计算机组成原理(46提高存储系统性能的一些措施)

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2023年计算机组成原理期末考试试题及答案筛选

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涉及

2、计算机系统中的存储器系统是指

A. RAM 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

A.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 A.运算器、存储器和控制器

A.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

B. ROM 存储器

C.主存储器

C.主存储器 4、

4、 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.存储器按内部选择地址

F 列说法中不对的的是

D .面向高级语言的机器是完全可以实现的

答：计算机硬件(Hardware)是指构成计算机的所有实体部件的集合，通常这些部件由电路(电子元件)、机械等物理部件组成。计算机软件(Software)是指能使计算机工作的程序和程序运营时所需要的数据，以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料，其中文字说明和图表资料又称为文档。固件(Firmware)是一种介于传统的软件和硬件之间的实体，功能上类似软件，但形态上又是硬件。微程序是计算机硬件和软件相结合的重要形式。

软件和硬件的逻辑等价含义：

(1)任何•个由软件所完毕的操作也可以直接由硬件来实现

(2)任何一条由硬件所执行的指令也能用软件来完毕

在物理意义上软件和硬件是不等价的。

5、计算机系统按程序设计语言划分为哪几个层次？

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。

【计算机组成原理】存储系统

存储器的层次和结构

从不同⾓度对存储器进⾏分类：

1.按在计算机中的作⽤（层次）分类

（1）主存储器。简称主存，⼜称内存储器（内存），⽤来存放计算机运⾏期间所需的⼤量程序和数据，CPU 可以直接随机地对其进⾏访问，也可以和告诉缓冲存储器（Cache）及辅助存储器交换数据，其特点是容量较⼩、存取速度较快、单位价格较⾼。

（2）辅助存储器。简称辅存，⼜称外存储器（外存），是主存储器的后援存储器，⽤来存放当前暂时不⽤的程序和数据，以及⼀些需要永久性保存的信息，它不能与CPU 直接交换信息。其特点是容量极⼤、存取速度较慢、单位成本低。

（3）⾼速缓冲存储器。简称 Cache，位于主存和 CPU 之间，⽤来存放正在执⾏的程序段和数据，以便 CPU 能⾼速地使⽤它们。Cache 地存取速度可与 CPU 的速度匹配，但存储容量⼩、价格⾼。⽬前的⾼档计算机通常将它们制作在 CPU 中。

2.按存储介质分类

按存储介质，存储器可分为磁表⾯存储器（磁盘、磁带）、磁芯存储器、半导体存储器（MOS型存储器、双极型存储器）和光存储器（光盘）。

3.按存取⽅式分类

（1）随机存储器（RAM）。存储器的任何⼀个存储单元的内容都可以随机存取，⽽且存取时间与存储单元的物理位置⽆关。其优点是读写⽅便、使⽤灵活，主要⽤作主存或⾼速缓冲存储器。RAM ⼜分为静态 RAM （以触发器原理寄存信息，SRAM）和动态 RAM（以电容充电原理寄存信息，DRAM）。

（2）只读存储器（ROM）。存储器的内容只能随机读出⽽不能写⼊。信息⼀旦写⼊存储器就固定不变，即使断电，内容也不会丢失。因此，通常⽤它存放固定不变的程序、常数和汉字字库，甚⾄⽤于操作系统的固化。它与随机存储器可共同作为主存的⼀部分，统⼀构成主存的地址域。

计算机组成原理答案

计算机组成原理（本）模拟题一

一．填空题（共20分）

1．计算机软件一般分为两大类：一类叫__系统件__，另一类叫__应用软件__。操作系统属于系统__软件__ 类。

2．主存与cache的地址映射有_全相联_、_直接映射_、_组相联_三种方式。

3．DMA 控制器按其_内部_结构，分为_选择_型和_多路_型两种。

4．闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性及_瞬时启动_能力，为现有的_存储器_体系结构带来巨大变化，因此作为_固态盘_用于便携式电脑中。

5．主存储器的性能指标主要是_存储容量_、_存储时间_、存储周期和存储器带宽。

6．汉字的_输入码_、_字模码_、_内码_是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。

7．RISC指令系统的最大特点是：_指令数少_；_指令长度固定_; _指令格式和寻址方式_种类少。只有取数/ 存数指令访问存储器。

8．存储器和CPU连接时，要完成_DB_的连接；_CB_的连接和_AB_的连接，方能正常工作。

9．衡量总线性能的重要指标是_总线带宽_，它定义为总线本身所能达到的最高_传输速度_。PCI总线的带宽可达_264MB/S_。

10．微型机的标准总线从16位的_ISA_总线，发展到32位的_EISA_总线和_VISA_总线，又进一步发展到64位的PCI总线。

二．选择题（共30分）

1．计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有―存储程序‖的概念，最早提出这种概念的是__B__。

A．巴贝奇B．冯. 诺依曼C．帕斯卡D．贝尔

计算机组成原理课堂练习-第四章

一、单项选择题

1．下列叙述中( )是正确的。

A．主存可由RAM和ROM组成B主存只能由ROM组成

C．主存只能由RAM组成D以上答案都不正确

2．和辅存相比，主存的特点是( )。

A．容量小：速度快、成本高B．容量小、速度快、成本低

C、容量大、速度快、成本高D容量大、速度快、成本低

3．一个16 K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是( )。

A．48 B．46 C．38 D．44

4．一台计算机有64 MB的主存，字长为4字节，那么在存储器中对单个字寻址需要( )位地址。

A．23 B 24 C 25 D．26

5．某存储器容量为32 K×16位，则( )

A、地址线l6根，数据线32根

B、地址线32根，数据线16根

C、地址线15根，数据线16根

D、地址线16根，数据线16根

6．某存储器容量为32K×16位，则( )

A．其地址线是16根 B 其地址线数与16无关

C．其地址线数与16有关 D 无法确定其地址线与16的关系

8．DRAM地扯分两次输入(行选通RAS、列选通CAS)的目的是( )。

A．提高速度B．减少芯片引出线

C．刷新D电平需要

9．在磁盘存储器中，以下正确的描述是( )。

A．各磁道的位密度相等B．内圈磁道的位密度较大

C．外圈磁道的位密度较大D．内外圈磁道的位密度相等

位密度是磁道单位长度上的记录的二进制代码的位数，

由于每个磁道记录的信息量是相等的，而内圈的长度较短，

所以内圈磁道的位密度较大。

10．活动头磁盘存储器的寻道时间通常是指( )。

A．最大寻道时间B．最小寻道时间

C．最大寻道时间和最小寻道时间的平均值

计算机组成原理试题库(含答案)--

计算机组成原理试题

一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。）

1.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

2.某计算机字长是16位它的存储容量是64,按字编址,它们寻址范围是（C ）。

A．64K B．32C．32K D．16

3.某一芯片其容量为512*8位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是（C ）。

A.21

B.17

C.19

D.20

4.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是( C)。

A.实现存储程序和程序控制

B.可以直接访问外存

C.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性

D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度

5.寄存器间接寻址方式中，操作数处在( B )。

A.通用寄存器

B.贮存单元

C.程序计数器

D.堆栈

6是(A)的简称。

A.精简指令系统计算机

B.大规模集成电路

C.复杂指令计算机

D.超大规模集成电路

7．响应中断的时间是_ C 。

A．中断源提出请求；B．取指周期结束；C．执行周期结束；D．间址周期结束。8．常用的虚拟存储器寻址系统由两级存储器组成。

A．主存－辅存；B．－主存；C．－辅存；D．主存—硬盘。

9．访问主存时，让处于等待状态，等的一批数据访问结束后，再恢复工作，这种情况称作。

A．停止访问主存；B．周期挪用；C．与交替访问；D．。

10．浮点数的表示范围和精度取决于。

A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数；

C．阶码的位数和尾数的位数；D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。11．中断向量可提供。

计算机组成原理第四章存储系统(一)(含答案)

计算机组成原理第四章存储系统(一)(含

答案)

4.1存储系统层次结构随堂测验

1、哈弗结构（Harvard Architecture）是指（）（单选）A、数据和指令分别存放

B、数据和指令统一存放

C、指令和数据分时存放

D、指令和数据串行存放

2、如果一个被访问的存储单元，很快会再次被访问，这种局部性是（）（单选）A、时间局部性

B、空间局部性

C、数据局部性

D、程序局部性

3、下列关于存储系统层次结构的描述中正确的是（）（多选）A、存储系统层次结构由Cache、主存、辅助存储器三级体系构成B、存储系统层次结构缓解了主存容量不足和速度不快的问题C、构建存储系统层次结构的的原理是局部性原理

D、构建存储系统层次结构还有利于降低存储系统的价格

4、下列属于加剧CPU和主存之间速度差异的原因的是（）

（多选）A、由于技术与工作原理不同，CPU增速度明显高于主存增速率B、指令执行过程中CPU需要多次访问主存

C、辅存容量不断增长

D、辅存速度太慢

5、下列关于局部性的描述中正确的是（）（多选）

A、局部性包括时间局部行和空间局部性

B、局部性是保证存储系统层次结构高效的基础

C、顺序程序结构具有空间局部性

D、循环程序结构具有时间局部性

4.2主存中的数据组织随堂测验

1、设存储字长为64位,对short变量长度为16位，数据存储按整数边界对齐，关于short变量j在主存中地址的下列描述中正确的是（）（此题为多选题）A、j的物理地址mod 8 = 0

B、j的物理地址mod 8 = 1

C、j的物理地址mod 8 = 2

D、j的物理地址mod 8 = 3

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第一章计算机系统概述

知识网图

冯诺依曼机的特点：

1、计算机硬件系统由运算器、存储器、

控制器、输入设备、输出设备5大部件组成。

2、指令和数据以同等地位存储在存储器

中，并可按地址寻址。

3、指令和数据均用二进制代码表示。

4、指令由操作码和地址码组成。操作码

用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数

在存储器中的位置。

5、指令在存储器内按顺序存放。通常，

指令是顺序执行的，在特定条件下可根据运算

结果或根据设定的条件改变执行顺序。

6、早期的冯诺依曼机以运算器为中心，

输入/输出设备通过运算器和存储器传送数据。

不同级别的语言：

机器语言: (二进制语言）计算机唯一可以直接识别和执行的语言。

汇编语言：用英文单词或其缩写代替二进制的指令代码，易于人们记忆和理解。

高级语言：为方便程序设计人员写出解决问题的处理方案和解题过程的程序。

计算机的工作过程：

1、把程序和数据装入主存储器。

2、将源程序转换成可执行文件。

3、从可执行文件的首地址开始逐条执行

指令。

计算机的性能指标：

机器字长：指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数。（通常与

CPU的寄存器、加法器有关。

数据通路宽带：指数据总线一次所能并行传送信息的位数（指外部数据总线的宽度，与

CPU内部的数据总线宽度有可能不同）

主存容量：指主存储器所能存储信息的最大容量，通常以字节来衡量，也可用字数字

长来表述存储容量。

运算速度

1、吞吐量:指系统在单位时间内处理请求

的数量

2、响应时间:指从用户向计算机发送一个

请求到系统对该请求做出响应并获得所需结果

计算机组成原理_选择_填空_简答

选择

3.电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为 C

A.CPU

B.ALU

C.主机

D.UP

8.计算机系统中的存储系统指 D

A.RAM存储器

B.ROM存储器

C.主存

D.主存和辅存

9.用以指定待执行指令所在地址的是 C

A.指令寄存器

B.数据计数器

C.程序计数器

D.累加器

11.冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是 B

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

18.计算机只懂机器语言，而人类熟悉高级语言，故人机通信必须借助 A

A.编译程序

B.编辑程序

C.连接程序

D.载入程序

19.计算机的算术逻辑单元和控制单元合称为 C

A. ALU

B.UP

C.CPU

D.CAD

21.“容量为640K存储器”是指下列 D

A.640×103字节的存储器

B.640×103位的存储器

C.640×210位的存储器

D.640×210字节的存储器

26.一片1MB的磁盘能存储 D 的数据

A.106字节

B. 10-6 字节

C. 10 9字节

D. 2 20字节

31.32位的个人计算机，一个字节（byte）由 B 位（bit）组成

A.4

B.8

C.16

D.32

35.存储单元是指 B

A.存放一个字节的所有存储元集合

B.存放一个存储字的多有存储元集合

Ｃ.存放一个二进制信息位的存储元集合Ｄ.存放一条指令的存储元集合

36.存储字是指 A

A．存放在一个存储单元中的二进制代码组合

B．存放在一个存储单元中的二进制代码位数

C．存储单元的集合

D．机器指令

37.存储字长是指 B

A．存放在一个存储单元中的二进制代码组合B．存放在一个存储单元中的二进制代码位数C．存储单元的个数 D.机器指令的位数

计算机组成原理知识点总结

一．计算机硬件系统组成的基本概念

1.要求考生理解计算机系统的层次结构

第一级微程序机器级（微指令系统）：微指令由硬件直接执行

第二级传统机器级（机器语言）：它用微程序解释机器指令系统

第三级操作系统级：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：用汇编程序翻译成机器语言程序

第五级高级语言机器级：用汇编程序翻译成汇编程序或直接翻译成机器语言

2.要求考生掌握计算机硬件系统的组成

1.CPU：CPU的主要功能室读取并执行指令，在执行指令过程中，它向系统中各个部件发出控制信息，收集各部件的状态信息，与各部件交换数据信息。

CPU由运算部件，寄存器组，控制器组成。

2.存储器：存储器用来存储信息，包括程序、数据、文档。

分为主存（内存）、外存、高速缓存（Cache）三级存储器。

3.输入/输出设备

4.总线：总线是一组能为多个不见分时共享的信息传送线。

系统总线可分为地址总线、数据总线、控制总线。

5.接口：为了将标准的系统总线与各具特色的I/O设备连接起来，需要在总线与I/O设备之间设置一些部件，它们具有缓冲，转换，连接等功能，这些部件称为I/O接口。

3.冯诺依曼机的要素

冯诺依曼体制的主要思想包括：

1.采用二进制代码形式表示信息（数据和指令）；

2.采用存储程序的工作方式（诺依曼思想核心概念）；

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。传统的诺依曼机采用串行处理的工作机制，即逐条执行指令序列。要想提高计算机的性能，其根本方向之一是采用并行处理机制。

4.存储程序的工作原理

计算机组成原理期末考试简答题重点

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。

计算机组成原理第3章_存储系统

三、DRAM存储器：
1、四管动态存储元：写操作、读操作、刷新操作。
2、单管动态存储元：写入时，字选择为“1”，T1管导通，写入信息由位线（数据线）存入电容C中；读出时，字选择为“1”，存储在电容C上的电荷，通过T1输出到数据线上，通过读出放大器即可得到存储信息。
3、 DRAM的刷新方式：集中式、分散式、异步式，见图3.14 4、存储器控制电路：
四、主性能的主存储器：
1、EDRAM芯片又称增强型DRAM芯片，它是在DRAM芯片上集成了一个SRAM实现的小容量高速缓冲存储器（cache），从而 DRAM芯片从而的性能等到显著改进,可以实现猝发式读取。 1M ×4位EDRAM芯片结构框图见图3.18 2、 EDRAM内存条见书图3.19 3、主存物理地址的存储空间分布见图3.20 思考题1 ：奔腾CPU的数据总线宽度为64位，地址总线宽度32位，
⑶ 字位同时扩展：在字向和位向上同时进行扩展一个的容量假定为 M ×N 位，若使用 l × k 位的芯片（ l < M, k < N),需要在字向和位向同时进行扩展。此时共需要（ M / l )） × （ N / k ）个存储器芯片。思考题： 1、32K × 16表什么意思?(32K=215,15根地址线,16根数据线) 2、构成 4M× 32存储器需要16K × 8的芯片多少片？（ 16K= 214 , 4M= 222，故需要芯片: (4M/ 16K)*(32/8)=1024, 22根地址线中有22-14=8根用作片选线，14根地址线。） 5、存储器读写周期。

2318胡越明版计算机组成原理课件第三章

D
D7~D0 D7~D0
D7~D0
D7~D0
D7~D0
一个存储系统容量为 M，若使用容量l的芯片，l<M，共需要（M/l）个芯片
综合扩展 8Kx8 -> 32Kx32
MREQ# A14-13 A12-0 R/W# OE# 00 2-4译码 01 A12-0 10 11
CPU
WE A CS WE A CS WE A CS
WE A CS
8Kx8 4片
D
8Kx8 4片
D
8Kห้องสมุดไป่ตู้8 4片
D
8Kx8 4片
D
D31~D0
D31~D0
D31~D0
D31~D0
D31~D0
一个存储系统容量为 M*N位，若使用l*k位的芯片，l<M,k<N，共需要（M/l）*(N/k)个芯片
芯片表示的主存空间
8位
Address 8K 1 2 3 4 8K 8K Address 8K D7D6 … D1D0 8位 1 2 地址 0 1 2
. . . . . . . .
. . . . . . . .
0 1 0 1 0 1 0 1
例1 设有32片256K×1位的SRAM芯片
(1) 采用位扩展方法可构成多大容量的存储器？ (2) 该存储器需要多少字节地址位？ (3) 画出该存储器与CPU连接的结构图，设CPU的接口信号有地址信号、数据信号、控制信号MREQ#和R/W#。

计算机组成原理附标准答案白中英3篇

计算机组成原理附标准答案白中英

第一篇：计算机组成原理概述

计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的一门基础

课程，主要涉及计算机硬件系统的组成、功能及其相互关系。它研究计算机系统是如何通过使用各种硬件和软件资源来执行指令，并最终完成各种任务的。

计算机组成原理的学习内容包括：计算机硬件系统组成

与功能、数据的表示与存储、指令系统与指令执行、中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)系统、系统总线、计算机系统性能指标等。

在计算机系统中，CPU是整个系统的“大脑”，它负责执行指令，控制计算机系统的运行和协调各个部件的工作。存储器用于存储程序和数据，包括主存储器和辅助存储器两种。

I/O系统则用于计算机与外部设备的信息交互。而系统总线则

用于连接CPU、存储器和I/O系统等各个部件，是系统中起连

接作用的硬件。

指令系统是计算机硬件系统的重要组成部分，它定义了

计算机系统可以执行的指令，包括指令格式、寻址方式、操作码等。指令执行则是指计算机根据指令系统中规定的指令进行计算和处理，从而完成用户所需的功能。指令执行包括取指令、指令译码和指令执行三个步骤。

计算机系统性能指标包括：处理器时钟频率、指令执行

时间、吞吐量、响应时间等。处理器时钟频率是指处理器每秒钟发生的时钟脉冲数，通常以GHz为单位。指令执行时间是指

一条指令完成所需的时间，吞吐量是指单位时间内系统完成的任务数，响应时间是指系统对任务请求的响应时间。

总之，计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的一

门重要课程，掌握它可以帮助我们深入了解计算机硬件系统的组成与功能，更好地理解计算机系统的工作原理，从而进一步提高计算机系统设计与开发的水平。

计算机组成原理简答题锦集

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。2 一台机器的指令系统有哪几类典型指令？列出其名称。A.数据传送类指令 B.算术运算类指令C.逻辑运算类指令D.程序控制类指令E.输入输出类指令F.字符串类指令 G.系统控制类指令H.特权指令3 存储系统中加入chche存储器的目的是什么？有哪些地址映射方式，各有什么特点？Cache是一种高速缓冲存储器，是为了解决CPU和主存之间速度的不匹配。地址映射方式有：A.全相联映射方式，这是一种带全部块地址一起保存的方法，可使主存的一块直接拷贝到chche中的任意一行上，非常灵活；B.直接映射方式：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；C. 组相联映射方式:它是前两者的折衷方案，适度的兼顾了二者的优点有尽量避免其缺点，从灵活性、命中率、硬件投资来说较为理想，因而得到了普遍采用4 比较水平型微指令与垂直型微指令特点。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，垂直型微指令则相反，微指令字较短而程序长；D．水平型微指令用户难以掌握，而垂直型微指令与指令比较相似，相对来说，比较容易掌握5简述安腾处理机的“分支推断”技术的基本思想。答：该技术讲传统的"if-else-then"分支结构转变为无分支的顺序/并行代码，以避免由于错误预测分支而付出代价。当处理机能够确认分支的所有的可能的后续路径开始并执行多段代码并暂存各段代码的执行结果，直到处理机确认分支转移与否的条件是真是假时，处理机再把应该选择的路径的指令执行结果保留下来。6为什么在计算机系统中引入DMA方式来交换数据？若使用总线周期挪用方式，DMA控制器占用总线进行数据交换期间，CPU处于何种状态？为了减轻cpu对I/O操作的控制，使得cpu的效率有了提高。可能遇到两种情况：一种是此时CPU不需要访内，如CPU正在执行乘法命令；另一种情况是，I/O设备访内优先，因为I/O访内有时间要求，前一个I/O数据必须在下一个访内请求到来之前存取完毕。7 简述磁表面存储器的读/写原理。在磁表面存储器中，

计算机组成原理11-存储系统

存储系统的层次结构
主存储器
也称为内存，是计算机中与CPU直接交换数据的存储设备。它具有高速访问的特点，但容量有限。
辅助存储器
也称为外存，是计算机中用于长期保存数据和程序的设备。它的访问速度较慢，但容量巨大，可以长期保存信息。
缓冲存储器
位于主存储器和辅助存储器之间，用于缓解主存储器和辅助存储器之间速度不匹配的矛盾。它通常由高速缓存（Cache）和磁盘缓存（Disk Cache）等组成。
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02
缺页率
指程序访问时，所需页面不在内存中的概率。缺页率越低，说明虚拟存储器的性能越好。
03
页面置换算法
当内存空间不足时，需要选择一个页面进行置换。不同的页面置换算法会对虚拟存储器的性能产生影响。常见的页面置换算法有先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）、最佳（OPT）等。
06
存储系统的发展趋势与挑战
替换算法
当Cache空间不足时，需要采用替换算法将Cache中的某些数据块替换出去。常见的替换算法有先进先出（FIFO）算法、最近最少使用（LRU）算法、最不经常使用（LFU）算法等。这些算法根据数据块的使用情况或访问时间等因素决定替换哪些数据块。
Cache存储器的性能分析
命中率
命中率是指CPU访问Cache时能够命中的数据所占的比例。命中率越高，说明Cache的效率越高。命中率受到Cache 容量、地址映像方式、替换算法等多种因素的影响。