计算机组成原理(46提高存储系统性能的一些措施)
(完整版)计算机组成原理(白中英)本科生试题库整理附答案
一、选择题1从器件角度看，计算机经历了五代变化。
但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（B）计算机。
A 并行B 冯·诺依曼C 智能D 串行2某机字长32位，其中1位表示符号位。
若用定点整数表示，则最小负整数为（A）。
A -(231-1)B -(230-1)C -(231+1)D -(230+1)3以下有关运算器的描述，（ C ）是正确的。
A 只做加法运算B 只做算术运算C 算术运算与逻辑运算D 只做逻辑运算4 EEPROM是指（D ）A 读写存储器B 只读存储器C 闪速存储器D 电擦除可编程只读存储器5常用的虚拟存储系统由（B ）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。
A cache-主存B 主存-辅存C cache-辅存D 通用寄存器-cache6 RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（D ）A 栈顶和次栈顶B 两个主存单元C 一个主存单元和一个通用寄存器D 两个通用寄存器7当前的CPU由（B ）组成。
A 控制器B 控制器、运算器、cacheC 运算器、主存D 控制器、ALU、主存8流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。
和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU的吞吐能力是（A ）。
A 具备同等水平B 不具备同等水平C 小于前者D 大于前者9在集中式总线仲裁中，（A ）方式响应时间最快。
A 独立请求B 计数器定时查询C 菊花链D 分布式仲裁10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（C ）。
A 地址寄存器B 指令计数器C 程序计数器D 指令寄存器11从信息流的传输速度来看，（A ）系统工作效率最低。
A 单总线B 双总线C 三总线D 多总线12单级中断系统中，CPU一旦响应中断，立即关闭（C ）标志，以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。
A 中断允许B 中断请求C 中断屏蔽D DMA请求13下面操作中应该由特权指令完成的是（B ）。
计算机组成原理(简答题)
计算机组成原理(简单题)第一章概论1、计算机的应用领域：科学计算、数据处理、实时控制、辅助设计、通信和娱乐。
2、计算机的基本功能：存储和处理外部信息，并将处理结果向外界输出。
3、数字计算机的硬件由：运算器、控制器、存储器、输入单元和输出单元。
4、软件可以分成系统软件和应用软件。
其中系统软件包括：操作系统、诊断程序、编译程序、解释程序、汇编程序和网络通信程序。
5、计算机系统按层次进行划分，可以分成，硬件系统、系统软件和应用软件三部分。
6、计算机程序设计语言可以分成：高级语言、汇编语言和机器语言。
第二章数据编码和数据运算1、什么是定点数？它有哪些类型？答：定点数是指小数点位置固定的数据。
定点数的类型有定点整数和定点小数。
2、什么是规格化的浮点数？为什么要对浮点数进行规格化？答：规格化的浮点数是指规定尾数部分用纯小数来表示，而且尾数的绝对值应大于或等于1/R并小于等于1。
在科学计数法中，一个浮点数在计算机中的编码不唯一，这样就给编码带来了很大的麻烦，所有在计算机中要对浮点数进行规格化。
3、什么是逻辑运算？它有哪些类型？答：逻辑运算时指把数据作为一组位串进行按位的运算方式。
基本的逻辑运算有逻辑或运算、逻辑与运算和逻辑非运算。
4、计算机中是如何利用加法器电路进行减法运算的？答：在计算机中可以通过将控制信号M设置为1，利用加法器电路来进行减法运算。
第三章存储系统1、计算机的存储器可以分为哪些类型？答：计算机的存储器分成随机存储器和只读存储器。
2、宽字存储器有什么特点？答：宽字存储器是将存储器的位数扩展到多个字的宽度，访问存储器时可以同时对对个字进行访问，从而提高数据访问的吞吐量。
3、多体交叉存储器有什么特点？答：多体交叉存储器是由对个相互独立的存储体构成。
每个存储器是一个独立操作的单位，有自己的操作控制电路和存放地址的寄存器，可以分别进行数据读写操作，各个存储体的读写过程重叠进行。
4、什么是相联存储器？它有什么特点？答：相联存储器是一种按内容访问的存储器。
计算机组成原理
计算机组成原理提高存储系统性能是计算机系统设计中非常重要的一个方面，可以提高计算机的运行速度和效率。
下面将介绍一些提高存储系统性能的措施。
1.提高存储器速度：使用更高速的存储器介质，例如使用静态随机存储器（SRAM）替代动态随机存储器（DRAM），提高存取速度。
此外，还可以增加存储器的带宽，通过增加数据通道或者使用更宽的总线来提高数据传输速度。
2.优化存储器布局：存储器布局可以影响存储系统的性能。
将常用的数据放在靠近处理器的高速缓存中，以减少数据的传输时间。
使用局部性原理可以减少对主存储器的存取次数。
3.提高缓存的命中率：缓存是一种高速存储器，用于存放经常访问的数据和指令。
提高缓存的命中率可以减少对慢速存储器的访问次数。
可以通过增加缓存的容量、使用更高关联度的缓存（例如增加关联度为4的缓存项）或者使用更高效的替换策略（例如最近最少使用策略）来提高缓存的命中率。
4.使用写缓冲区：写缓冲区可以将写操作缓冲起来，不立即写入主存储器，减少对主存储器的访问次数。
同时，可以使用写缓冲区来实现写合并（将多个写操作合并为一个写操作），减少写操作对存储系统性能的影响。
5.使用非一致性存储器访问模型：非一致性存储器访问模型可以提高存储系统的并行性和性能。
在非一致性访问模型中，存储器可以分成多个区域，每个处理器只关心自己所能访问的区域，减少存储器之间的通信和同步开销。
6.使用预取技术：预取技术可以预先将即将访问的数据从主存储器中读取到高速缓存中，减少对主存储器的访问时间。
可以使用硬件预取技术（例如预取缓冲器）或者软件预取技术（例如编译器插入预取指令）来实现。
7.使用存储器层次结构：存储器层次结构可以根据存储器的访问时间和容量来分成多个层次，高速缓存作为处理器和主存储器之间的缓冲，减少对主存储器的访问时间。
可以使用多级高速缓存、多通道内存等策略来提高存储系统性能。
8.增加带宽和并行性：通过增加存储器的带宽和并行性，可以提高数据的传输速度。
计算机组成原理复习题
第一章一、填空1．计算机系统主要由（）、（）两大部分组成。
2．计算机硬件子系统由（）、（）、（）、（）、（）3．计算机软件子系统由（）、（）4．计算机应用软件由（）、（）、（）、（）5．计算机系统软件由（）、（）、（）、（）6．计算机的主要技术指标（）、（）、（）7．计算机发展五代主要代表计算机（）、（）、（）、（）、（）8．计算机未来发展方向（）、（）、（）、（）9．计算机按功能可分为（）、（）、（）10. ( )与（）、输入输出接口和系统总线合称为计算机主机。
11．用高级语言编写的程序称为（）程序，经编译程序或解释程序翻译后成为（）程序。
12．程序设计语言一般分为三类()、()、()。
13．数控机床是计算机在（）方面的应用，邮局自动分拣信件是计算机在（）方面的应用。
14．现代计算机主要采用（）结构作为计算机硬件之间的连接方式。
15．用二进制代码表示的计算机语言称为（），用助记符编写的语言称为（）。
二、选择题1.“从中间开始”设计的“中间”目前多数在（）A.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间B.传统机器语言机器级与微程序机器级之间C.微程序机器级与汇编语言机器级之间D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间2．在计算机系统设计中，比较好的方法是( )A ．从上向下设计B．从下向上设计C ．从两头向中间设计D ．从中间开始向上、向下设计第二章1.R-S触发器逻辑框图是什么？它有几个输入端各是什么？它有几个输出端？各是什么？2.D触发器逻辑框图是什么？它有哪几个同步输入端？哪几个异步输入端？它有哪几个输出端？3.二—四译码器的工作原理？（如图）4.并行四位寄存器的工作原理？（如图）1． 三态开关的工作原理：D IN D OUTE5.半加器本位和逻辑表达式6. 半加器进位逻辑表达式。
7．全加器本位和逻辑表达式是： 8 . 全加器向高位进位的逻辑表达式：9．SN74181是什么芯片？作什么运算取决哪些引脚？ 10. SN74182是什么芯片？作用?11．用SN74181芯片组成一个16位运算器，片内并行进位片间串行进位。
计算机组成原理知识要点与期末考试题及答案
计算机组成原理知识要点与复习题（期末考试题）选择题：1.若十进制数据为137.5则其八进制数为（B ）。
A、89.8B、211.4C、211.5D、1011111.1012.若x补=0.1101010，则x原=（A ）。
A、1.0010101B、1.0010110C、0.0010110D、0.11010103.若采用双符号位，则发生正溢的特征是：双符号位为（B）。
A、00B、01C、10D、114.原码乘法是（A ）。
A、先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理B、用原码表示操作数，然后直接相乘C、被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘D、乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘5.为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（C）。
A、立即寻址B、变址寻址C、间接寻址D、寄存器寻址6.下列数中，最小的数是（A）。
A．(101001)2B．(52)８C．(2B)16D．457.下列数中，最大的数是（D）。
A．(101001)2B．(52)８C．(2B)16D．458.下列数中，最小的数是（D）。
A．（111111）2B．（72）８C．（2F）16D．509.已知：X=－0.0011，Y= -0.0101。
（X+Y）补= ( A)。
Ａ．１．１１００Ｂ．１．１０１０Ｃ．１．０１０１Ｄ．１．１０００10.一个512KB的存储器,地址线和数据线的总和是（C ）。
A．17 B．19C．27D．3611.某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,它们寻址范围是（C ）。
A．64K B．32KB C．32K D．16KB12.某一RAM芯片其容量为512*8位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是（C ）。
A.21B.17C.19D.2012.计算机内存储器可以采用（A）。
A.RAM和ROMB.只有ROMC.只有RAMD.RAM和SAM13.单地址指令中为了完成两个数的算术操作，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用( C) 。
存储效率的五种提升方法
存储效率的五种提升方法存储效率的五种提升方法在不购买新的存储设备前提下，要减少不必要的文件，减少系统所使用的空间这的确十个问题，为了解决此问题，本文介绍了优化存储效率最大化的五个方法。
优化存储效率的方法：1、使用存储管理软件存储管理软件可以不断监测和优化使用存储。
当然，你也可以简单地搜索硬盘中的大文件，如MP3，图片，或PST文件。
总之找出不需要或可以存储在其他存储设备中的文件，把它们存储在如本地电脑硬盘中，这往往有助于整理出大量的闲置空间。
又或者，您可以发送电子邮件通知企业中的员工将所有的用户档案和闲置的电子邮件下载到本地驱动器上的保存。
这将大大降低邮件服务器的存储空间。
同样的，你也可以制定一个执行策略来存储个人文件，确保他们不占用公司的网络空间。
优化存储效率的方法：2、使用重复数据删除或压缩您可以使用删除重复数据的方法来管理存储数据。
重复扫描存储系统，寻找重复的文件，并删除多余的文件副本。
另外还可以通过压缩数据的方法，从而减少所占用的空间，如字处理或其他文本文件。
而媒体文件，他们往往已经被压缩。
优化存储效率的方法：3、从未使用的空间创建存储您可以使用廉价或免费的软件，如Linux操作系统，重新利用旧设备作为存储服务器。
这个方案涉及在旧的服务器上安装Windows或Linux，并且将其变成一个文件服务器。
如果你有一个或多个闲置在身边的老系统，可以让他们快速运行起来。
同时，还可以将几个老系统的驱动器放入一台服务器中，因为旧的系统通常都是容量较小的硬盘驱动器。
一旦系统运行起来，你可以利用它存储任何类型的文件，您可以使用他们作为二级存储设备，为保存重要的应用，如电子邮件，数据库，协作或更新，提供更高的存储性能。
优化存储效率的方法：4、将文件移动到二级存储(辅助存储设备)许多企业都有为重要应用配备的高性能存储设备，如光纤通道或iSCSIRAID 系统，但常常是被用在不需要高速存储的应用程序占用。
您可以使用存储管理应用程序或手动移动数据到二级存储，以腾出大量的空间，节省昂贵的设备开支。
计算机组成原理练习题
《计算机组成原理》练习题第一章概论一、选择题01. 电子计算机主存内的ROM是指。
A.不能改变其内的数据B.只能读出数据，不能写入数据C.通常用来存储系统程序D.以上都是02. 有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为。
A.硬件B.软件C. 固件D.辅助存储03. 如果要处理速度、温度、电压等连续性数据可以使用。
A.数字计算机B.模拟计算机C.混合计算机D.特殊用途计算机04. 邮局把信件进行自动分拣，使用的计算机技术是。
A.机器翻译B.自然语言理解C.模式识别D.过程控制05. 冯.诺伊曼机工作方式的基本特点是。
A.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.存储器按内容选择地址。
06. 某寄存器中的值可能是操作数，也可能是地址，只有计算机的才能识别它。
A.译码器B.判断程序C.指令D.时序信号。
07. 80年代以来，许多国家开始研究第五代计算机，这种计算机系统是。
A.超高速巨型计算机系统B.知识信息处理系统C.大型分布式计算机系统D.超级微型计算机群组成的计算机网。
08. 计算机的算逻单元的控制单元合称为。
A.ALUB.UPC.CPUD.CAD09. 磁盘驱动器读写数据的基本存取单位为。
A.比特B.字节C.磁道D.扇区二、填空题01. 计算机硬件是指，软件是指，固件是指。
02. 数控机床是计算机在方面的应用。
03. 人工智能研究，模式识别研究。
04. 计算机用来处理离散的数据，而计算机用来处理连续性的数据。
05．存储器可分为主存和，程序必须存于内，CPU才能执行其中的指令。
第二章计算机中的信息编码一、选择题01. 对真值0表示形式唯一的机器数是。
A.原码B.补码和移码C.补码D.反码02. 在整数定点机中，下述第说法正确。
A.原码和反码不能表示-1，补码可以表示-1。
B.三种机器数均可表示-1C.三种机器数均可表示-1，且三种机器数的表示范围相同。
D.以上说法均不对。
计算机组成原理期末考试简答题重点讲解
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。
有效提升存储性能的十大方法
有效提升存储性能的十大方法本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March目前存储行业中很多公司都在开发与存储优化相关的产品和技术，既有优化主机端访问的方案，也有提升SAN存储性能的技术，这是一个很有潜力的领域。
在这里，本文将要介绍一些能够有效提升存储性能的方法，而以往我们却经常忽视它们。
首先，排除故障网络存储的应用环境是相当复杂的，各种不同的硬件和软件要能够顺利的实现互操作。
所以，导致存储系统性能不佳的最常见的原因可能是配置错误，也可能是一个或多个组件发生故障。
因此，优化存储性能的第一步就是要看看现有的存储I/O堆栈是不是有问题。
检查服务器和存储阵列的日志，看看是否有物理设备故障告警、I/O重传、路径切换以及超时等明确的提示。
再试着去逐个分析故障组件，从与线缆相关的连接组件开始。
收发端口以及线缆的问题不容易发现，但通常会严重的影响性能。
在遭受物理冲击的时候，这些东西经常会损坏，因此，在数据中心里安装、迁移或搬走设备时要特别的小心。
1. 更新固件和驱动程序厂商会不断的通过软件升级来修复产品中的bug并增加新功能。
聪明的做法是把存储网络中所有组件的驱动程序和固件都升级到最新版本，定期做，提前测试、调试和升级。
我们看到Microsoft和VMware都在积极地为其产品—Windows和vSphere的存储部分增加新的性能增强特性，但通常我们看不到太多的宣传。
比如Microsoft推出的SMB 和，可以明显的提升Windows文件共享的性能，尤其是在低带宽的网络环境中。
还有新版的VMFS和 NTFS文件系统在性能和可扩展性方面也有改善。
所以，平时要多浏览存储方面的博客和媒体，以便了解最新的相关动态。
要注意的是，并不是所有的版本升级都值得我们花费时间和精力，而且有时候升级的风险还很高。
所以，首先要确保所有相关的厂商能够支持你现有的设备及配置，并且有充分的测试，绝对不能在生产系统中使用测试版代码。
数字存储器性能优化方案
数字存储器性能优化方案数字存储器性能优化方案数字存储器是计算机系统中非常重要的组件之一，它用于存储和检索数据。
为了提高数字存储器的性能，我们可以采取一系列优化措施。
下面我将逐步介绍这些优化方案。
第一步：选择合适的存储器类型不同的应用场景对数字存储器的要求也不同，因此我们应该根据应用的需求选择适合的存储器类型。
常见的存储器类型包括：内存、磁盘、固态硬盘（SSD）等。
内存的访问速度最快，但容量较小；而磁盘和SSD的容量较大，但速度较慢。
在进行优化时，我们可以根据需求选择合适的存储器类型。
第二步：增加存储器容量存储器容量越大，可以容纳的数据量也越多，从而减少了存储器的读写次数。
因此，增加存储器容量是提高存储器性能的一种有效方法。
可以通过增加存储器芯片的数量或者扩展存储器的物理空间来实现。
第三步：优化存储器的读取和写入操作存储器的读取和写入操作是频繁发生的，因此优化这些操作可以有效提高存储器的性能。
一种常见的优化方法是使用缓存。
缓存是一种快速存储器，用于暂时存储最常访问的数据。
当需要读取数据时，先检查缓存，如果缓存中存在该数据，则可以直接读取，从而避免了对慢速存储器的访问。
同样，当需要写入数据时，先将数据写入缓存，然后再定期将缓存中的数据写入存储器。
第四步：使用数据压缩算法数据压缩是一种将数据进行压缩存储的技术。
通过使用数据压缩算法，可以减少存储器中的数据量，从而提高存储器性能。
常见的数据压缩算法包括：gzip、zlib等。
在存储大量数据时，使用数据压缩算法可以显著减少存储器的占用空间，提高存储器的读写速度。
第五步：使用并行存储并行存储是一种将数据分散存储在多个存储器模块中的技术。
通过使用并行存储，可以同时访问多个存储器模块，从而提高存储器的读写速度。
在实际应用中，可以采用分布式存储系统，将数据分散存储在多个存储节点中，并通过网络连接这些节点，从而实现并行存储和访问。
通过以上几个步骤，我们可以有效地提高数字存储器的性能。
计算机组成原理(4.6提高存储系统性能的一些措施)
页256字节。
地址变换机构中存储的信息只需128×9位。
主存
CACHE
0
第0页 第1页
…… 第N-1页
1
…… N-1 …… (M-1)N (M-1)(N-1) …… 第MN-1块
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红
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一、Cache的工作原理
全相联映象 每个主存块允许放到Cache的任何一个槽中
该方式允许主存中的每一个页面映像到Cache中的任何一个页面 位置上，也允许采用某种置换算法从已占满的Cache中替换出任 何一个旧页面。
在这种地址空间随意安排的条件下，为了使之能对高速缓存准确 寻址，必须将调入页的页地址编码全部存入地址变换机构中。
该方式查找十分费时，对变换机构工作速度要求很快而使成本过 高，故该方法实用较困难。
例：两级存储系统
M1
访问时间TA1， 命中率H
M2
访问时间TA2
则平均访问时间 TA=HTA1+(1-H)TA2
规定：访问时间比 r = TA2 TA1
访问效率 e = TA1
则 e=
1
TA
r + (1 − r)H
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红
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程序运行的所有信息存放在主存储器内，而高速缓冲存储器中 存放的是当前使用最多的程序代码和数据，即主存中部分内容的 副本。CPU访问存储器时，首先在Cache中寻找，若寻找成功， 通常称为“命中”，则直接对Cache操作；若寻找失败，则对主 存储器进行操作，并将有关内容置入Cache。
引入Cache是存储器速度与价格折衷的最佳方法。
为实现上述功能需要解决： 9 Cache的内容与主存之间的映像关系 9 地址的转换—将访问主存的地址转换为访问Cache的地
计算机组成原理部分答案
计算机组成原理部分答案1. 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用总线。
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。
1. 什么是总线通信控制？为什么需要总线通信控制？答：总线通信主要解决双方如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调配合。
因为总线时众多部件共享的，在传送时间上只能用分时方式来解决，所以通信双方必须按某种约定的方式进行通信。
1. 什么是总线标准？为什么要制定总线标准？答：总线标准是国际公布或推荐的互联各个模块的标准，这个标准为各模块互联提供一个标准界面（接口），这个界面对两端的模块都是透明的，即界面的任一方只需根据总线标准的要求来完成自身一方接口的功能，而不必考虑对方与界面的接口方式。
制定总线标准使系统设计简化，便于模块生产批量化，确保其性能稳定，质量可靠，实现可移化，便于维护等，较好的解决了系统、模块、设备与总线之间不适应、不通用及不匹配等问题。
1.计算机中采用总线结构有何优点？答：计算机中采用总线结构便于故障诊断与维护，便于模块化结果设计和简化系统设计，便于系统扩展和升级，便于生产各种兼容的软、硬件。
1. 串行传输和并行传输有何区别？各应用于什么场合？答：串行传输是指数据在一条线路上按位依次进行传输，线路成本低，但速度慢，适合于远距离的数据传输。
并行传输是每个数据位都有一条独立的传输线，所有的数据位同时传输，其传输速度快、成本高，适应于近距离、高速传输的场合。
1. 存储芯片内的地址译码有几种方式？试分析它们各自的特点及应用场合。
答：存储芯片内的地址译码有两种方式，一种是线选法，适用于地址线较少的芯片。
其特点是地址信号只须经过一个方向的译码就可以选中某一存储单元的所有位。
计算机组成原理复习题及答案
一、填空、选择或判断1.多核处理机是空间并行计算机，它有___多__个CPU。
2.计算机的发展大致经历了五代变化，其中第四代是 1972-1990 年的_大规模和超大规模集成电路______计算机为代表。
3.计算机从第三代起，与IC电路集成度技术的发展密切相关。
描述这种关系的是_摩尔__定律。
4.1971年，英特尔公司开发出世界上第一片4位微处理器__Intel 4004_____。
首次将CPU的所有元件都放入同一块芯片之内。
5.1978年，英特尔公司开发的___Intel 8086_______是世界上第1片通用16位微处理器，可寻址存储器是_1MB______。
6.至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是__物理器件性能所致___。
7.冯。
诺依曼计算机工作方式的基本特点是__按地址访问并顺序执行指令_____。
8.20世纪50年代，为了发挥__硬件设备_____的效率，提出了_多道程序___技术，从而发展了操作系统，通过它对__硬软资源______进行管理和调度。
9.计算机硬件能直接执行的只有__机器语言_________ 。
10.完整的计算机系统应包括__配套的硬件设备和软件系统______。
11.计算机的硬件是有形的电子器件构成，它包括_运算器__、_控制器_、_存储器__、_适配器_、_系统总线__、__外部设备__。
12.当前的中央处理机包括__运算器_____、_控制器_____、__存储器_____。
13.计算机的软件通常分为__系统软件_______和___应用软件_____两大类。
14.用来管理计算机系统的资源并调度用户的作业程序的软件称为__操作系统_____，负责将_高级____-语言的源程序翻译成目标程序的软件称为___编译系统____。
15.计算机系统中的存储器分为__内存____和__外存______。
在CPU执行程序时，必须将指令存放在__内存______中。
有效提升存储性能的十大方法
目刖存储行业中很多公司都在开发与存储优化相关的广品和技术，既有优化主机端访问的方案，也有提升SA的储性能的技术，这是一个很有潜力的领域。
在这里，本文将要介绍一些能够有效提升存储性能的方法,而以往我们却经常忽视它们。
首先，排除故障网络存储的应用环境是相当复杂的，各种不同的硬件和软件要能够顺利的实现互操作。
所以，导致存储系统性能不佳的最常见的原因可能是配置错误，也可能是一个或多个组件发生故障。
因此，优化存储性能的第一步就是要看看现有的存储I/O堆栈是不是有问题0 检查服务器和存储阵列的日志，看看是否有物理设备故障告警、I/O重传、路径切换以及超时等明确的提示。
再试着去逐个分析故障组件，从与线缆相关的连接组件开始。
收发端口以及线缆的问题不容易发现，但通常会严重的影响性能。
在遭受物理冲击的时候，这些东西经常会损坏，因此，在数据中心里安装、迁移或搬走设备时要特别的小心。
1. 更新固件和驱动程序厂商会不断的通过软件升级来修复产品中的bug并增加新功能。
聪明的做法是把存储网络中所有组件的驱动程序和固件都升级到最新版本，定期做，提前测试、调试和升级。
我们看到Microsoft和VMware^K在积极地为其产品— Windows 和vSphere的存储部分增加新的性能增强特性，但通常我们看不到太多的宣传。
比如Microsoft推出的SMB2.0和2.1，可以明显的提升Windows文件共享的性能，尤其是在低带宽的网络环境中。
还有新版的VMF字日NTFS文件系统在性能和可扩展性方面也有改善。
所以，平时要多浏览存储方面的博客和媒体，以便了解最新的相关动态。
要注意的是，并不是所有的版本升级都值得我们花费时间和精力，而且有时候升级的风险还很高。
所以，首先要确保所有相关的厂商能够支持你现有的设备及配置，并且有充分的测试，绝对不能在生产系统中使用测试版代码。
作为一个系统管理员，我倾向丁保守一些，我会等到有其他人出了相关验证报告之后，自己才会尝试升级，以免冒险。
电脑存储器的优化技巧
电脑存储器的优化技巧随着科技的迅猛发展，电脑已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而，电脑存储器的容量和速度对于用户体验来说至关重要。
为了提高电脑的性能和存储器的效率，以下是一些电脑存储器优化的技巧。
1. 清理临时文件和垃圾文件电脑在使用过程中会产生大量的临时文件和垃圾文件，它们会占据存储器的空间并且降低电脑的速度。
通过定期清理这些文件，可以释放存储器空间并提高电脑的性能。
可以使用系统自带的垃圾清理工具或者第三方软件来进行清理操作。
2. 整理磁盘碎片当电脑存储器中的文件被频繁读写和删除时，文件会被分散存储在不同的磁盘区域，导致磁盘碎片化。
磁盘碎片化会降低读写速度和存储器的效率。
通过使用系统自带的磁盘碎片整理工具来整理磁盘碎片，可以提高电脑的性能。
3. 禁用不必要的启动项电脑启动时会自动加载一些程序，这些程序会占用存储器并降低电脑的启动速度。
禁用不必要的启动项可以减少加载时间并提高存储器可用性。
可以通过系统自带的任务管理器或者第三方的启动项管理工具来禁用不必要的启动项。
4. 增加物理内存电脑的物理内存（RAM）是存储器的关键组成部分。
如果电脑的物理内存不足，系统会使用硬盘作为虚拟内存来进行存储，这会导致速度下降。
增加物理内存可以提高电脑的性能和存储器的效率。
5. 使用高效的存储器管理软件为了更好地管理和优化电脑存储器，可以使用一些专业的存储器管理软件。
这些软件可以帮助用户监控存储器的使用情况，清理垃圾文件，整理磁盘碎片，提供存储器优化建议等。
6. 定期进行系统更新和维护操作系统和软件的更新和维护可以修复系统的漏洞和错误，提高系统的稳定性和性能。
定期进行系统更新和维护可以帮助优化电脑存储器，并提供更好的用户体验。
结论通过采用上述的优化技巧，可以有效提高电脑存储器的性能和效率。
清理临时文件和垃圾文件，整理磁盘碎片，禁用不必要的启动项，增加物理内存，使用高效的存储器管理软件以及定期进行系统更新和维护，都是提高电脑存储器性能的有效方法。
计算机组成原理简答题锦集
综合以上结果有
10简述水平型微指令和垂直型微指令的特点
A．水平型微指令并行操作能力强，效力高，灵活性强，垂直型微指令则较
差；B．水平型微指令执行一条指令的时间短，垂直型微指令执行时间长；C．由
水平型微指令解析指令的微程序，有微指令字较长而微程序短的特点，垂直型微
所以： x + y = +0.01010 因为符号位相异，结果发生溢出
14 CPU中有哪几类主要寄存器，用一句话回答其功能。
A.数据缓冲寄存器(DR)B.指令寄存器(IR)C.程序计算器(PC)D.数据地址
寄存器(AR)E.通用寄存器(R0～R3)F.状态字寄存器(PSW)
1 简要总结一下，采用哪几种技术手段可以加快存储系统的访问速度？
解：1. 增加cache，利用空间局部性和时间局部性减少内存访问时间。
2. cahe优化: 多级cache减少确实损失， 非阻塞cache，流水化cache访问。
3. 采用交叉存储方式提高内存带宽。
4. 采用虚拟内存机制降低内存缺失损失。
x×y = 1×27+1×26+1×21+1×20=128+64+2+1 =+195
十进制数乘法验证：x×y=(-15)×(-13) =+195
② x+y,x-y,判断加减运算是否溢出。
解：[ x ]原 = 1.01111 [ x ]补 = 1.10001 所以 ：[ -x ]补 = 0.01111
[ y ]原 = 0.11001 [ y ]补 = 0.11001 所以 ：[ -y ]补 = 1.00111
9设[N]补=anan-1…a1a0，其中an是符号位。
计算机组成原理期末考试试题及答案 (4)
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。
提高存储器速度的方法或措施
IT专业人员经常致力于提高存储性能，以确保应用程序获得他们运行所需的资源。
有的企业采用的是硬盘技术，这意味着其使用成本昂贵，并且效率低下，例如在几十个（或是数百个）硬盘上分割数据，然后格式化这些驱动器，只有一半的硬盘容量可用于应用程序。
如今，更为经济的闪存存储器在可预见的未来有望打破存储设备在应用性能上的瓶颈。
为了充分利用闪存，人们需要以正确的方式和正确的技术来实现它。
这样，就可以从整体的固态存储部署和存储网络中提取最高性能和更高的效率。
例如，对于活动数据，闪存可以提供更好的性能，移动部件比硬盘驱动器少。
其结果是，对于主要的数据用例，特别是在长期使用情况下，部署闪存通常比硬盘更便宜。
固态存储器的问题是只有大约5％到10％的数据中心数据是活动的。
因此，用户可以节省一些费用，并将剩余的90％或更多存储在容量更大，成本更低的硬盘上，或者越来越多地存储在云中。
闪存不一定会单独提高数据存储效率和性能。
用户需要从一个坚实的基础开始，以下就是提高数据存储效率的七个提示，可以让存储更快，更有效。
（1）改善存储网络基于硬盘的系统的延迟不会暴露网络的弱点，虽然确实如此，但基于闪存的系统就是这样，在升级到闪存存储器或向现有系统添加其他SSD硬盘之前，应首先最大限度地提高存储网络的性能。
要考虑的网络有三个组件：服务器，存储系统中的主机总线适配器（HBA）或网络接口卡（NIC），网络交换机和布线基础设施。
很容易看到前两个组件（NIC/HBA和交换机）的带宽能力，这应该至少部署10Gbps或16Gbps光纤通道（FC）或更快的通道。
虽然带宽很重要，但延迟和交付质量更是如此。
大多数数据中心不会生成足够的连续事务来淹没高速网络。
相反，他们产生了数以百万计小生意。
网络将这些事务从服务器转移到存储器，并再次返回，这对于在闪存投资中提取最大性能至关重要。
（2）数据存储效率与性能在存储领域中，效率和性能是截然相反的力量，因为效率通常以牺牲性能为代价来增加价值。
高效存储解决方案提升存储状态的可靠性
高效存储解决方案提升存储状态的可靠性在当今信息爆炸的时代，存储数据的需求越来越高。
然而，存储状态的可靠性成为一个引人关注的问题。
为了解决这个问题，我们需要采取高效存储解决方案。
这篇文章将介绍一些提升存储状态可靠性的方法。
首先，为了提升存储状态的可靠性，我们应该使用冗余存储技术。
冗余存储技术是一种将数据复制到多个存储设备中的方法，以防止数据丢失。
例如，我们可以使用RAID（冗余独立磁盘阵列）技术，这是一种将数据分布在多个硬盘驱动器上的技术。
当一个硬盘驱动器发生故障时，RAID可以保证数据的完整性和可用性。
其次，我们应该采用数据备份策略来提高存储状态的可靠性。
数据备份是一种将数据复制到另一个介质或位置的过程，以防止数据丢失。
我们可以定期备份数据，并将备份存储在不同的位置或介质中。
这样，即使发生数据损坏或丢失的情况，我们也可以轻松地还原数据。
此外，我们还可以使用增量备份和差异备份等技术来提高备份效率。
另外，为了提升存储状态的可靠性，我们应该使用数据校验机制。
数据校验是一种检查数据完整性和一致性的方法。
我们可以使用校验和算法，如MD5、SHA-1等，计算数据的校验和，并将其与接收到的数据进行比较，以确保数据在传输过程中没有被篡改或损坏。
此外，我们还可以使用错误检测和纠正编码来修复存储介质中的位错误，从而提高数据的可靠性。
此外，为了进一步提升存储状态的可靠性，我们可以使用硬件级别的解决方案。
硬盘驱动器是存储数据的主要介质，因此使用高质量、可靠的硬盘驱动器是至关重要的。
我们应该选择具有良好信誉和高可靠性的硬盘驱动器品牌，并注意监控硬盘驱动器的健康状态。
此外，我们还可以使用硬盘阵列控制器来管理和监控硬盘阵列，以提高数据的可靠性。
最后，安全性也是存储状态可靠性的一个重要方面。
我们应该采取适当的安全措施来防止数据泄露和未经授权的访问。
例如，我们可以使用加密技术对存储数据进行加密，并使用访问控制机制限制数据的访问权限。
计算机组成原理习题第三章
计算机组成原理习题第三章第三章一．填空题1.在多级存储体系中，cache的主要功能是，虚拟存储器的主要功能是2.SRAM靠存储信息，DRAM靠存储信息。
存储器需要定时刷新。
3.动态半导体存储器的刷新一般有、和4.一个512KB的存储器，其地址线和数据线的总和是5.若RAM芯片里有1024个单元，用单译码方式，地址译码器有条输出线；用双译码方式，地址译码器有条输出线。
6.高速缓冲存储器中保存的信息是主存信息的7.主存、快速缓冲存储器、通用寄存器、磁盘、磁带都可用来存储信息，按存取时间由快至慢排列，其顺序是8.、和组成三级存储系统，分级的目的是9.动态半导体存储器的刷新一般有和两种方式，之所以刷新是因为10.用1K某1位的存储芯片组成容量为64K某8位的存储器，共需片，若将这些芯片分装在几块板上，设每块板的容量为4K某8位，则该存储器所需的地址码总位数是，其中位用于选板，位用于选片，位用于存储芯片的片内地址。
11.最基本的数字磁记录方式、、、、、和六种。
12.缓存是设在和之间的一种存储器，其速度匹配，其容量与有关。
13.Cache是一种存储器，用来解决CPU与主存之间不匹配的问题。
现代的Cache可分为和两级，并将和分开设置。
14.计算机系统中常用到的存储器有：（1）SRAM，（2）DRAM，（3）Flah，（4）EPROM，（5）硬盘存储器，(6)软盘存储器。
其中非易失的存储器有：具有在线能力的有；可以单字节修改的有：可以快速读出的存储器包括15.反映存储器性能的三个指标是、、和，为了解决这三方面的矛盾，计算机采用体系结构。
16.存储器的带宽是指，如果存储周期为TM，存储字长为n位则存储器带宽位，常用的单位是或为了加大存储器的带宽可采用、和17.一个四路组相联的Cache共有64块，主存共有8192块，每块32个字。
则主存地址中的主存字块标记为位，组地址为位，字块内地址为位。
18.在虚拟存储器系统中，CPU根据指令生成的地址是，经过转化后的地址是二．选择题1.在磁盘和磁带这两种磁介质存储器中，存取时间与存储单元的物理位置有关，按存储方式分A．二者都是顺序存取B．二者都是直接存取C．磁盘是直接存取，磁带是顺序存取D．磁带是直接存取，磁盘是顺序存取2.存储器进行一次完整的读写操作所需的全部时间称为A．存取时间B．存取周期C．CPU周期D．机器周期3.若存储周期250n，每次读出16位，则该存储器的数据传送率为A．4某106B/B．4MB/C．8某106B/D．8MB/4.用户程序所放的主存空间属于A．随机存取存储器B．只读存储器C．顺序存取存储器D．直接存取存储器5.以下哪种类型的存储器速度最快A．DRAMB．ROMC．EPROMD．SRAM6.下述说法中正确的是A．半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆B．动态RAM 是易失性RAM，而静态RAM中的存储信息是不易失C．半导体RAM是易失性RAM，但只要电源不断电所存信息是不丢失的D．半导体RAM是非易失性的RAM7.若数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式，则十六进制数12345678H的存储字节顺序按地址由小到大依次为A．12345678B．78563412C．87654321D．341278568.在对破坏性读出的存储器进行读写操作时，为持续原存信息不变，必须辅以的操作是A．刷新B．再生C．写保护D．主存校验9．SRAM芯片，其容量为1024某8，除电源和接地端外，该芯片最少引出线数为A．16B．17C．20D．2110.存储器容量为32K某16，则A．地址线为16根，数据线为32根B．地址线为32根，数据线为16根C．地址线为15根，数据线为16根D．地址线为16根，数据线为15根11.某计算机字长为32位，存储器容量为4MB，按字编址，其寻址范围是0到A．220-1B．221-1C．223-1D．224-112.设机器字长为32位，一个容量为16MB的存储器，CPU按半字寻址，其可寻址的单元数是A．224B．223C．222D．22113.下列说法正确的是A．EPROM是可改写的，因而也是随机存储器的一种B．EPROM是可改写的，但它不能用作为随机存储器用C．EPROM只能改写一次，故不能作为随机存储器用D．EPROM是只能改写一次的只读存储器14.存储器采用部分译码法片选时A．不需要地址译码器B．不能充分利用存储器空间C．会产生地址重叠D．CPU的地址线全参与译码15.双端口存储器发生读写冲突的情况是A．左端口与右端口地址码不同B．左端口与右端口地址码相同C．左端口与右端口数据码相同D．左端口与右端口数据码不同16.如果一个存储单元被访问，则可能这个存储单元会很快的再次被访问，这称为A．时间局部性B．空间局部性C．程序局部性D．数据局部性17.在主存和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是A．解决CPU和主存之间的速度匹配问题B．扩大主存容量C．扩大CPU通用寄存器的数目D．既扩大主存容量又扩大CPU中通用寄存器的数量18.在程序的执行过程中，cache与主存的地址映射是由A．操作系统来管理的B．程序员调度的C．由硬件自动完成的D．由软硬件共同完成的19.容量为64块的cache采用组相连映射方式，字块大小为128个字，每4块为一组。
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存储系统的层次结构
寄存器
高
Cache
半导体主存储器
成本
磁盘
磁带
低
高
速度
低
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存储系统的层次结构
外存平均访问时间ms级 硬盘9~10ms 光盘80~120ms
内存平均访问时间ns级 SRAM Cache1~5ns SDRAM内存7~15ns EDO内存60~80ns EPROM存储器100~400ns
该方法不够灵活，因为主存中多个段的同一页面只能对应Cache 中的唯一页面，即使Cache中别的页面空着也不能占用，因而， Cache的存储空间得不到充分利用。
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假定将32KB的Cache分成128页，每页256个字节.
对于16MB的主存可分成512段，每段128页，每
4.6 提高存储系统性能的一些措施
本节将从存储系统组织的角度，讨论一些提高存储系统 性能的技术，如并行主存系统、多处理机存储系统、高 速缓存、虚拟存储技术以及向联存储器。
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速度和容量是存储器的两大主要课题，计算机的发 展不断地对存储器提出更高速度和更大容量的要求。 在单机系统中，提高存储器性能的主要技术有：双 端口存储器、并行主存储器、高速缓冲存储器、虚 拟存储器等。
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直接映像方式
该方法将Cache的全部存储单元划分成固定的页，主存先划分成 段，段中再划分成与缓存中相同的页。
规定缓存中各页只接收主存中相同页号内容的副本，即不同段中 页号相同的内容只有一个能复制到缓存中去。
这种映像的限制使对高速缓存的寻址变得相当简单，在地址变换 机构中只要存入地址的段号即可。
标签
块
0
块0
M个块 每块K个字节
2n-1
主存
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C-1 块M-1
Cache
C个槽 每个槽K个字节
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一、Cache的工作原理
)地址映象
直接映象
每个主存块只允许放到Cache的特定的槽中
标签
槽号
字节号
优点：简单 缺点：Cache命中率低、 Cache空间利用率也低
CPU与主存之间的数据传输都必须经过cache控制器，cache 控制器将来自CPU的数据读写请求传递给高速缓冲存储器 cache进行相应的处理。图5.16给出了cache的逻辑结构。
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¾图中高速缓冲存储器用于存入要访问的内容，即当前访问 最多程序代码和数据；
页256字节。
地址变换机构中存储的信息只需128×9位。
主存
CACHE
0
第0页 第1页
…… 第N-1页
1
…… N-1 …… (M-1)N (M-1)(N-1) …… 第MN-1块
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一、Cache的工作原理
全相联映象 每个主存块允许放到Cache的任何一个槽中
例：两级存储系统
M1
访问时间TA1， 命中率H
M2
访问时间TA2
则平均访问时间 TA=HTA1+(1-H)TA2
规定：访问时间比 r = TA2 TA1
访问效率 e = TA1
则 e=
1
TA
r + (1 − r)H
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程序运行的所有信息存放在主存储器内，而高速缓冲存储器中 存放的是当前使用最多的程序代码和数据，即主存中部分内容的 副本。CPU访问存储器时，首先在Cache中寻找，若寻找成功， 通常称为“命中”，则直接对Cache操作；若寻找失败，则对主 存储器进行操作，并将有关内容置入Cache。
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存储器访问的局部性原理
存储器的层次结构是依靠存储器访问的局部性实现的 存储器的层次结构的性能由命中率来衡量： 命中率——对层次结构存储系统中的某一级存储器来 说，要访问的数据正好在这一级的概率
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存储器访问的局部性原理
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存储系统的层次结构
寄存器 Cache 主存储器 辅助存储器(磁盘) 大容量存储器(磁带)
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内存储器 外存储器
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存储器访问的局部Βιβλιοθήκη 原理存储器访问的局部性指处理器访问存储器时，无 论取指令还是取数据，所访问的存储单元都趋向 于聚集在一个较小的连续单元区域中。 时间上的局部性——最近的将来要用到的信息很 可能就是现在正在使用的信息。主要由循环造成 空间上的局部性——最近的将来要用到的信息很 可能与现在正在使用的信息在空间上是邻近的。 主要由顺序执行和数据的聚集存放造成
缓冲存储器、主存储器和外存存储器三级。
CPU M1
M2
M3
中
央
Cache
主
外
处
理
存
存
器
三级存储器的结构示意图
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4.6.1高速缓冲存储器(cache)
1. cache存储器工作原理
在存储系统的层次结构中引入cache是为了解决CPU与主存 之间的速度差异，以提高CPU工作效率。
引入Cache是存储器速度与价格折衷的最佳方法。
为实现上述功能需要解决： 9 Cache的内容与主存之间的映像关系 9 地址的转换—将访问主存的地址转换为访问Cache的地
址。 9 更新Cache内容的替换算法。
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三级存储器层次结构
采用分级存储器结构，通常将存储器分为高速
¾地址索引机构中存放着与高速缓冲存储器内容相关的高位 地址，当访问高速缓冲存储器命中时，用来和地址总线上 的低位地址一起形成访问缓冲存储器地址；
¾而置换控制器则按照一定的置换算法控制高速缓冲存储器 中内容的更新。
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一、Cache的工作原理
0
)Cache的结构 1
标签
字节号
从主存中将信息调入缓冲存储器通常是以“页”为单位进 行的。为了准确寻址，必须将调入页的页地址编码全部存 入地址索引机构中。