简答题——精选推荐

简答题
简答题
1.什么是EDRAM芯⽚？它有何好处？
【解】
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），从⽽使DRAM芯⽚的性能得到显著改进。

2.请简述Cache的基本⼯作过程。

【解】
当CPU读取主存中⼀个字时，便发出此字的内存地址到Cache和主存。

此时Cache控制逻辑依据地址判断此字当前是否在Cache中：若是，此字⽴即传送给CPU；若⾮，则⽤主存读周期把此字从主存读出送到CPU，与此同时，把含有这个字的整个数据块从主存读出送到Cache中。

3.什么是页式虚拟存储器中的快表？
【解】
为了避免页表已保存或已调⼊主存储器时对主存访问次数的增多，把页表的最活跃部分存放在⾼速存储器中组成快表，以减少时间开销。

快表由硬件组成，它⽐页表⼩得多。

4.何谓动态执⾏技术？
【解】
所谓动态执⾏技术，就是通过预测程序流来调整指令的执⾏，并分析程序的数据流来选择指令执⾏的最佳顺序
5.如何区分选择通道、数组多路通道和字节多路通道？
【解】
选择通道：在物理上它可以连接多个设备，但是这些设备不能同时⼯作，在某⼀段时间内通道只能选择⼀个设备进⾏⼯作。

数组多路通道：当某设备进⾏数据传送时，通道只为该设备服务；当设备在执⾏寻址等控制性动作时，通道暂时断开与这个设备的连接，挂起该设备的通道程序，去为其他设备服务，即执⾏其他设备的通道程序。

字节多路通道：字节多路通道主要⽤于连接⼤量的低速设备，这些设备的数据传输率很低，因此通道在传送两个字节之间有很多空闲时间，字节多路通道正是利⽤这个空闲时间为其他设备服务。

1.请简述现代计算机系统中的多级存储器体系结构。

【解】
为了解决对存储器要求容量⼤、速度快、成本低三者之间的⽭盾，⽬前在计算机系统中，通常采⽤多级存储器体系结构，即使⽤⾼速缓冲存储器、主存储器和外存储器。

2.在主存与Cache间为什么要建⽴地址映射？请简述3种不同的地址映射⽅式。

【解】
与主存容量相⽐，Cache的容量很⼩，它保存的内容只是主存内容的⼀个⼦集。

为了把主存块放到Cache中，必须应⽤某种⽅法把主存地址定位到Cache中，称作地址映射。

地址映射⽅式有全相联⽅式、直接⽅式和组相联⽅式三种：
全相联映射⽅式：将主存的⼀个块直接拷贝到Cache中的任意⼀⾏上。

直接映射⽅式：⼀个主存块只能拷贝到Cache的⼀个特定⾏位置上去。

组相联映射⽅式：将Cache分成u组，每组v⾏，主存块存放到哪个组是固定的，⾄于存到该组哪⼀⾏则是灵活的。

3.什么是虚拟存储器中的段页式管理？
【解】
采⽤分段和分页结合的⽅法。

程序按模块分段，段内再分页，进⼊主存仍以页为基本信息传送单位，⽤段表和页表进⾏两级定位管理。

4.请简述计算机并⾏处理技术中的时间并⾏和空间并⾏。

【解】
时间并⾏：让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使⽤同⼀套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转⽽赢得速度。

时间并⾏性概念的实现⽅式就是采⽤流⽔处理部件，是⼀种⾮常经济⽽实⽤的并⾏技术，能保证计算机系统具有较⾼的性能价格⽐。

空间并⾏：以“数量取胜”为原则来⼤幅度提⾼计算机的处理速度。

空间并⾏技术主要体现在多处理器系统和多计算机系统。

5.如何区分选择型DMA控制器和多路型DMA控制器？
【解】
选择型DMA控制器在物理上可以连接多个设备，⽽在逻辑上只允许连接⼀个设备，在某⼀段时间内只能为⼀个设备服务。

多路型DMA控制器不仅在物理上可以连接多个外围设备，⽽且在逻辑上也允许这些外围设备同时⼯作。

1.请简述存储器扩展的3种⽅法。

【解】
存储器芯⽚的容量是有限的，需要在字向和位向两⽅⾯进⾏扩充才能满⾜实际存储器的容量要求。

通常采⽤位扩展法、字扩展法、字位同时扩展法。

位扩展法：只加⼤字长，⽽存储器的字数与存储器芯⽚字数⼀致，对⽚⼦没有选⽚要求。

字扩展法：仅在字向扩充，⽽位数不变，由⽚选信号来区分各⽚地址。

字位同时扩展法：在字向和位向同时进⾏扩展。

2.多处理机系统与机群系统有什么差别？
【解】
多处理机系统由若⼲台独⽴的计算机组成，每台计算机能够独⽴执⾏⾃⼰的程序，彼此之间通过互连⽹络连接，实现程序之间的数据交换和同步。

机群系统是⼀组完整的计算机互连，它们作为⼀个统⼀的计算资源⼀起⼯作，并能产⽣⼀台机器的印象。

1.请简述运算器的单总线、双总线和三总线结构形式彼此之间有什么不同？
【解】
单总线结构：所有部件都接到同⼀总线上。

在同⼀时间内,只能有⼀个操作数放在单总线上。

把两个操作数输⼊到ALU,需要分两次来做,⽽且还需要两个缓冲寄存器。

双总线结构：两个操作数同时加到ALU进⾏运算,只需要⼀次操作控制就可以得到运算结果。

但是因为两条总线都被输⼊数占据，因⽽ALU的输出不能直接加到总线上去，⽽必须在ALU输出端设置缓冲寄存器。

三总线结构：ALU的两个输⼊端分别由两条总线供给,⽽ALU的输出则与第三条总线相连。

这样,算术逻辑操作就可以在⼀步的控制之内完成。

2.多模块交叉存储器是如何加速CPU和存储器之间的有效传输的？
【解】
CPU同时访问多个模块，由存储器控制部件控制它们分时使⽤数据总线进⾏信息传递。

对每⼀个存储模块来说，从CPU给出访存命令直到读出信息仍然使⽤了⼀个存取周期时间，
⽽对CPU来说，它可以在⼀个存取周期内连续访问多个模块。

各模块的读写过程将重叠进⾏，所以多模块交叉存储器是⼀种并⾏存储器结构。

3.虚拟存储器中的页⾯替换策略和Cache中的⾏替换策略有什么显著不同？
【解】
①缺页⾄少要涉及⼀次磁盘存取，以读取所缺的页⾯，系统损失⽐Cache未命中⼤得多；
②页⾯替换是由操作系统软件实现的；
③页⾯替换的选择余地很⼤，属于⼀个进程的页⾯都可替换。

4.请简述计算机的流⽔处理过程。

【解】
为了实现流⽔，⾸先把输⼊的任务(或过程)分割为⼀系列⼦任务，并使各⼦任务能在流⽔线的各个阶段并发地执⾏。

当任务连续不断地输⼊流⽔线时，在流⽔线的输出端便连续不断地吐出执⾏结果，从⽽实现了⼦任务级的并⾏性。

1.请简述CPU对存储器进⾏读/写操作的过程。

【解】
⾸先由地址总线给出地址信号，然后要发出读操作或写操作的控制信号，最后在数据总线上进⾏信息交流。

2.为了使CPU不⾄因为等待存储器读写操作的完成⽽⽆事可做，可以采取哪些加速CPU
和存储器之间有效传输的特殊措施？
【解】
主存储器采⽤更⾼速的技术来缩短存储器的读出时间，或加长存储器的字长；
采⽤并⾏操作的双端⼝存储器；
在CPU和主存储器之间插⼊⼀个⾼速缓冲存储器（Cache），以缩短读出时间；
在每个存储器周期中存取⼏个字。

3.请⽐较虚拟存储器和Cache这两种存储系统的相似之处和主要区别。

【解】
相似之处：①把程序中最近常⽤的部分驻留在⾼速的存储器中；②⼀旦这部分变得不常⽤了，把它们送回到低速的存储器中；
③这种换⼊换出是由硬件或操作系统完成的，对⽤户是透明的；④⼒图使存储系统的性能接近⾼速存储器，价格接近低速存储器。

主要区别：在虚拟存储器中未命中的性能损失要远⼤于Cache系统中未命中的损失。

4.请简述单机系统中单总线、双总线和三总线结构彼此之间有什么不同？
【解】
单总线结构：使⽤⼀条单⼀的系统总线来连接CPU、主存和I/O设备。

总线只能分时⼯作，使信息传送的吞吐量受到限制。

双总线结构：在CPU和主存之间专门设置了⼀组⾼速的存储总线，使CPU可通过专⽤总线与存储器交换信息，并减轻了系统总线的负担。

主存仍可通过系统总线与外设之间实现DMA操作，⽽不必经过CPU
三总线结构：在双总线系统的基础上增加I/O总线，其中，系统总线是CPU、主存和通道（IOP）之间进⾏数据传送的公共通路，⽽I/O总线是多个外部设备与通道之间进⾏数据传送的公共通路。

通道实际上是⼀台具有特殊功能的处理器，它分担了⼀部分CPU的功能，以实现对外设的统⼀管理及外设与主存之间的数据传送。

5.多机系统中的紧耦合系统与松耦合系统有什么差别？
【解】
紧耦合系统⼜称直接耦合系统，指计算机间物理连接的频带较⾼，⼀般是通过总线或⾼速开关实现计算机间的互连，可以共享主存。

松耦合系统⼜称间接耦合系统，⼀般是通过通道或通信线路实现计算机间的互连，可以共享外存设备。

1.CPU中，指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）、状态条件寄存器（PSW）分别⽤来保存
什么内容？
【解】
指令寄存器（IR）⽤来保存当前正在执⾏的⼀条指令。

程序计数器（PC）通常⼜称为指令计数器。

在程序开始执⾏前，PC的内容即是从内存提取的第⼀条指令的地址。

当执⾏指令时，CPU将⾃动修改PC的内容，以便使其保持的总是将要执⾏的下⼀条指令的地址。

状态条件寄存器（PSW）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，这些标志位通常分别由 1位触发器保存。

状态条件寄存器还保存中断和系统⼯作状态等信息。

因此，状态条件寄存器是⼀个由各种状态条件标志拼凑⽽成的寄存器。

1.Cache存储器中为什么会产⽣替换？请列举3种常⽤的替换算法。

【解】
Cache⼯作原理要求它尽量保存最新数据，当⼀个新的主存块需要拷贝到Cache，⽽允许存放此块的⾏位置都被其他主存块占满时，就要产⽣替换。

常⽤替换算法包括：最不经常使⽤(LFU)算法、近期最少使⽤(LRU)算法、随机替换。

1.计算机体系结构、计算机组成、计算机实现三个术语的物理概念是什么？彼此间有什么关系？
【解】
计算机体系结构：机器语⾔程序员所看到的传统机器级所具有的属性，其实质是确定计算机系统中软硬件的界⾯。

计算机组成：计算机体系结构的逻辑实现，包括物理机器级内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机实现：计算机组成的物理实现，着眼于器件技术和微组装技术。

具有相同计算机体系结构的计算机，可以采⽤不同的计算机组成。

⼀种计算机组成可以采⽤多种不同的计算机实现。