3、计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU 区分它们的依据是。（C）
A. 指令操作码的译码结果
B. 指令和数据的寻址方式
C. 指令周期的不同阶段
D. 指令和数据所在的存储单元
6、相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点是______。（D）
A.指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易
B.指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难
C.指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易
D.指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难
7、某计算机主存容量为64KB，其中ROM 区为4KB，其余为RAM 区，按字节编址。现要用2K×8 位的ROM 芯片和4K×4 位的RAM 芯片来设计该存储器，则需要上述规格的ROM 芯片数和RAM 芯片数分别是______。（D）
A．1、15 B．2、15 C．1、30 D．2、30
12、现代计算机I/O方式主要有哪四种？各种方式的主要思想是什么?分别有什么特点？
I/O控制方式有四种：程序查询方式、程序中断方式、DMA方式和I/O通道方式。
（1）程序查询方式：程序查询方式是CPU主动控制下用软件完成的，它是最简单、最经济的输入/输出方式，但信息交换速度慢，CPU效率低。所以，常用于CPU与低速外设之间的信息交换。从程序的流程来看，这种控制方式开始时需要对设备所处的工作状态进行查询，程序执行一次，只能传送一个数据，而且每次都要查询设备所处的状态，只有在设备准备好后才能传送信息。如果设备没有准备好，则主程序作循环等待操作。
（2）程序中断方式：引入中断之后，每当设备完成I/O操作，便以中断请求方式通知CPU，然后进行相应处理。优点是能实现CPU与外设间的并行操作，CPU的利用率较程序直接控制方式大大提高。由于在一次数据传送过程中CPU通常以字节为单位进行干预，中断次数较多而耗去大量的CPU时间。
（3）DMA方式：DMA用于高速外部设备与内存之间批量数据的传输。它使用专门的DMA 控制器，采用窃取总线程控制权的方法，由DMA控制器送出内存地址和发出内存读、设备写或者设备读、内存写的控制信号完成内存与设备之间的直接数据传送，而不用CPU干预。当本次DMA 传送的数据全部完成时才产生中断，请求CPU进行结束处理。
（4）I/O通道方式：通道是一个用来控制外部设备工作的硬件机制，相当于一个功能简单的处理机。通道是独立于CPU的、专门负责数据的输入输出传输工作的处理器，它对外部设备实统一管理，代替CPU对I/O才做进行控制，从而使I/O操作可以与CPU并行工作。通道是实现计算机和传输并行的基础，以提高整个系统的效率
外围设备的I/O控制方式分类及特点：
程序查询方式：CPU的操作和外围设备的操作能够同步，而且硬件结构比较简单
程序中断方式：一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了CPU的时间，但硬件结构相对复杂一些。
直接内存访问（DMA）方式：数据传输速度很高，传输速率仅受内存访问时间的限制。需更多硬件，适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。
通道方式：可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，大大提高了CPU的工作效率。外围处理机方式：通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近一般处理机。
13、画图表示现代计算机存储系统的三级结构，并说明之所以采用这种结构的理由。
答：目前大多数计算机都采用了 Cache、主存储器和辅存构成的三级存储系统。随着计算机硬件系统和软件系统的不断发展，计算机应用领域的日益扩大，对存储器的要求也越来越高，既要求存储
容量大，存取速度快，又要求成本下各地。这种要求本身是相互矛盾的，也是相互制约的，在同一存储器中难以同时满足速度快，容量大，价格低的要求。为了解决存储速度，容量和价格三者之间的矛盾，于是便采用了三级存储体系结构。这种结构提升了CPU的访问速度，改善了系统的整体性能。缓存-主存层级主要解决CPU与主存速度不匹配的问题，而主存-辅存层级主要解决存储系统的容量问题。
14、什么是RISC？RISC主要有哪些特点？
答：RISC是精简指令系统计算机，强调计算机结构的简单性和高效性。
RISC的主要特点:
(1) 选取使用频度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。
(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内完成。
(4) CPU中有多个通用寄存器。
(5) 采用流水线技术，大部分指令在一个时钟周期内完成。采用超标量和超流水线技术，可使每条指令的平均执行时间小于一个时钟周期。
(6) 控制器采用组合逻辑控制，不用微程序控制。
(7) 采用优化的编译程序。
CISC是复杂指令系统计算机.
其特点是：
（1）指令系统复杂庞大，指令数目一般多达2、3百条。
（2）寻址方式多
（3）指令格式多
（4）指令字长不固定
（5）访存指令不加限制
（6）各种指令使用频率相差很大
（7）各种指令执行时间相差很大
（8）大多数采用微程序控制器
15.什么是中断？为什么引入中断机制？
答：
CPU在执行一个程序时，对系统发生的某个事件（程序自身或外界的原因）作出的一种反应：CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动转去处理相应的事件，处理完该事件后，到适当的时候返回断点，继续完成被打断的程序。（如有必要，被中断的程序可以在后来某时间恢复，继续执行。）
个人计算机一般只有一个处理器，一条总线，（当然我没有把当前的双和处理器加入到分析中来，也没有把服务器和大型机加进来，不过原理差不多，都是数量较少的CPU处理数量较多的事物），基本上所有的数据处理都要通过这里。想要让计算机在运行一个程序的过程中还能响应当前的操作，就必须加入中断机制。
举个例子说，你正在看电影，所有的视频音频数据都在媒体文件存储器、总线、内存、CPU等等计算机内部元件中高速传递，这时候的键盘操作、鼠标操作也需要CPU来响应，就需要中断机制来帮忙让CPU在某个很短的瞬间响应它处理你的或暂停、或调整设置等操作。在外表上看，好像它们都是同步的，其实是计算机通过中断机制逐个处理的
17、某程序对页面要求序列为P3P4P2P6P4P3P7P4P3P6P3P4P8P4P6。
（1）设主存容量为3个页面，采用FIFO页面替换算法，开始时主存空，求访存命中率。
（2）当页面空间为4个时，采用LRU替换算法，求访存命中率。（列表表示页面调用及淘汰过程）答：（1）主存容量为3个页面时的页面调用情况如下表1所示：
采用FIFO算法命中率=3/15=20%
(2)当页面空间为4个时，页面调用情况如下表2所示：
采用LRU算法命中率为9/15=60%。
