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计算机组成原理简答题问答:1.什么是大小端对齐Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
2.什么是指令周期、机器周期和时钟周期三者有何关系答：指令周期是CPU完成一条指令的时间；机器周期是所有指令执行过程的一个基准时间，机器周期取决于指令的功能及器件的速度；一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期，每个指令周期内的机器周期数可以不等，每个机器周期内的节拍数也可以不等。
3.什么是总线判优为什么需要总线判优答：总线判优就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时，通过总线控制器，按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占有总线。
因为总线传输的特点就是在某一时刻，只允许一个部件向总线发送信息，如果有两个以上的部件同时向总线发送信息，势必导致信号冲突传输无效，故需用判优来解决。
4.什么是“程序访问的局部性”存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理答：所谓程序访问的局部性即程序执行时对存储器的访问是不均匀的，这是由于指令和数据在主存的地址分布不是随机的，而是相对地簇聚。
存储系统的Cache—主存级和主存—辅存级都用到程序访问的局部性原理。
对Cache—主存级而言，把CPU最近期执行的程序放在容量较小、速度较高的Cache中。
对主存—辅存级而言，把程序中访问频度高、比较活跃的部分放在主存中，这样既提高了访存的速度又扩大了存储器的容量。
5.指令和数据都存于存储器中，从时间和地址两个角度，说明计算机如何区分它们解：计算机区分指令和数据有以下2种方法：通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。
通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。
1、冯诺依曼体系结构要点答：二进制；存储程序顺序执行；硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成2、什么是存储容量？什么是单元地址？解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。
单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。
3、什么是外存？简述其功能。
外存：为了扩大存储容量，又不使成本有很大的提高，在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器，简称外存。
外存可存储大量的信息，计算机需要使用时，再调入内存。
4、什么是内存？简述其功能。
解：内存：一般由半导体存储器构成，装在底版上，可直接和CPU交换信息的存储器称为内存储器，简称内存。
用来存放经常使用的程序和数据。
5、指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。
6、简述常见的总线仲裁方式。
解：仲裁方式：（1）集中式仲裁方式：①链式查询方式；②计数器定时查询方式；③独立请求方式；（2）分布式仲裁方式。
7、简述波特率和比特率的区别。
波特是信号传输速度的单位，波特率等于每秒内线路状态的改变次数。
标准波特率有：1200、2400、4800、9600、19200等，1200波特率即指信号能在1秒钟内改变1200次值。
二进制系统中，信息的最小单位是比特，仅当每个信号元素代表一比特信息时，波特率才等于比特率。
8、简述接口的典型功能。
解：接口通常具有：控制、缓冲、状态、转换、整理、程序中断等功能。
9、简述总线特性包括哪4个方面。
物理特性：描述总线的物理连接方式（电缆式、主板式、背板式）；功能特性：描述总线中每一根线的功能；电气特性：定义每一根线上信号的传递方向、传递方式（单端方式或差分方式等），以及有效电平范围；时间特性：定义了总线上各信号的时序关系。
1.简述数字计算机的分类数字计算机分为专用计算机和通用计算机，通用计算机又可分为超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机、单片机等。
2.简述指令和数据在内存中均以二进制信息方式存储，计算机如何区分它们？从时间上讲，取指令事件发生在“取指周期”，取数据事件发生在“执行周期”。
从空间上讲，从内存读出指令流向指令寄存器，从内存读出数据流向通用寄存器。
3.简述CPU的主要功能1）指令控制：程序的顺序控制2）操作控制：CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
3）时间控制：对各种操作实施时间上的控制4）数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理4.指令周期、机器周期、时钟周期三者之间的关系如何？指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包括若干个时钟周期。
5.CPU中有哪些主要寄存器？简述这些寄存器的功能。
1）指令寄存器IR；用来保存当前正在执行的一条指令。
2）程序计数器PC：用来确定下一条指令的地址。
3）地址寄存器AR：用来保存当前CPU所访问的内存单元地址。
4）缓冲寄存器DR：a.作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。
b.补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。
c.单累加器结构的运算器中，还可兼作操作数寄存器。
5）通用寄存器AC：当运算器的算术逻辑运算单元ALU执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。
6）状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。
除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器和程序运行状态。
6.简述计算机的层次结构计算机系统由硬件系统和软件系统两部分所构成，而如果按照功能再细分，可分为七层，分别是数字逻辑层、微体系结构层、指令系统层、操作系统层、汇编语言层和高级语言层。
一、精简指令和复杂指令集：RISC（精简指令集）特点：1、选取使用频率高的一些简单指令，指令条数少；2、指令长度固定，指令格式少，寻址方式种类少；3、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之间进行。
CISC（复杂指令集）1、指令系统多大二三百条，使计算机的研制周期变长，难以保持正确性，不易调试维护，而且由于采用了大量使用频率低的复杂指令而试硬件资源浪费。
二、映射缓存知识：1、全相联映射：优点冲突概率小，cache的利用率高。
缺点：比较器难实现，需要一个访问速度很快代价高的相联存储器。
2、直接映射方式：优点：比较电路少m倍电路，所以硬件实现简单，cache 地址为主存地址的低几位，不需变换。
缺点：冲突概率高3、组相连映射：主存中的每一块可以被放置到cache 中唯一的一个组中的任意一个位置。
是全相联映射和组相连映射的折中。
三、仲裁优缺点：集中式仲裁：设置集中式的仲裁电路，它连接所有总线主设备并根据某种策略选中其中的1个总线主设备获得总线使用权。
优点：仲裁过程及总线设备接口简单。
缺点：仲裁电路出现故障，将导致整个系统瘫痪；扩展设备需要对仲裁电路进行大的修改，难度较大。
分布式仲裁：所有主设备均设置自己的仲裁电路。
当主设备发出请求时，各仲裁电路根据一定的策略，共同决定总线使用权。
优点：线路可靠性高，设备扩展灵活，设备接插比较随意。
缺点：确定总线主设备是否在正常工作，系统需要进行超时判断。
由于每个主设备需要在其接口设计仲裁电路，导致设计的复杂性加大。
四、流水线问题：1、资源相关：解决冲突的办法，一是第I4条指令停顿一拍后再启动，二是，增设一个存储器，将指令和数据分别放在两个存储器中。
2、数据相关：解决冲突的办法，流水CPU的运算器特意设置若干运算结果缓冲寄存器，暂时保留运算结果，以便后继指令直接使用，这称为“向前”或定向传送技术。
3、控制相关冲突是由指令转移指令引起的，为了减少转移指令对流水线性能的影响，采用延迟转移法和转移预测法。
计算机组成原理简答题第一章概论1.试说明冯诺依曼计算机的基本特征，请画出其框图并简要说明每个部分的主要功能。
答：1、采用二进制代码形式表示信息。
2、采用存储程序工作方式。
3、计算机硬件系统由五大部件（存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备）组成运算器：完成算术和逻辑运算；存储器：存储指令和数据；控制器：负责全机操作；输入输出部件：信息的输入和输出。
2.存储程序控制方式：即事先编写程序，再由计算机把这些信息存储起来，然后连续地、快速地执行程序，从而完成各种运算过程。
3.计算机内部有哪两种信息流，它们之间有什么关系？答：计算机内部有控制信息流和数据信息流。
控制信息流包括指令信息、状态信息、时序信息，这些信息的组合产生各类控制信号，对数据信息进行加工处理，并控制数据信息的流向，实现计算机的各项功能。
4.试举例说明计算机硬件和软件功能在逻辑上的等价性答：在计算机中，实际上有许多功能既可以直接由硬件实现，也可以在硬件支持下依靠软件实现，对用户而言，在功能上是等价的。
这种情况称为硬、软件在功能上的逻辑等价。
例如：硬件可以直接做乘法运算，也可以通过软件用相加和移位的方式实现乘法运算。
第二章计算机中的信息表示1.试述浮点数规格化的目的和方法答：浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。
当尾数用补码表示时，若符号位与小数点后的第一位不相等，则被定义为已规格化数，否则便是非规格化数。
通过规格化，可以保证运算数据的精度。
通常，采用向左规格化，即尾数每左移一位，阶码减1，直至规格化完成。
2.请简要说明什么是计算机系统硬件与软件之间的界面，其主要功能是什么答：从程序的编制与执行角度看，指令规定了计算机的操作类型及操作数地址，它们是产生各种控制信号的基础。
另外，从硬件设计角度看，在设计计算机的时候先要确n定硬件能够直接执行哪些操作，表现为一组指令集合，称之为计算机的指令系统。
因此，指令系统体现了一台计算机的软、硬件界面。
一、简答题1、试述浮点数规格化的目的和方法。
答：浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。
当尾数用补码表示时，若符号位与小数点后的第一位不相等，则被定义为已规格化的数，否则便是非规格化数。
通过规格化，可以保证运算数据的精度。
方法：进行向左规格化，尾数左移一位，阶码减1，直到规格化完毕。
2、简述循环冗余码（CRC）的纠错原理。
答：CRC码是一种纠错能力较强的校验码。
在进行校验时，先将被检数据码的多项式用生成多项式G（X）来除，若余数为0，说明数据正确；若余数不为0，则说明被检数据有错。
只要正确选择多项式G（X），余数与CRC码出错位位置的对应关系是一定的，由此可以用余数作为判断出错位置的依据而纠正出错的数据位。
3、DRAM存储器为什么要刷新？有几种刷新方式?DRAM存储元是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。
由于存储的信息电荷终究是有泄漏的，电荷数又不能像SRAM存储元那样由电源经负载管来补充，时间一长，信息就会丢失。
为此必须设法由外界按一定规律给栅极充电，按需要补给栅极电容的信息电荷，此过程叫“刷新”。
①集中式---正常读/写操作与刷新操作分开进行，刷新集中完成。
②分散式---将一个存储系统周期分成两个时间片，分时进行正常读/写操作和刷新操作。
③异步式---前两种方式的结合，每隔一段时间刷新一次，保证在刷新周期内对整个存储器刷新一遍。
4、CPU中有哪些主要寄存器？简述这些寄存器的功能。
（1）指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。
（2）程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。
（3）地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。
（4）缓冲寄存器（DR）：<1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。
<2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。
<3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。
1. 精简指令系统计算机（RISC）指令系统的最大特点是什么？答：RISC是精简指令系统计算机，它有以下特点：（1）选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。
（2）指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。
（3）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之间进行。
（4）大部分指令在一个机器周期内完成。
（5）CPU中通用寄存器数量相当多。
(6）以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。
（7）一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。
2. 简述CPU的主要功能。
答：CPU主要有以下四方面的功能：(1)指令控制：程序的顺序控制，称为指令控制。
（2）操作控制：CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
(3)时间控制：对各种操作实施时间上的控制，称为时间控制。
(4)数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理.3. DRAM存储器为什么要刷新？DRAM存储元是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。
由于存储的信息电荷终究是有泄漏的，电荷数又不能像SRAM存储元那样由电源经负载管来补充，时间一长，信息就会丢失。
为此必须设法由外界按一定规律给栅极充电，按需要补给栅极电容的信息电荷，此过程叫“刷新”。
4. 什么是闪存存储器？它有哪些特点？闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器。
从原理上看，它属于ROM型存储器，但是它又可随机改写信息；从功能上看，它又相当于RAM，所以传统ROM与RAM的定义和划分已失去意义。
因而它是一种全新的存储器技术。
闪速存储器的特点：（1）固有的非易失性，（2）廉价的高密度，（3）可直接执行，（4）固态性能。
5. 简述总线？答：总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。
（完整版）计算机组成原理简答题计算机组成原理简答题第四章1、存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次？计算机如何管理这些层次？答：存储器的层次结构主要体现在Cache-主存和主存-辅存这两个存储层次上。
Cache-主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用，即从整体运行的效果分析，CPU 访存速度加快，接近于Cache的速度，而寻址空间和位价却接近于主存。
主存-辅存层次在存储系统中主要起扩容作用，即从程序员的角度看，他所使用的存储器其容量和位价接近于辅存，而速度接近于主存。
综合上述两个存储层次的作用，从整个存储系统来看，就达到了速度快、容量大、位价低的优化效果。
主存与CACHE之间的信息调度功能全部由硬件自动完成。
而主存与辅存层次的调度目前广泛采用虚拟存储技术实现，即将主存与辅存的一部分通过软硬结合的技术组成虚拟存储器，程序员可使用这个比主存实际空间（物理地址空间）大得多的虚拟地址空间（逻辑地址空间）编程，当程序运行时，再由软、硬件自动配合完成虚拟地址空间与主存实际物理空间的转换。
因此，这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透明的。
2. 说明存取周期和存取时间的区别。
解：存取周期和存取时间的主要区别是：存取时间仅为完成一次操作的时间，而存取周期不仅包含操作时间，还包含操作后线路的恢复时间。
即：存取周期 = 存取时间 + 恢复时间3. 什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。
解：刷新：对DRAM定期进行的全部重写过程；刷新原因：因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充，因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三种：集中式、分散式、异步式。
集中式：在最大刷新间隔时间内，集中安排一段时间进行刷新，存在CPU访存死时间。
分散式：在每个读/写周期之后插入一个刷新周期，无CPU访存死时间。
异步式：是集中式和分散式的折衷。
4. 半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种？解：半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种：线选法和重合法。
计算机组成原理简答题1-1：机器语言、汇编语言、高级语言有何区别？答：机器语言由代码0、1组成，是机器能直接识别的一种语言。
汇编语言是面向机器的语言，它用一些特殊的符号表示指令。
高级语言是面向用户的语言，它是一种接近于人们使用习惯的语言，直观，通用，与具体机器无关。
1-2：什么是硬件?什么是软件?两者谁更重要? 为什么？答：硬件是计算机系统的实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件及各类光、电、机设备的实物组成，包括主机和外部设备等。
软件是指用来充分发挥硬件功能，提高机器工作效率，便于人们使用机器，指挥整个计算机系统工作的程序集合，是无形的。
硬件和软件是不可分割的统一体，前者是后者的物质基础，后者是前者的“灵魂"，它们相辅相成，互相促进。
1-3：什么是计算机系统?说明计算机系统的层次结构。
答：计算机系统包括硬件和软件。
计算机系统通常有六个层次，由下至上可排序为：第一级微程序机器级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持和执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持和执行。
第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。
2-3：简述算术移位和逻辑移位的区别，举例说明。
答：有符号数的移位称为算术移位，无符号数的移位称为逻辑移位。
逻辑移位的规则是：逻辑左移时，高位移出，低位添0；逻辑右移时，低位移出，高位添0。
例如，寄存器内容为01010011，逻辑左移为1010011，逻辑右移为00101001（最低位“1”移丢）。
又如寄存器内容为10110010，逻辑右移为01011001。
若将其视为补码，算术右移为11011001。
显然，两种移位的结果是不同的。
2-16：要求设计组内先行进位，组间完全先行进位的32位ALU。
问：需要多少SN74181芯片？需要SN74182芯片多少片？试画出电路连接示意图。
