计算机组成简答题

1.主存和cache的地址映射方式有哪些？

答：全相联映射、直接映射、组相联映射三种方式

2．cpu响应中断应具备哪些条件？

须处于“1”状态，保持中断请求信号。3.外设（接口）中断屏蔽触发器必须为“0”，这样才能把外设中断请求送至CPU。4.CPU在现行指令结束的最后一个状态周期。5.无DMA请求

3.为了提高计算机系统的输入/输出能力，可以在总线的设计与实现中采用哪些方案？

答：为了提高计算机系统的输入/输出能力，可在总线的设计与实现中采用以下方案：(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。

4.CPU与DMA访问内存冲突的裁决的方法有哪些？

①CPU等待DMA的操作；

②DMA乘存储器空闲时访问存储器；

③CPU与DMA交替访问存储器。

5.计算机如何识别指令和数据？

计算机可以从时间和空间两方面来区分指令和数据，在时间上，取指周期从内存中取出的是指令，而执行周期从内存取出或往内存中写入的是数据，在空间上，从内存中取出指令送控制器，而执行周期从内存取得数据送到运算器。往内存写入的数据也来自于运算器。

6.集中式总线仲裁采用哪三种方式，简述链式查询方式的优缺点。答：集中式总线仲裁是三总线、双总线和单总线结构机器中主要采用的方式，它主要有以下三种：①菊花链式查询方式；②计数器定时查询方式；③独立请求方式。

(1)链式查询方式

总线请求信号（BR）：若BR=1，则表示一个或几个外设要求使用总线；若BR=0，表示外设无总线请求。

总线同意信号（BG）：总线控制部件接到总线请求信号BR以后，向外设发出回答信号，表示同意某外设使用总线（BG=1）。

总线忙信号（BS）：某外设控制总线后，向总线控制部件发出该信号（BS=1），表示某外设正在执行输入/输出操作，此时其它外设不能控制总线，直至操作结束。

优点：只用很少几根线就能按一定的优先次序实现总线控制，并且这种链式结构容易扩充设备。

缺点：对电路的故障敏感；查询的优先级固定。

7.在计算机中实现的浮点加减运算有哪几个步骤？

答：分为如下5步：

（1）对阶，使两个数的小数点位置对齐；（2）尾数求和，将对阶后的两尾数按定点加减运算规则求和（差）；

（3）规格化，为增加有效数字的位数，提高运算精度，必须将求和（差）后的尾数规格化；（4）舍入，为提高精度，要考虑尾数右移时丢失的数值位；（5）判断结果，即检查是否溢出。

8. 在计算机中实现的浮点乘除运算有哪几个步骤？

（太多，略）

9.简要描述外设进行DMA操作过程和主要优点。

（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）有DMA控制器执行数据传送操作；（4）向CPU报告DMA操作结束。

10.简述计算机控制器的主要功能。控制器是计算机的指挥中心。答：主要功能有：

（1）从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置。（2）对指令进行译码或测试，并产生相应的控制信号，以便启动规定的动作。比如一次内存读/写操作，一个算术逻辑运算操作，或一个输入/输出操作。

（3）指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。

10.中断方式接口控制器功能有哪些？

答：读写逻辑电路，级联缓冲比较器，中断请求寄存器（IRR），中断屏蔽寄存器（IMR），中断服务寄存器（ISR），优先权判别器（PR），

控制逻辑。

11．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？

解：从第一至五级分别为微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级。采

用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术，对了解计算机如何组成提供了一种好的结构和体制。而且用这种分级的观点来设计计算机，对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。

12.以I/O设备的中断处理过程为例，说明一次程序中断的全过程。答：

(1)中断请求：中断源向CPU发出中断请求。

(2)中断响应：是中断处理开始的公操作，包括:

a.关中断,即CPU内部的中断屏蔽寄存器IM置位(IM=1)

b.中断现行程序并保护断点(PC及PSW的内容)

c.发中断响应信号INTA

(3)中断识别:确定应该处理哪一个中断，并调用其对应的中断服务程序。中断源的识别方法有软件查询和中断向量法。

(4)中断服务：由中断服务程序完成，包括如下处理：

a.保护现场

b.执行中断服务程序

c.恢复现场

(5)中断返回：返回主程序断点，由中断返回指令IRET完成。