(完整版)计算机组成原理简答题
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计算机组成原理试题及答案一、选择题。
1. 下列哪个是计算机组成原理的基本概念?A. 数据结构。
B. 操作系统。
C. 计算机体系结构。
D. 算法。
答案,C。
2. 计算机组成原理的核心是什么?A. 中央处理器。
B. 内存。
C. 输入输出设备。
D. 总线。
答案,A。
3. 下列哪个不是计算机组成原理中的主要部件?A. 控制单元。
B. 运算器。
C. 存储器。
D. 输入设备。
答案,D。
4. 计算机组成原理中,数据和指令在内存中是以什么形式存储的?B. 十进制。
C. 八进制。
D. 十六进制。
答案,A。
5. 计算机组成原理中,控制单元的主要功能是什么?A. 控制数据传输。
B. 进行运算。
C. 存储数据。
D. 输入输出。
答案,A。
1. 计算机组成原理中,CPU的作用是进行数据处理和______。
答案,控制。
2. 内存是计算机中的______存储器。
答案,临时。
3. 计算机组成原理中,总线是连接各个部件的______。
答案,通信线路。
4. 控制单元的主要功能是______。
答案,控制数据传输和处理。
5. 计算机组成原理中,运算器负责进行______运算。
答案,算术和逻辑。
1. 简述计算机组成原理中的冯·诺依曼结构。
答,冯·诺依曼结构是一种计算机体系结构,主要包括存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五大部分。
其中存储器用于存储数据和指令,运算器用于进行算术和逻辑运算,控制器用于控制数据传输和处理,输入设备用于接收数据输入,输出设备用于显示处理结果。
2. 什么是指令周期?它与时钟周期有什么关系?答,指令周期是指计算机执行一条指令所需的时间,它包括取指令周期、执行周期和访存周期。
时钟周期是CPU中时钟脉冲的时间间隔,它决定了CPU的工作速度。
指令周期与时钟周期的关系在于,时钟周期是指令周期的基本单位,指令周期是由若干个时钟周期组成的。
四、综合题。
1. 简述计算机组成原理中的存储器层次结构。
答,计算机存储器层次结构包括寄存器、高速缓存、内存和外存等多个层次。
一、填空题1、计算机的硬件包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分。
2、总线一般可分为三类,它们分别是地址总线、数据总线和控制总线。
3、将二进制数01100100转换成十进制数是 100 ,转换成八进制数是 144 ,转换成十六进制数是 64H 。
4、在一个8位的机器系统中,补码表示数的范围从 -128 到 +127 。
5、CPU能直接访问主存和 Cache ,但不能访问外存和 I/O设备。
6、Cache的映射方式有直接映像、全相联映像和组相联映像三种。
其中组相联映像方式,适度地兼顾了前两者的优点又尽量避免其缺点,比较理想。
7、磁盘的寻址信息格式由驱动器号、盘面号、磁道号、扇区号四部分组成。
8、目前的CPU包括运算器,控制器和CACHE(一级)。
9、在程序执行过程中,控制器控制计算机的运行总是处于取指令、分析指令和执行指令的循环之中。
10、微程序入口地址是译码器根据指令的操作码产生的。
11、微程序控制器的核心部件是控制存储器,它一般用只读存储器构成。
16、计算机中各功能部件是通过总线连接的,它是各部件间进行信息传输的公共通路。
和共享。
21、一个定点数由符号位和数值域两部分组成。
根据小数点位置不同,定点数据有23、码距的定义是编码系统中任两个合法码之间的最少二进制位数的差异。
24、8421码用二进制求和时,当和超过 9 时,需要做加6调整修正。
25、有二进制数D4D3D2D1,奇偶校验值用P表示,则奇校验为 P=D4+D3+D2+D1,偶校验为P=D4+D3+D2+D1,奇偶校验只能检测奇数个错,无法检测偶数个错。
26、在浮点加减法运算中,当运算结果的尾数的绝对值大于1时,需要对结果进行向右规格化,其操作是尾数右移一位,右边补一个0,阶码减1,直到尾数绝对值>=0.5 。
28、一个完整的磁盘存储器由三部分组成,其中磁盘驱动器又称磁盘机或磁盘子系统,是独立于主机的一个完整的设备,磁盘控制器是磁盘机与主机的接口部件,磁记录介质用于保存信息。
计算机组成原理简答题篇(如有雷同,纯属巧合)1(简要说明微程序控制方式的基本思想,答:微程序控制方式的基本思想是:(1)产生微命令的方法:将所需的微命令以代码形式编成若干条微指令,在制造CPU时将它们存入CPU中的一个控制存储器(ROM型)。
CPU执行指令时,从控制存储器中读出微指令,即可获得所需的微命令。
(2)微程序与工作程序之间的对应关系:一条微指令包含的微命令控制实现一步(一个时钟周期)机器操作;若干条微指令组成一小段微程序,解释实现一条机器指令;控制存储器中的微程序能解释实现全部指令系统。
2、说明计算机中寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址从形式地址到得到操作数的寻址处理过程。
答:(1)寄存器寻址,形式地址为寄存器名(或编号),寄存器中的内容为操作数;(2)寄存器间接寻址,形式地址为寄存器名(或编号),寄存器中的内容为操作数的地址,再读一次内存得到操作数; (3)变址寻址,形式地址为变址寄存器名(或编号)和变址偏移值,把变址寄存器中的内容与变址偏移值相加得到操作数的地址,再读一次内存得到操作数;3.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。
4.计算机为什么要设置时序部件,周期、节拍、脉冲三级时序关系如何表示,答:一条指令运行的各种操作控制信号在时间上有严格的定时关系,时序部件用以控制时序以保证指令的正确执行。
将指令周期划分为几个不同的阶段,每个阶段称为一个机器周期。
一个机器周期又分为若干个相等的时间段,每个时时间段称为一个时钟周期(节拍)。
在一个时钟周期(节拍)内可设置几个工作脉冲,用于寄存器的清除、接收数据等工作。
5(简要说明组合逻辑控制器产生微命令的方法和形成微命令的条件,答:组合逻辑控制器是通过组合逻辑电路来产生微命令的,每个微命令需要一组逻辑门电路,根据形成微命令的条件即:指令代码(操作码,寻址方式码等),时序信号(工作周期、时钟周期,工作脉冲),程序状态(PSW中的标志位)外部请求等。
⏹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。
计算机组成原理期末考试试题及答案一、选择题1、完整的计算机系统应包括______。
DA. 运算器、存储器和控制器B. 外部设备和主机C. 主机和实用程序D. 配套的硬件设备和软件系统2、计算机系统中的存储器系统是指______。
DA.RAM存储器B.ROM存储器C. 主存储器D. 主存储器和外存储器3、冯·诺依曼机工作方式的基本特点是______。
BA. 多指令流单数据流B. 按地址访问并顺序执行指令C. 堆栈操作D. 存储器按内部选择地址4、下列说法中不正确的是______。
DA. 任何可以由软件实现的操作也可以由硬件来实现B. 固件就功能而言类似于软件,而从形态来说又类似于硬件C. 在计算机系统的层次结构中,微程序级属于硬件级,其他四级都是软件级D. 面向高级语言的机器是完全可以实现的5、在下列数中最小的数为______。
CA. (101001)2B. (52)8C. (101001)BCDD. (233)166、在下列数中最大的数为______。
BA. (10010101)2B. (227)8C. (143)5D. (96)167、在机器中,______的零的表示形式是唯一的。
BA. 原码B. 补码C. 反码D. 原码和反码9、针对8位二进制数,下列说法中正确的是______。
BA.–127的补码为10000000B.–127的反码等于0的移码BC.+1的移码等于–127的反码D.0的补码等于–1的反码9、一个8位二进制整数采用补码表示,且由3个“1”和5个“0”组成,则最小值为______。
BA. –127B. –32C. –125D. –310、计算机系统中采用补码运算的目的是为了______。
CA. 与手工运算方式保持一致B. 提高运算速度C. 简化计算机的设计D. 提高运算的精度11、若某数x的真值为–0.1010,在计算机中该数表示为1.0110,则该数所用的编码方法是______码。
计算机组成原理期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 计算机硬件系统主要由哪两部分组成?A. 控制器和运算器B. 输入设备和输出设备C. 中央处理器和外部设备D. 存储器和输入输出设备答案:C2. 下面哪个不是计算机的五大组成部分?A. 控制器B. 运算器C. 输入设备D. 电源答案:D3. 下面哪个寄存器用于存放将要执行的下一条指令的地址?A. 指令寄存器B. 程序计数器C. 地址寄存器D. 数据寄存器答案:B4. 下面哪个不是计算机的数据表示方法?A. 二进制B. 十进制C. 八进制D. 十六进制答案:B5. 下面哪个不是计算机的存储器层次结构?A. 寄存器B. 高速缓存C. 主存储器D. 硬盘答案:D6. 下面哪个不是计算机的输入设备?A. 鼠标B. 键盘C. 扫描仪D. 显示器答案:D7. 下面哪个不是计算机的输出设备?A. 显示器B. 打印机C. 扬声器D. 键盘答案:D8. 下面哪个不是计算机的总线类型?A. 数据总线B. 地址总线C. 控制总线D. 通信总线答案:D9. 下面哪个不是计算机的指令类型?A. 数据传输指令B. 算术运算指令C. 逻辑运算指令D. 中断指令答案:D10. 下面哪个不是计算机的并行计算技术?A. 流水线技术B. 向量处理技术C. 多线程技术D. 分布式计算技术答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 计算机硬件系统主要由______和______组成。
答案:中央处理器,外部设备2. 计算机的五大组成部分包括:控制器、运算器、______、______和______。
答案:存储器,输入设备,输出设备3. 计算机的数据表示方法有:二进制、八进制、十六进制等,其中计算机内部使用的是______。
答案:二进制4. 计算机的存储器层次结构包括:寄存器、高速缓存、______和______。
答案:主存储器,硬盘5. 计算机的指令分为:数据传输指令、算术运算指令、逻辑运算指令和______。
计算机组成原理简答题缩印版1.硬连线控制器如何产生微命令?产生微命令的主要条件是哪些?答:1.硬连线控制器依靠组合逻辑电路产生微命令;组合逻辑电路的输入是产生微命令的条件,主要有:A、指令代码B、时序信号C、程序状态信息与标志位D、外部请求信号。
2.何谓中断方式?它主要应用在什么场合?请举二例。
答:A、中断方式指:CPU在接到随机产生的中断请求信号后,暂停原程序,转去执行相应的中断处理程序,以处理该随机事件,处理完毕后返回并继续执行原程序;B、谓存储总线?何谓I/O总线?各有何特点?答:(1)存储总线是连接CPU和主存储器之间的专用总线,速度高.(2)I/O总线是连接主机(CPU、M)与I/O设备之间的总线,可扩展性好。
2、在浮点数中,阶码的正负和尾数的正负各代表什么含意?对实际数值的正负与大小有何影响?答:(1)阶码为正,表示将尾数扩大(2)阶码为负,表示将尾数缩小(3)尾数的正负代表浮点数的正负4、在CPU中,哪些寄存器属于控制用的指令部件?它们各起什么作用?答:(1)程序计数器PC,提供取指地址,从而控制程序执行顺序。
(2)令,即以并行操作方式将两条或两条以上指令编译并执行。
超流水线(Superpipelining)技术是将一些流水线寄存器插入到流水线段中,好比将流水线再分道。
21.微程序:用来实现一条机器指令的多条微指令构成的序列称为一条微程序;22.主设备:在总线的数据传输的多个设备中,获得总线控制权的设备称为主设备;23.中断嵌套:多级中断系统中,cpu在处理一个中断的过程中又去响应另一个中断请求;24.高速缓存Cache用来存放什么内容设置它的主要目的是什么答:(1)用来存放当前活跃的数据与程存,可以减少cpu的I/O的负担;适合大批量得数据传输;18.指令周期:指令周期是执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成,是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间19.计算机硬件由哪些部分组成?答:中央处理器,存储器,输入输出设备组成;20.宽体存储器有什么特点?答:.宽体存储器将存储的位数扩到多个字的宽度,访问存储器时可以同时对多个字进行访问,从而提高数据的吞吐率。
计算机组成原理(名词解释与简答题) 1.硬连线控制器如何产生微命令产生微命令的主要条件是哪些答:1.硬连线控制器依靠组合逻辑电路产生微命令;组合逻辑电路的输入是产生微命令的条件,主要有:A、指令代码B、时序信号C、程序状态信息与标志位D、外部请求信号。
2.何谓中断方式它主要应用在什么场合请举二例。
答:A、中断方式指:CPU在接到随机产生的中断请求信号后,暂停原程序,转去执行相应的中断处理程序,以处理该随机事件,处理完毕后返回并继续执行原程序; B、主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O; C、例:打印机控制,故障处理。
3.在DMA方式预处理(初始化)阶段,CPU通过程序送出哪些信息答:向DMA控制器及I/O接口(分离模式或集成模式均可)分别送出如下信息: A、测试设备状态,预置DMA控制器工作方式;B、主存缓冲区首址,交换量,传送方向;C、设备寻址信息,启动读/写。
4.总线的分类方法主要有哪几种请分别按这几种法说明总线的分类。
答:A、按传送格式分为:串行总线、并行总线;B、按时序控制方式分为:同步总线(含同步扩展总线),异步总线;C、按功能分为:系统总线,CPU内部总线、各种局部总线。
5.(不算CPU中的寄存器级)存储系统一般由哪三级组成请分别简述各层存储器的作用(存放什么内容)及对速度、容量的要求。
答:A、主存:存放需要CPU运行的程序和数据,速度较快,容量较大;B、Cache:存放当前访问频繁的内容,即主存某些页的内容复制。
速度最快,容量较小;C、外存:存放需联机保存但暂不执行的程序和数据。
容量很大而速度较慢。
6.中断接口一般包含哪些基本组成简要说明它们的作用。
答:A、地址译码。
选取接口中有关寄存器,也就是选择了I/O设备; B、命令字/状态字寄存器。
供CPU输出控制命令,调回接口与设备的状态信息; C、数据缓存。
提供数据缓冲,实现速度匹配; D、控制逻辑。
如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。
计算机组成原理简答题.wps一、cache的映射方式及特点1.全相联方式的主要缺点是比较器电路难于设计和实现,因此只适合于小容量cache采用。
2.直接映射方式的优点是硬件简单,成本低。
缺点是每个主存块只有一个固定的行位置可存放。
3.组相联映射的方式是前两种方式的折中方案,它适度地兼顾了二者的优点又尽量避免二者的缺点,因此被普遍采用。
二、cache的替换策略及特点1.最不经常使用算法,LFU算法认为应将一段时间内被访问次数最少的那行数据换出。
2.近期最少使用算法,LRU算法将近期内长久未被访问过的行换出。
3.随机替换策略实际上是不要什么算法,从特定的行位置中随机地选取一行换出即可。
三、cache的写回策略方式及特点1.写回法:当CPU写cache命中时,只修改cache的内容,而不立即写入主存;只有当此行被换出时才写回主存。
减少了访问主存的次数,但是存在不一致性的隐患,实现时,每个cache行必须配置一个修改位,以反映此行是否被CPU修改过。
2.全写法:当写cache命中时,cache与主存同时发生写修改,因而较好地维护了cache 与主存的内容的一致,当写cache未命中时,直接向主存进行写入。
cache中每行无需设置一个修改位以及相应的判断逻辑,缺点是降低了cache的功效。
3.写一次法:基于写回法并结合全写法的写策略,写命中与写未命中的处理方法与写回法基本相同,只是第一次写命中时要同时写入主存。
这便于维护系统全部cache的一致性四、对指令系统性能的要求有哪些?1.完备性,要求指令系统丰富、功能齐全、使用方便。
2.有效性,利用该指令系统所编写的程序能够高效率的运行。
3.规整性包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性。
4.系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集,因而指令系统是兼容的,即各机种上基本软件可以通用。
五、精简指令系统的特点RISC指令系统的最大特点是:⑴选取使用频率最高的一些简单指令,指令条数少;⑵指令长度固定,指令格式种类少;⑶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。
《计算机组成原理》简答题第1章计算机系统概述1.什么是计算机系统的层次结构?通常,把一个计算机硬、软件系统的完整内容划分为6个层次。
分层能够更精准地理解、说明每一个层次的功能和运行机制,表明各层次之间相互依存、彼此支持的关系。
下一层是实现上一层的基础,上一层是对下一层的功能扩展。
①数字电路与逻辑设计是实现计算机硬件的基础,处于最底层;②由5个部件组成的计算机硬件系统构成微体系结构层,接在数字逻辑层上面;③硬件系统实现了全部指令系统的运行功能,提供了设计软件的能力,处在硬件系统的顶层和软件系统的底层;④最底层的软件是操作系统,提供了管理和运行计算机系统的能力;⑤在此基础上设计的汇编语言,提供了设计程序的功能较弱的基本工具;⑥再往上实现了功能更强的高级语言,设计各种程序更容易,使用计算机更方便。
2.什么是计算机系统中的硬件系统和软件系统?计算机硬件系统是一种高度复杂的、由多种电子线路、精密机械装置等构成的、能自动并且高速地完成数据处理、计算的装置或者工具。
硬件系统由运算器部件、控制器部件、存储器部件、输入设备和输出设备5个大的功能部件组成。
其中运算器和控制器共同构成了大家熟知的CPU,各部件间通过总线连接。
显然,这些部件中运算器用于完成对数据暂存、运算处理功能;控制器向各个部件、设备提供协调运行所需要的控制信号;存储器用于完成对数据存储功能;输入设备和输出设备分别用于完成对原始数据输入功能和对运算结果输出功能。
计算机软件系统是由完成计算机资源管理、方便用户使用的系统软件(厂家提供),和完成用户对数据的预期处理功能(用户设计,自己使用)的程序这样两大部分构成的。
基本系统软件主要由3个部分组成:(1)分担计算机系统中的资源管理与分配,也向使用者和程序设计人员提供简单、方便、高效服务的操作系统;(2)支持用户按照计算机最基本功能(指令)设计程序的汇编语言;(3)支持用户按照解题算法设计程序的高级语言。
在一个完整的计算机系统中,软件系统是建立在硬件系统层次之上的部分,它的存在以已有硬件系统为前提,并且必须在已有硬件上才能运行。
(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。
线选法:地址译码信号只选中同一个字的所有位,结构简单,费器材;重合法:地址分行、列两部分译码,行、列译码线的交叉点即为所选单元。
这种方法通过行、列译码信号的重合来选址,也称矩阵译码。
可大大节省器材用量,是最常用的译码驱动方式。
5. 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?解:程序运行的局部性原理指:在一小段时间内,最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问;在空间上,这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区;在访问顺序上,指令顺序执行比转移执行的可能性大(大约5:1 )。
存储系统中Cache—主存层次采用了程序访问的局部性原理。
6. Cache做在CPU芯片内有什么好处?将指令Cache和数据Cache分开又有什么好处?答:Cache做在CPU芯片内主要有下面几个好处:1)可提高外部总线的利用率。
因为Cache在CPU芯片内,CPU 访问Cache时不必占用外部总线。
2)Cache不占用外部总线就意味着外部总线可更多地支持I/O设备与主存的信息传输,增强了系统的整体效率。
3)可提高存取速度。
因为Cache与CPU之间的数据通路大大缩短,故存取速度得以提高。
将指令Cache和数据Cache分开有如下好处:1)可支持超前控制和流水线控制,有利于这类控制方式下指令预取操作的完成。
2)指令Cache可用ROM实现,以提高指令存取的可靠性。
3)数据Cache对不同数据类型的支持更为灵活,既可支持整数(例32位),也可支持浮点数据(如64位)。
补充:Cache结构改进的第三个措施是分级实现,如二级缓存结构,即在片内Cache(L1)和主存之间再设一个片外Cache(L2),片外缓存既可以弥补片内缓存容量不够大的缺点,又可在主存与片内缓存间起到平滑速度差的作用,加速片内缓存的调入调出速度。
7、解释概念:主存、辅存、cache、RAM,SRAM,DRAM,ROM,PROM;EPROM,EEPROM,CDROM,FlashM emory Cache:高速缓冲存储器;RAM:随机存储器;SRAM:静态随机存储器;DRAM:动态随机存储器ROM:只读存储器;PROM:可编程只读存储器;MROM:掩模型只读存储器;EPROM:可擦除可编程只读存储器;EEPROM:用电可擦除可编程只读存储器;FlashMemory:闪速存储器主存:计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为计算机的主要工作存储器可随机存储8、计算机中哪些部件可用于存储信息,按其速度、容量和价格/位排序说明9、计算机中设置Cache的作用是什么?能不能把Cache的容量扩大,最后取代主存为什么?第五章1、I/O设备有哪些编址方式,各有何特点?统一编址和独立编址。
统一编址是在主存地址中划出一定的范围作为I/O地址,这样通过访存指令即可实现对I/O的访问。
但主存的容量相应减少了。
独立编址,I/O地址和主存是分开的,I/O 地址不占主存空间,但访存需专门的I/O指令。
2、简要说明CPU与I/O设备之间传递信息可采用哪几种联络方式,他们分别用于什么场合?(1)答:CPU与I/O之间传递信息常采用三种联络方式:直接控制(立即响应)、同步、异步。
适用场合分别为:直接控制适用于结构极简单、速度极慢的I/O设备,CPU直接控制外设处于某种状态而无须联络信号。
同步方式采用统一的时标进行联络,适用于CPU与I/O速度差不大,近距离传送的场合。
异步方式采用应答机制进行联络,适用于CPU与I/O速度差较大、远距离传送的场合。
3、I/O设备与主机交换信息时,共有哪几种控制方式。
简述他们的特点。
五种:1、程序查询方式是由CPU通过程序不断查询I/O设备是否已做好准备,从而控制I/O 设备与主机交换信息。
2、程序中断方式倘若CPU在启动I/O设备后,不查询设备是否已准备就绪,继续执行自身程序,只是当I/O设备准备就绪并向CPU发出中断请求后予以响应,这将大大提高CPU的工作效率。
3、直接存储器存取方式(DMA)主存与I/O设备之间有一条数据通路,主存与I/O设备交换信息时,无需调用中断服务程序4、I/O通道方式、5、I/O处理机方式4、试比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU工作效率的影响。
程序查询方式使CPU和I/O设备处于串行工作状态,CPU工作效率不高程序中断方式CPU效率较高DMA方式进一步提高了CPU的资源利用率。
5、说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。
中断向量地址和入口地址的区别:向量地址是硬件电路(向量编码器)产生的中断源的内存中断向量表表项地址编号,中断入口地址是中断服务程序首址。
中断向量地址和入口地址的联系:中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器(入口地址的地址),通过它访存可获得中断服务程序入口地址。
(两种方法:在向量地址所指单元内放一条JMP指令;主存中设向量地址表。
参考8.4.3)6、在什么条件下,I/O设备可以向CPU提出中断请求?I/O设备向CPU提出中断请求的条件是:I/O接口中的设备工作完成状态为1(D=1),中断屏蔽码为0 (MASK=0),且CPU查询中断时,中断请求触发器状态为1(INTR=1)。
7、什么是中断允许触发器?他有何作用?中断允许触发器是CPU中断系统中的一个部件,他起着开关中断的作用(即中断总开关,则中断屏蔽触发器可视为中断的分开关)。
8、在什么条件和什么时间,CPU可以响应I/O的中断请求?CPU响应I/O中断请求的条件和时间是:当中断允许状态为1(EINT=1),且至少有一个中断请求被查到,则在一条指令执行完时,响应中断。
9、试比较单重中断和多重中断服务程序的处理流程,说明他们不同的原因。
10、什么是多重中断?实现多重中断的必要条件是什么?多重中断是指:当CPU执行某个中断服务程序的过程中,发生了更高级、更紧迫的事件,CPU 暂停现行中断服务程序的执行,转去处理该事件的中断,处理完返回现行中断服务程序继续执行的过程。
实现多重中断的必要条件是:在现行中断服务期间,中断允许触发器为1,即开中断。
11、DMA方式有什么特点?什么样的I/O设备与主机交换信息时采用DMA方式,举例说明。
由于主存和DMA接口之间有一条数据通路,因此主存和设备交换信息时,不通过CPU,也不需用CPU暂停现行程序为设备服务,省去了保护现场和恢复现场,因此工作效率比程序中断方式的效率高。
适合于高速I/O或辅存与主存之间的信息交换。
因为高速I/O设备若每次申请与主机交换信息时,都要等待CPU作出中断响应后再进行,很可能因此使数据丢失。
12、CPU对DMA请求和中断请求的响应时间是否相同?为什么?解:CPU对DMA请求和中断请求的响应时间不相同,因为两种方式的交换速度相差很大,因此CPU必须以更短的时间间隔查询并响应DMA请求(一个存取周期末)。
第七章1.什么叫机器指令?什么叫指令系统?为什么说指令系统与机器的主要功能以及与硬件结构之间存在着密切的关系?答:人们习惯把每一条机器语言的语句称为机器指令,而又将全部机器指令的集合称为机器的指令系统。
2.什么叫寻址方式?为什么要学习寻址方式?答: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。
寻址方式分为指令寻址和数据寻址3.什么是指令字长、机器字长和存储字长?答:机器字长:CPU一次能处理数据的位数,通常与CPU的寄存器位数有关。
4.零地址指令的操作数来自哪里??各举一例说明。
答:零地址指令的操作数来自ACC,为隐含约定。
在一地址指令中,另一个操作数的地址通常可采用ACC隐含寻址方式获得。
5.对于二地址指令而言,操作数的物理地址可安排在什么地方?举例说明。
答:对于二地址指令而言,操作数的物理地址可安排在寄存器内、指令中或内存单元内等。
第八章:1. CPU有哪些功能?画出其结构框图并简要说明各个部件的作用。
答:取指令、分析指令,执行指令2. 什么是指令周期?指令周期是否有一个固定值?为什么?解:指令周期是指取出并执行完一条指令所需的时间。
由于计算机中各种指令执行所需的时间差异很大,因此为了提高CPU运行效率,即使在同步控制的机器中,不同指令的指令周期长度都是不一致的,也就是说指令周期对于不同的指令来说不是一个固定值。
3、什么是中断隐指令,有哪些功能?CPU响应中断之后,经过某些操作,转去执行中断服务程序。
这些操作是由硬件直接实现的,我们把它称为中断隐指令。
它不是指令系统中的一条真正的指令,没有操作码,所以是一种不允许、也不可能为用户使用的特殊指令。
4、中断系统中采用屏蔽技术有何作用?5、为实现多重中断,需要哪些硬件支持?6、CPU在处理中断过程中,有几种方法找到中断服务程序的入口地址?举例说明。