计算机组成原理简答题

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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。

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1.说明计算机系统的层次结构。

解答：一，微程序设计级二，一般机器级三，操作系统级四，汇编语言级五，高级语言级2.静态存储器依靠什么存储信息？动态存储器又依靠什么原理存储信息？试比较它们的优缺点。

解答：①静态存储器以双稳态触发器为存储信息的物理单元，依靠内部交叉反馈保存信息。

速度较快，不需动态刷新，但集成度稍低，功耗大。

②动态存储器依靠电容上暂存电荷来存储信息，电容上有电荷为1，无电荷为0.集成度高，功耗小，速度悄慢，需定时刷新。

3.请说明SRAM的组成结构，与SRAM相比，DRAM在电路组成上有什么不同之处？解答：SRAM存储器由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成，DRAM还需要有动态刷新电路。

4.16位无符号整数和16位定点原码整数的表示范围分别是多少？解答：对于无符号整数而言，其表示范围是0~65535，即全0到全1 对于n位定点原码整数（有一位是符号位）而言，其表示范围是)-(2^(n-1)-1)~+(2^(n-1)-1)所以16位定点原码整数的表示范围为-32768~+327685.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？解答：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。

6.什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？解答：指令周期是完成一条指令所需的时间。

包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。

机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。

时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。

一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。

7.请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。

解答：程序查询方式，数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制，优点是硬件结构比较简单，缺点是CPU效率低，中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU，准备输入输出的一种方法，它节省了CPU时间，但硬件结构相对复杂一些。

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1、冯诺依曼体系结构要点答：二进制；存储程序顺序执行；硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成2、什么是存储容量？什么是单元地址？解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。

单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。

3、什么是外存？简述其功能。

外存：为了扩大存储容量，又不使成本有很大的提高，在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器，简称外存。

外存可存储大量的信息，计算机需要使用时，再调入内存。

4、什么是内存？简述其功能。

解：内存：一般由半导体存储器构成，装在底版上，可直接和CPU交换信息的存储器称为内存储器，简称内存。

用来存放经常使用的程序和数据。

5、指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。

6、简述常见的总线仲裁方式。

解：仲裁方式：（1）集中式仲裁方式：①链式查询方式；②计数器定时查询方式；③独立请求方式；（2）分布式仲裁方式。

7、简述波特率和比特率的区别。

波特是信号传输速度的单位，波特率等于每秒内线路状态的改变次数。

标准波特率有：1200、2400、4800、9600、19200等，1200波特率即指信号能在1秒钟内改变1200次值。

二进制系统中，信息的最小单位是比特，仅当每个信号元素代表一比特信息时，波特率才等于比特率。

8、简述接口的典型功能。

解：接口通常具有：控制、缓冲、状态、转换、整理、程序中断等功能。

9、简述总线特性包括哪4个方面。

物理特性：描述总线的物理连接方式（电缆式、主板式、背板式）；功能特性：描述总线中每一根线的功能；电气特性：定义每一根线上信号的传递方向、传递方式（单端方式或差分方式等），以及有效电平范围；时间特性：定义了总线上各信号的时序关系。

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计算机组成原理简答题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。

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1.简述数字计算机的分类数字计算机分为专用计算机和通用计算机，通用计算机又可分为超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机、单片机等。

2.简述指令和数据在内存中均以二进制信息方式存储，计算机如何区分它们？从时间上讲，取指令事件发生在“取指周期”，取数据事件发生在“执行周期”。

从空间上讲，从内存读出指令流向指令寄存器，从内存读出数据流向通用寄存器。

3.简述CPU的主要功能1）指令控制：程序的顺序控制2）操作控制：CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

3）时间控制：对各种操作实施时间上的控制4）数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理4.指令周期、机器周期、时钟周期三者之间的关系如何？指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包括若干个时钟周期。

5.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所访问的内存单元地址。

4）缓冲寄存器DR：a.作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。

b.补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。

c.单累加器结构的运算器中，还可兼作操作数寄存器。

5）通用寄存器AC：当运算器的算术逻辑运算单元ALU执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。

6）状态条件寄存器：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。

除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器和程序运行状态。

6.简述计算机的层次结构计算机系统由硬件系统和软件系统两部分所构成，而如果按照功能再细分，可分为七层，分别是数字逻辑层、微体系结构层、指令系统层、操作系统层、汇编语言层和高级语言层。

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一、精简指令和复杂指令集：RISC（精简指令集）特点：1、选取使用频率高的一些简单指令，指令条数少；2、指令长度固定，指令格式少，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之间进行。

CISC（复杂指令集）1、指令系统多大二三百条，使计算机的研制周期变长，难以保持正确性，不易调试维护，而且由于采用了大量使用频率低的复杂指令而试硬件资源浪费。

二、映射缓存知识：1、全相联映射：优点冲突概率小，cache的利用率高。

缺点：比较器难实现，需要一个访问速度很快代价高的相联存储器。

2、直接映射方式：优点：比较电路少m倍电路，所以硬件实现简单，cache 地址为主存地址的低几位，不需变换。

缺点：冲突概率高3、组相连映射：主存中的每一块可以被放置到cache 中唯一的一个组中的任意一个位置。

是全相联映射和组相连映射的折中。

三、仲裁优缺点：集中式仲裁：设置集中式的仲裁电路，它连接所有总线主设备并根据某种策略选中其中的1个总线主设备获得总线使用权。

优点：仲裁过程及总线设备接口简单。

缺点：仲裁电路出现故障，将导致整个系统瘫痪；扩展设备需要对仲裁电路进行大的修改，难度较大。

分布式仲裁：所有主设备均设置自己的仲裁电路。

当主设备发出请求时，各仲裁电路根据一定的策略，共同决定总线使用权。

优点：线路可靠性高，设备扩展灵活，设备接插比较随意。

缺点：确定总线主设备是否在正常工作，系统需要进行超时判断。

由于每个主设备需要在其接口设计仲裁电路，导致设计的复杂性加大。

四、流水线问题：1、资源相关：解决冲突的办法，一是第I4条指令停顿一拍后再启动，二是，增设一个存储器，将指令和数据分别放在两个存储器中。

2、数据相关：解决冲突的办法，流水CPU的运算器特意设置若干运算结果缓冲寄存器，暂时保留运算结果，以便后继指令直接使用，这称为“向前”或定向传送技术。

3、控制相关冲突是由指令转移指令引起的，为了减少转移指令对流水线性能的影响，采用延迟转移法和转移预测法。

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⏹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。

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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。

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第一章概论1.试说明冯诺依曼计算机的基本特征，请画出其框图并简要说明每个部分的主要功能。

答：1、采用二进制代码形式表示信息。

2、采用存储程序工作方式。

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）组成运算器：完成算术和逻辑运算；存储器：存储指令和数据；控制器：负责全机操作；输入输出部件：信息的输入和输出。

2.存储程序控制方式：即事先编写程序，再由计算机把这些信息存储起来，然后连续地、快速地执行程序，从而完成各种运算过程。

3.计算机内部有哪两种信息流，它们之间有什么关系？答：计算机内部有控制信息流和数据信息流。

控制信息流包括指令信息、状态信息、时序信息，这些信息的组合产生各类控制信号，对数据信息进行加工处理，并控制数据信息的流向，实现计算机的各项功能。

4.试举例说明计算机硬件和软件功能在逻辑上的等价性答：在计算机中，实际上有许多功能既可以直接由硬件实现，也可以在硬件支持下依靠软件实现，对用户而言，在功能上是等价的。

这种情况称为硬、软件在功能上的逻辑等价。

例如：硬件可以直接做乘法运算，也可以通过软件用相加和移位的方式实现乘法运算。

第二章计算机中的信息表示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。

通常，采用向左规格化，即尾数每左移一位，阶码减1，直至规格化完成。

2.请简要说明什么是计算机系统硬件与软件之间的界面，其主要功能是什么答：从程序的编制与执行角度看，指令规定了计算机的操作类型及操作数地址，它们是产生各种控制信号的基础。

另外，从硬件设计角度看，在设计计算机的时候先要确定硬件能够直接执行哪些操作，表现为一组指令集合，称之为计算机的指令系统。

因此，指令系统体现了一台计算机的软、硬件界面。

3. 如果堆栈采用自底向上生成方式，对于下述两种情况，分别讨论压入和弹出时，应先后做哪些操作？（1）栈顶单元是已存数据的实单元（2）栈顶单元是待存元素的空单元答：如果是实单元：压栈时先SP SP →-1, 后存入数据；弹出时先取出数据，后SP SP →+1。

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1. 精简指令系统计算机（RISC）指令系统的最大特点是什么？答：RISC是精简指令系统计算机，它有以下特点：（1）选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。

（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之间进行。

（4）大部分指令在一个机器周期内完成。

（5）CPU中通用寄存器数量相当多。

(6）以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。

（7）一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。

2. 简述CPU的主要功能。

答：CPU主要有以下四方面的功能：(1)指令控制：程序的顺序控制，称为指令控制。

（2）操作控制：CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

(3)时间控制：对各种操作实施时间上的控制，称为时间控制。

(4)数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理.3. DRAM存储器为什么要刷新？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”。

4. 什么是闪存存储器？它有哪些特点？闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器。

从原理上看，它属于ROM型存储器，但是它又可随机改写信息；从功能上看，它又相当于RAM，所以传统ROM与RAM的定义和划分已失去意义。

因而它是一种全新的存储器技术。

闪速存储器的特点：（1）固有的非易失性，（2）廉价的高密度，（3）可直接执行，（4）固态性能。

5. 简述总线？答：总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。

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（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。

计算机组成原理简答题

问答:1.什么就是大小端对齐Little-Endian就就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。

Big-Endian就就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。

2.什么就是指令周期、机器周期与时钟周期？三者有何关系？答:指令周期就是CPU完成一条指令的时间;机器周期就是所有指令执行过程的一个基准时间,机器周期取决于指令的功能及器件的速度;一个指令周期包含若干个机器周期,一个机器周期又包含若干个时钟周期,每个指令周期内的机器周期数可以不等,每个机器周期内的节拍数也可以不等。

3.什么就是总线判优？为什么需要总线判优？答:总线判优就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有总线。

因为总线传输的特点就就是在某一时刻,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。

4.什么就是“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答:所谓程序访问的局部性即程序执行时对存储器的访问就是不均匀的,这就是由于指令与数据在主存的地址分布不就是随机的,而就是相对地簇聚。

存储系统的Cache—主存级与主存—辅存级都用到程序访问的局部性原理。

对Cache—主存级而言,把CPU最近期执行的程序放在容量较小、速度较高的Cache中。

对主存—辅存级而言,把程序中访问频度高、比较活跃的部分放在主存中,这样既提高了访存的速度又扩大了存储器的容量。

5.指令与数据都存于存储器中,从时间与地址两个角度,说明计算机如何区分它们？解:计算机区分指令与数据有以下2种方法:通过不同的时间段来区分指令与数据,即在取指令阶段(或取指微程序)取出的为指令,在执行指令阶段(或相应微程序)取出的即为数据。

通过地址来源区分,由PC提供存储单元地址的取出的就是指令,由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的就是操作数。

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1 说明计算机系统的层次结构。

计算机系统可分为：微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级），操作系统级，汇编语言级，高级语言级。

3 请说明SRAM的组成结构，与SRAM相比，DRAM在电路组成上有什么不同之处？SRAM存储器由存储体、读写电路、位置译码电路、控制电路组成，DRAM还需要有动态刷新电路。

4 请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。

程序查询方式，数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制，优点是硬件结构比较简单，缺点是CPU效率低，中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU，准备输入输出的一种方法，它节省了CPU时间，但硬件结构相对复杂一些。

5 指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。

时间上讲，取指令事件发生在“取指周期”，取数据事件发生在“执行周期”。

从空间上讲，从内存读出的指令流流向控制器（指令寄存器）。

从内存读出的数据流流向运算器（通用寄存器）。

6 什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？指令周期是完成一条指令所需的时间。

包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。

机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。

时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。

一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。

7 简要描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点。

(1)外设发出DMA请求；（2）CPU响应请求，DMA控制器从CPU接管总线的控制；（3）由DMA控制器执行数据传送操作；（4）向CPU报告DMA操作结束。

主要优点是数据数据速度快8 在寄存器—寄存器型，寄存器—存储器型和存储器—存储器型三类指令中，哪类指令的执行时间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么？寄存器-寄存器型执行速度最快,存储器-存储器型执行速度最慢。

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。

计算机组成原理简答题

问答:1.什么是大小端对齐Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。

Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。

2.什么是指令周期、机器周期和时钟周期？三者有何关系？答：指令周期是CPU完成一条指令的时间；机器周期是所有指令执行过程的一个基准时间，机器周期取决于指令的功能及器件的速度；一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期，每个指令周期内的机器周期数可以不等，每个机器周期内的节拍数也可以不等。

3.什么是总线判优？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有总线。

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。

4.什么是“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答：所谓程序访问的局部性即程序执行时对存储器的访问是不均匀的，这是由于指令和数据在主存的地址分布不是随机的，而是相对地簇聚。

存储系统的Cache—主存级和主存—辅存级都用到程序访问的局部性原理。

对Cache—主存级而言，把CPU最近期执行的程序放在容量较小、速度较高的Cache中。

对主存—辅存级而言，把程序中访问频度高、比较活跃的部分放在主存中，这样既提高了访存的速度又扩大了存储器的容量。

5.指令和数据都存于存储器中，从时间和地址两个角度，说明计算机如何区分它们？解：计算机区分指令和数据有以下2种方法：通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。

通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。

计算机组成原理简答题

1.指令系统的性能要求整容完效规整性：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；兼容性：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使用，兼容性，只能做到向上兼容，即低档机上运行的软件可以再高档机上运行；完备性：完备性要求指令系统丰富、功能齐全、使用方便；有效性：有效性是指利用指令系统所编写的程序能够高效率的运行2.DARM的刷新方式及特点集中式刷新：前一段时间进行正常的读/写操作，后一段时间做集中刷新操作时间；分散式刷新：每一行的刷新插入到正常的读/写周期中3.计算机系统的层次结构第一级：微程序设计级（或逻辑电路级）第二级：一般机器级第三级：操作系统级第四级：汇编语言级第五级：高级语言级4.冯.诺依曼型计算机的工作原理存储程序并按地址顺序执行，这是冯.诺依曼型计算机的工作原理，也是CPU自动工作的关键冯.诺依曼结构：指令和数据放在同一个存储器5.精简指令系统的特点RISC指令系统的最大特点是：①选取使用频率最高的一些简单指令，指令条数少；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之间进行6.CPU的功能指令控制：程序的顺序控制，称为指令控制操作控制：一条指令的功能往往是由若干个操作信号的组合来实现的，因此，CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作；时间控制：对各种操作实施时间上的定时，称为时间控制；数据加工：所谓数据加工，就是对数据进行算数运算和逻辑运算处理7.水平型微指令与垂直型微指令的比较：（1）水平型微指令并行操作能力强，效率高，灵活性强，垂直型微指令则较差（2）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（3）有水平型微指令解释指令的微程序，有微指令字较长而微程序短的特点。

计算机组成原理简答题

周期挪用：DMA 方式中由DMA 接口向CPU 申请占用总线，占用一个存取周期。

周期窃取：DMA 方式中由DMA 接口向CPU 申请占用总线，占用一个存取周期。

超标量技术是指在每个时钟周期内可同时并发多条独立指令，即以并行操作方式将两条或两条以上指令编译并执行，在一个时钟周期内需要多个功能部件。

超流水线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，提高了原来流水线的速度，在一个时钟周期内一个功能部件被使用多次。

指令流水就是改变各条指令按顺序串行执行的规则，使机器在执行上一条指令的同时，取出下一条指令，即上一条指令的执行周期和下一条指令的取指周期同时进行。

流水线中的多发技术答：为了提高流水线的性能，设法在一个时钟周期（机器主频的倒数）内产生更多条指令的结果，这就是流水线中的多发技术。

水平型微指令的特点是一次能定义并执行多个并行操作的微命令。

从编码方式看，直接编码、字段直接编码、字段间接编码以及直接编码和字段直接和间接混合编码都属水平型微指令。

其中直接编码速度最快，字段编码要经过译码，故速度受影响。

总线通信控制有几种方式同步通信：通信双方由统一时标控制数据传送（1 分）异步通信：采用应答方式通信。

（1 分）半同步通信：统一时钟，可插入等待信号（1分）分离式通信：都是主设备，充分发挥总线的有效占用。

（1分）答：采用与存储程序类似的方法来解决微操作命令序列的形成，将一条机器指令编写成一个微程序，每一个微程序包含若干条微指令，每一条指令包含一个或多个微操作命令中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。

单重分组跳跃进位n位全加器分成若干小组，小组内的进位同时产生，小组与小组之间采用串行进位双重分组跳跃进位答：n 位全加器分成若干大组，大组内又分成若干小组，大组中小组的最高进位同时产生，大组与大组间的进位串行传送。

计算机组成原理简答题

计算机组成原理简答题1.现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计会产生什么影响？可分为：微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级和高级语言级。

用这种分级的观点来设计计算机，对了解计算机如何组成提供了一种好的结构和体制,对保证产生一个良好的系统结构是有很大帮助的。

2.在计算机中实现浮点加减法运算一般需要几个步骤？分为如下5步：（1）0操作数检查；（2）比较阶码大小并完成对阶（3）尾数进行加或减运算；（4）结果规格化并进行舍入处理；（5）检查是否溢出。

3.计算机的主要工作特点是什么？1）存储程序与自动控制2）高速度与高精度3）可靠性与可用性4）有记忆能力4.举例说明计算机中的ALU通常可以提供的至少五种运算功能运算器中的ALU通常至少可以提供算术加运算、算术减运算、逻辑或运算、逻辑与运算、逻辑异或运算5种功能。

运算器采用多累加器可以简化指令的执行步骤。

乘商寄存器的基本功能是在完成乘除运算时能自行左右移位。

5.为了提高计算机系统的输入输出能力可以在总线设计与实现中采用哪种方案（1）提高总线时钟的频率，以便在单位时间内完成更多次数的数据传送；(2)增加数据总线的位数，以便在每次数据传送时传送更多数的数据；(3)采用成组数据传送（BURST 传送）方式，使得在一组数据传送的过程中，尽可能地把发送地址和传送数据在时间是重叠起来；(4)采用总线结构，使得多个数据同时通过不同的总线完成传送。

最终达到在单位时间内传送尽可能多的数据的目的，即提高了输出输入能力。

6.一条指令通常由哪些部分组成并简述各部分功能一条指令由操作码和操作数地址码两部分组成第一部分，是指令的操作码。

操作码用于指明本条指令的操作功能，计算机需要为每条指令分配一个确定的操作码。

第二部分，是指令的操作数地址，用于给出被操作的信息（指令或数据）的地址，包括参加运算的一或多个操作数所在的地址，运算结果的保存地址，程序的转移地址、被调用的子程序的入口地址等。