定。

問題四：容抗=-j/wc,j表示虛數(shù)部分，電容有無功分量，所以要用虛數(shù)表示。電容的容抗表達式：XC=1/(2*pi*f*C),電感的感抗表達式：XL=2*pi*f*L.f為交流頻率，L,C分別為電感和電容。電感對交流的阻礙能力叫“感抗”。電容對交流的阻礙能力叫“容抗”。

問題三：PCB布線的規(guī)則？1 電源、地線的處理：眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線＞電源線＞信號線

2、數(shù)字電路與模擬電路的共地處理：現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路（數(shù)字或模擬電路），而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。電路和模擬電路混合 構(gòu)成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題，特別是地線上的噪音干擾。數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整人PCB對外界只有一個結(jié)點，所以必須在PCB內(nèi)部進行處理數(shù)、模共地的問題。3手工布局自動布局a.布局的首要原則是保證布線的布通率，移動器件時注意飛線的連接，把有連線關(guān)系的器件放在一起b.數(shù)字器件和模擬器件要分開，盡量遠離 c.去耦電容盡量靠近器件的VCCd.放置器件時要考慮以后的焊接，不要太密集e.多使用軟件提供的Array和Union功能

第三題：選擇，無線運行商有那幾家？中國電信 中國聯(lián)通 中國移動通訊

第六問：DMA的英文拼寫是“Direct Memory Access”，漢語的意思就是直接內(nèi)存訪問，是一種不經(jīng)過CPU而直接從內(nèi)存存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模式。在DMA模式下，CPU只須向DMA控制器下達指令，讓DMA控制器來處理數(shù)據(jù)的傳送，數(shù)據(jù)傳送完畢再把信息反饋給CPU，這樣就很大程度上減輕了CPU資源占有率，可以大大節(jié)省系統(tǒng)資源。DMA模式又可以分為Single-Word DMA（單字節(jié)DMA）和Multi-Word DMA（多字節(jié)DMA）兩種，其中所能達到的最大傳輸速率也只有16.6MB/s.第八問：分析二極管的作用？二極管最主要的特性是單向?qū)щ娦裕?/p>

1、正向特性

2、反向特性

3、擊穿特性

4、頻率特性 第七問：什么是線與（老題了）？硬件上實現(xiàn)有什么要求；？線與邏輯是兩個輸出信號相連可以實現(xiàn)與的功能。在硬件上，要用oc門來實現(xiàn)（漏極或者集電極開路），由于不用oc門可能使灌電流過大，而燒壞邏輯門，同時在輸出端口應(yīng)加一個上拉電阻。（線或則是下拉電阻）將幾個OC門結(jié)構(gòu)與非門輸出并聯(lián)，當(dāng)每個OC門輸出為高電平時，總輸出才為高，這種連接方式稱為線與。第九問： 怎么用萬用表量電流值？

1．選擇量程：萬用表直流電流檔標有“mA”有1mA、1omA、100mA三檔量程。選擇量程，應(yīng)根據(jù)電路中的電流大小。如不知電流大小，應(yīng)選用最大量程。2．測量方法：萬用表應(yīng)與被測電路串聯(lián)。應(yīng)將電路相應(yīng)部分斷開后，將萬用表表筆接在斷點的兩端。紅表筆應(yīng)接在和電源正極相連的斷點，黑表筆接在和電源負極相連的斷點.第十一問：第五題：翻蓋手機的設(shè)計，器件（LCD：分辨率、響應(yīng)時間、亮度）選擇等（自由發(fā)揮的）；還有就是檢測到翻蓋中斷，怎么處理中斷？滑蓋手機的設(shè)計：（外觀、尺寸、材質(zhì)）面板的設(shè)計：材質(zhì)LCD()、按鍵、電池蓋、MIC(Receiver、Speaker)、耳機插孔、moter（震動）、藍牙等等；(終于到我了，我交出簡歷，然后坐下說：“你好，我叫****，應(yīng)聘的職位是網(wǎng)絡(luò)工程師。”（后來這成了每一輪面試我都要說的一句話），他看了看，說：“你叫****，你的名字很有意思，哈?！蔽覍擂危f給我一份明天面試的通知單。)

第四篇：硬件工程師找工作筆試題目

硬件題目

1．用mos 管搭出一個二輸入與非門。

2．集成電路前段設(shè)計流程，寫出相關(guān)的工具。

3．解釋名詞IRQ，BIOS，USB，VHDL，SDR。

4．簡述如下Unix 命令cp-r, rm,uname。

5．用波形表示D 觸發(fā)器的功能。

6．寫異步D 觸發(fā)器的verilog module。

7．What is PC Chipset？

8．用傳輸門和倒向器搭一個邊沿觸發(fā)器。

9．畫狀態(tài)機，接受1，2，5 分錢的賣報機，每份報紙5 分錢。DSP 題目

1．H（n）=?a*h（n?1）+b*δ（n）

（1）求h（n）的z 變換

（2）該系統(tǒng)是否為穩(wěn)定系統(tǒng)

（3）寫出FIR 數(shù)字濾波器的差分方程

2．寫出下面模擬信號所需的最小采樣帶寬

（1）模擬信號的頻率范圍是0~4kHz

（2）模擬信號的頻率范圍是2~4kHz

3．名詞解釋

（1）量化誤差

（2）直方圖

（3）白平衡

（4）MMX

4．寫出下面幾種格式中用到的壓縮技術(shù)

（1）JPEG

（2）MPEG2

（3）MP3

1．下面是一些基本的數(shù)字電路知識問題，請簡要回答：

（1）什么是Setup 和Holdup 時間？

（2）什么是競爭與冒險現(xiàn)象？怎樣判斷？如何消除？

（3）請畫出用D 觸發(fā)器實現(xiàn)2 倍分頻的邏輯電路。

（4）什么是“線與”邏輯？要實現(xiàn)它，在硬件特性上有什么具體要求？

（5）什么是同步邏輯和異步邏輯？

（6）請畫出微機接口電路中，典型的輸入設(shè)備與微機接口邏輯示意圖（數(shù) 據(jù)接口、控制接口、所存器／緩沖器）。

（7）你知道哪些常用的邏輯電平？TTL 與COMS 電平可以直接互連嗎？

2．可編程邏輯器件在現(xiàn)代電子設(shè)計中越來越重要，請問：

（1）你所知道的可編程邏輯器件有哪些？

（2）試用VHDL 或Verilog，ABLE 描述8 位D 觸發(fā)器邏輯

3．設(shè)想你將設(shè)計完成一個電子電路方案。請簡述用EDA 軟件（如PROTEL）進行設(shè)計（包括原理圖和PCB 圖）到調(diào)試出樣機的整個過程。在各個環(huán)節(jié)應(yīng)注意

哪些問題？

1．用邏輯門和cmos 電路實現(xiàn)ab+cd

2．用一個二選一mux 和一個inv 實現(xiàn)異或。

3．給了reg 的setup 和hold 時間，求中間組合邏輯的delay 范圍。

4．如何解決亞穩(wěn)態(tài)。

5．用Verilog/VHDL 寫一個fifo 控制器。

6．用Verilog/VDDL 檢測stream 中的特定字符串

1．DSP 和通用處理器在結(jié)構(gòu)上有什么不同？請簡要畫出你熟悉的一種DSP 結(jié) 構(gòu)圖。

2．說說定點DSP 和浮點DSP 的定義（或者說出他們的區(qū)別）。

3．說說你對循環(huán)尋址和位反序?qū)ぶ返睦斫狻?/p>

4．請寫出【?8，7】的二進制補碼和二進制偏置碼。用Q15 表示出0.5 和?0.5。

1．壓控振蕩器的英文縮寫。

3．選擇電阻時要考慮什么？

4．單片機上電后沒有運轉(zhuǎn)，首先要檢查什么？

5．計算機的基本組成部分及其各自的作用。

6．怎樣用D 觸發(fā)器、與或非門組成二分頻電路？

1．說出RC 振蕩器的構(gòu)成和工作原理。

2．什么是SDH?

3．什么是共模、差模?畫出差分電路的結(jié)構(gòu)。

4．a(chǎn)=5;b=6;a+=b++;執(zhí)行結(jié)果是什么？

5．什么是TDM？什么是CDMA？

6．什么是采樣定理？

7．什么是香農(nóng)定理？

8．計算機的中斷有哪幾類？

微電子

1．名詞解釋：VLSI，CMOS，EDA，VHDL，Verilog，HDL，ROM，RAM，DRC，LVS。

2．簡述CMOS 工藝流程。

3．畫出CMOS 與非門的電路，并畫出波形圖簡述其功能。

4．畫出N 溝道增強型MOSFET 的剖面圖。

5．簡述ESD 和latch-up 的含義。

6．簡述三極管與MOS 管的區(qū)別。

7．簡述MOORE 模型和MEALY 模型。

8．簡述堆棧與隊列的區(qū)別。

第五篇：硬件工程師培訓(xùn)教程(二)

中國電腦救援中心

硬件工程師培訓(xùn)教程

（二）第二節(jié) 計算機的體系結(jié)構(gòu)

一臺計算機由硬件和軟件兩大部分組成。硬件是組成計算機系統(tǒng)的物理實體，是看得見摸得著的部分。從大的方面來分，硬件包括CPU(Central Processing Unit ——中央處理器)、存儲器和輸入/輸出設(shè)備幾個部分。

CPU 負責(zé)指令的執(zhí)行，存儲器負責(zé)存放信息(類似大腦的記憶細胞)，輸入/輸出設(shè)備則負責(zé)信息的采集與輸出(類似人的眼睛和手)。具體設(shè)備如我們平常所見到的內(nèi)存條、顯卡、鍵盤、鼠標、顯示器和機箱等。軟件則是依賴于硬件執(zhí)行的程序或程序的集合。這是看不見也摸不著的部分。

一、Von Neumann(馮.諾依曼)體系結(jié)構(gòu)

Von Neumann 體系結(jié)構(gòu)是以數(shù)學(xué)家John Von Neumann 的名字命名的，他在20 世紀40年代參與設(shè)計了第一臺數(shù)字計算機ENIAC。Von Neumann 體系結(jié)構(gòu)的特點如下:

·一臺計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設(shè)備5 大部分組成。

·采用存儲程序工作原理，實現(xiàn)了自動連續(xù)運算。

存儲程序工作原理即把計算過程描述為由許多條命令按一定順序組成的程序，然后把程序和所需的數(shù)據(jù)一起輸入計算機存儲器中保存起來，工作時控制器執(zhí)行程序，控制計算機自動連續(xù)進行運算。Von Neumann 體系結(jié)構(gòu)存在的一個突出問題就是，外部數(shù)據(jù)存取速度和CPU 運算速度不平衡，不過可以通過在一個系統(tǒng)中使用多個CPU 或采用多進程技術(shù)等方法來解決。

二、CPU

CPU 是計算機的運算和控制中心，其作用類似人的大腦。不同的CPU 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不完全相同，一個典型的CPU 由運算器、寄存器和控制器組成。3 個部分相互協(xié)調(diào)便可以進行分析、判斷和計算，并控制計算機各部分協(xié)調(diào)工作。最新的CPU 除包括這些基本功能外，還集成了高速Cache(緩存)等部件。

三、存儲器

每臺計算機都有3 個主要的數(shù)據(jù)存儲部件:主存儲器、高速寄存器和外部文件存儲器。主存儲器通常是劃分為字(典型的是32 位或64 位)或字節(jié)(每字含4 或8 字節(jié))的線性序列。高速寄存器通常是一個字長的位序列。一個寄存器的內(nèi)容可能表示數(shù)據(jù)或主存儲器中數(shù)據(jù)或下一條指令的地址。高速緩存通常位于主存儲器和寄存器之間作為從主存儲器存取數(shù)據(jù)的加速器。外部文件存儲器包括磁盤、磁帶或日益普及的CD-ROM 等，通常以記錄劃分，每個記錄是位或字節(jié)的序列。

四、輸入/輸出(I/O)設(shè)備

輸入設(shè)備類似人的眼睛、耳朵和鼻子，負責(zé)信息的采集，并提交給CPU 處理。具體產(chǎn)品如鍵盤、鼠標和掃描儀等。輸出設(shè)備類似人的手，執(zhí)行大腦(CPU)發(fā)出的指令，可完成一定的功能，輸出計算機的運算結(jié)果。具體產(chǎn)品如打印機、顯示器和音箱等。

五、總線

微型計算機的體系結(jié)構(gòu)有一個最顯著的特征是采用總線結(jié)構(gòu)?？偩€就像一條公共通路，將所有的設(shè)備連接起來，達到相互通信的目的。與并行計算機(各部件間通過專用線路連接)相比，采用總線結(jié)構(gòu)的微型計算機簡化了設(shè)計、降低了成本、縮小了體積，但在同等配置條件下，性能有所下降?？偩€又分用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線(Data Bus)、傳輸?shù)刂沸畔⒌牡刂房偩€(Address Bus)和用于傳輸控制信號、時序信號和狀態(tài)信息的控制總線(Control Bus)。

六、操作集

每臺計算機都有一內(nèi)部基本操作集與機器語言指令相對應(yīng)。一個典型的操作集包括與內(nèi)部數(shù)據(jù)類型相關(guān)的基本算術(shù)指令(即實數(shù)和整數(shù)加法、減法、乘法和除法等)、測試數(shù)據(jù)項性質(zhì)(如是否為零，是正數(shù)或負數(shù)等)的指令、對數(shù)據(jù)項的某一部分進行存取和修改(如在一個字中存取一個字符，在一條指令中存取操作數(shù)的地址等)的指令、控制輸入/輸出設(shè)備的指令及順序控制指令(如無條件跳轉(zhuǎn)等)。

七、順序控制

在機器語言程序中下一條要被執(zhí)行的指令通常是由程序地址寄存器(也稱為指令計數(shù)器)的內(nèi)容確定

中國電腦救援中心的。為了將控制權(quán)轉(zhuǎn)到程序某處，程序員可使用一些操作修改該寄存器的內(nèi)容。解釋器作為一部計算機操作的核心，每次執(zhí)行的都是簡單的循環(huán)算法。而對于每次循環(huán)，解釋器都會從程序地址寄存器取得下一條指令的地址(并增量寄存器的值為下一條指令的地址)，從存儲器取得指定的指令，對指令進行解碼，分解為操作碼和一組操作數(shù)并取得操作數(shù)(如果必要的話)，使用操作數(shù)作為參數(shù)調(diào)用指定的操作。基本操作可能修改內(nèi)存和寄存器中的數(shù)據(jù)，和輸入輸出設(shè)備進行通訊，通過修改程序地址寄存器的內(nèi)容改變程序的執(zhí)行流程。在執(zhí)行基本操作后，解釋器將重復(fù)上述循環(huán)。

八、數(shù)據(jù)存取

除了操作碼，每條機器指令還需要指定操作碼所需的操作數(shù)。一般操作數(shù)可以被存放在主存儲器或寄存器中。計算機必須包含一個指定和存取操作數(shù)的機制。同樣道理，運算的結(jié)果必須被存放在某一地址。上述機制稱為數(shù)據(jù)存取控制。一般的方式是，對每個存儲器地址用一個整數(shù)標記，同時提供一個機制對于給定的地址存取該地址的內(nèi)容(或?qū)⒁粋€新值存入給定的地址)。同理，寄存器一般也采用一個簡單的整數(shù)標明。

九、存儲管理

設(shè)計電腦的一個原則是保證能方便地操作計算機包含的所有設(shè)備(如內(nèi)存、CPU 和外部設(shè)備)。實現(xiàn)該原則的主要困難是CPU 每次操作的時間一般是以毫微秒計，而內(nèi)存存取時間是微秒級。為了對速度進行平衡，需要采用不同的存取管理機制。如果僅在硬件中采用簡單的存取管理機制，則在整個程序的執(zhí)行過程中數(shù)據(jù)都被存放在內(nèi)存中，每個時刻只有一個程序被運行。

盡管CPU 必須等待數(shù)據(jù)，但無需額外的硬件。為了平衡中央處理器速度和外部數(shù)據(jù)讀取速率之間的矛盾，操作系統(tǒng)通常使用多進程技術(shù)，在等待讀取數(shù)據(jù)的毫秒時間段內(nèi)，計算機可運行另一個程序。為了允許多個程序在同一時刻能共存于內(nèi)存中，可直接在硬件中使用頁或動態(tài)程序分配機制。頁算法對將來最有可能被使用的數(shù)據(jù)和程序做出預(yù)測并存取，只要數(shù)據(jù)和指令所在的頁在主存中，程序就可以一直執(zhí)行下去。如果出現(xiàn)了頁錯誤(即正確的地址不在內(nèi)存中)，則通知操作系統(tǒng)從外部存儲器讀入相應(yīng)的頁。

另外，為了平衡主存和中央處理器間的速度差異，可使用緩存。緩存是位于主存和中央處理器間的一個較小的高速數(shù)據(jù)存儲器，大小一般為1 ～256KB，包含中央處理器最近使用的數(shù)據(jù)和指令，當(dāng)然也包括了將來最有可能被使用到的程序代碼或數(shù)據(jù)。如果所需的數(shù)據(jù)恰在緩存中，則中央處理器就直接調(diào)用該緩存中的數(shù)據(jù)，被修改的數(shù)據(jù)在相對較慢的主存速率下被存至主存。如果指定的地址不在主存中，則讀取包含該地址的一段數(shù)據(jù)塊，這些相近地址中的數(shù)據(jù)有可能馬上會被使用。使用32KB 緩存可達到95%的命中率(CPU 在緩存中找到所用數(shù)據(jù)的概率)。

十、操作環(huán)境

計算機的操作環(huán)境包括外圍存儲器和輸入/輸出設(shè)備。這些設(shè)備代表了計算機的外部世界，任何與計算機的通訊都必須通過操作環(huán)境進行。操作環(huán)境按照不同的存取速率分為不同類別，如高速存儲器(外存)、中速存儲器(磁盤和CD-ROM)、低速存儲器(磁帶)和輸入輸出設(shè)備(閱讀器、打印機、數(shù)據(jù)通信線)等。值得指出的是，計算機硬件的組織通常都具有不同的形式。本章介紹的只是其中的“Von Neumann 體系結(jié)構(gòu)”，當(dāng)然還有其他的體系結(jié)構(gòu)。

十一、計算機狀態(tài)

從靜態(tài)角度觀察一臺計算機，可以把它視為是由數(shù)據(jù)、操作和控制結(jié)構(gòu)等組成的一個完整的系統(tǒng)。因此對計算機的了解還應(yīng)包括對它的動態(tài)行為，即程序執(zhí)行過程的了解。這個了解也就要包括其程序執(zhí)行前不同存儲器的內(nèi)容、所執(zhí)行的指令序列、程序執(zhí)行過程中數(shù)據(jù)內(nèi)容是如何被修改的及程序執(zhí)行的最后結(jié)果是什么等。

描述計算機動態(tài)行為的一個簡便方法是使用“計算機狀態(tài)”。將計算機上程序的執(zhí)行看成是計算機狀態(tài)的一個變化序列，每個狀態(tài)由程序執(zhí)行過程中某一時刻的內(nèi)存、寄存器和外部設(shè)備的內(nèi)容確定。這些存儲器的初始內(nèi)容定義了計算機的初始狀態(tài)，每一步程序的執(zhí)行都是通過修改存儲器的內(nèi)容將當(dāng)前的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為一個新的狀態(tài)，該過程稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)換。當(dāng)程序執(zhí)行結(jié)束后，最終狀態(tài)定義就是這些存儲器的內(nèi)容。程序的執(zhí)行可以看成是由計算機狀態(tài)序列的轉(zhuǎn)換，如果能預(yù)測狀態(tài)的轉(zhuǎn)換序列，就可以說理解了計算機的動態(tài)

行為。

第二章 CPU 的發(fā)展及相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)

C P U(C e n t r a l P r o c e s s i n g U n i t)，即中央處理單元，也稱微處理器，是整個系統(tǒng)的核心，也是整個系統(tǒng)最高的執(zhí)行單位。它負責(zé)整個系統(tǒng)指令的執(zhí)行、數(shù)學(xué)與邏輯運算、數(shù)據(jù)存儲、傳送以

及輸入輸出的控制。因為C PU 是決定電腦性能的核心部件，人們就以它來判定電腦的檔次，于是就

有了4 86、5 8 6(P e n t i u m)、P Ⅱ、P Ⅲ、P4 之分。C PU 既然關(guān)系著指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)的處理，當(dāng)然也關(guān)系著指令和數(shù)據(jù)處理速度的快慢，因而C PU 有不同的執(zhí)行功能，不同的處理速度。一般C PU的功能和處理速度，我們可以從它的型號和編號來判斷，如P e n t i um 系列是5 86 機種的C PU，型號 后的數(shù)字即為它的工作頻率(時鐘頻率)，單位是M Hz。