计算机组成原理名词解释问答

计算机系统：是一个由硬件和软件组成的复杂系统

硬件：指构成计算机的物理实体

软件：计算机程序、过程、规则及与这些程序、过程、规则有关的文档，以及从属于计算机系统运行的数据

存储程序：计算机的用途和硬件完全分离。硬件采用固定逻辑提供某些固定不变的功能。通过编制不同的过程来满足不同用户对计算机的应用需求

主机：将一系列硬件都安装在一个机箱内部的机架上，机箱及其上硬件被统称为主机

虚拟机：通过解释和翻译，使用户在使用计算机时仅看到软件界面而不必了解计算机内部的结构和工作原理

主存储器：主板上可以被处理器直接访问的存储器。断电或关机后其上的数据会消失

辅助存储器：在计算机系统断电或关机后不会令存储在其中的信息消失的存储介质

透明性：下一层机器的属性在上一层机器的程序员看来是透明的；计算机系统中客观上存在的事务或属性，从某个角度去看好像是不存在的

吞吐率：指计算机系统在单位时间内完成的任务数

响应时间：指用户在输入命令或数据后到得到第一个结果的时间间隔

软件兼容性：分为向上（下）兼容和向前（后）兼容。向上（下）兼容：为某档机器编制的软件，不加修改就可以正确运行在比它更高（低）档的机器上。向前（后）兼容：为某个时期投入市场的某种型号机器编制的软件，不加修改就可以正确运行在比它早（晚）投入市场的相同型号机器上

可伸缩性：指一个计算机系统能够在保持软件兼容性的同时，不仅可以通过向上扩展性能和功能，还能通过向下收缩来降低价格

C/S模式：客户机与服务器结构。网络上的计算机根据所担当角色不同被分为客户机或服务器。客户机提出请求，接受结果不做太多运算，服务器接受请求，进行处理并返回结果。计算机体系结构：程序员所看到的机器属性，即机器的概念性结构和功能特性

计算机组成：计算机结构的逻辑实现，一种计算机体系结构可由多种不同的计算机组成

计算机实现：计算机体系结构的物理实现，一种计算机组成可由多种不同的计算机实现，是计算机体系结构和组成的基础

主存：又称内存，是CPU能直接寻址的存储空间

辅存：又称外存，CPU不直接访问的存储器

相关联存储器：也称按内容访问的存储器，是通过存储内容的片段来访问的存储器

易失性：在电源关闭时不能保存数据的性质

随机访问的存储器：分静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种，周期均等

顺讯访问存储器：存储单元的访问周期随其地址的增大而增加的存储器

访问时间Ta：指从一个读（写）存储器开始到存储器发出完成信号的时间间隔

访问周期Ta：指从一个读（写）存储器操作开始到下一个存储器操作能够开始的最小时间间隔

双口RAM：是在一个SRAM存储器上具有两套完全独立的数据线，地址线和读写控制线，并允许两个独立的系统同时对该存储器进行随机性访问

存储器访问的局部性原理：对一小块聚集的指令或数据的访问只会持续一段时间。然后处理器的访存地址将转移到存储器的其他区域，但在转移到其他区域后又将对一小块相对聚集的程序或数据反复访问的现象

模N交叉存储器：多模块并采用交叉方式进行地址分配的存储器

Cache：高速缓存存储器，介于主存和处理器之间

存储器带宽：每秒传送的二进制位数

二地址指令：操作码8位标记，其中保留全1为单地址指令标志，共2^8-1条

单地址指令：地址码扩展而成的12位标记，保留全1为零地址指令标志，共2^12-1条

零地址指令：用最后12位地址码扩展的12位作为标记，不保留状态，共2^12条

电子计算机发展经历了几代？特点？：经历了四代。第一代采用电子管作为逻辑元件，能够处理的数据类型只有定点数，用机器语言或汇编语言来编制程序。第二代采用晶体管代替电子管作为逻辑元件，用磁芯作为主存储器，采用磁带，磁鼓，纸带卡片穿孔机和阅读机作为输入/输出设备，开始使用一些高级程序设计语言。第三代采用集成电路代替分立的晶体管元件，半导体存储器，控制单元开始采用微程序控制技术，操作系统日益成熟，功能逐渐强化。第四代采用大规模集成电路，半导体存储器作为主存储器，UNIX操作系统逐渐成为主流

控制器CU的功能和基本组成。CU是PU的指挥机构，由程序计数器，PC指令寄存器IR，指令译码器ID，控制信号发生器CSG及相应的逻辑电路组成。CU依据指令译码器产生的一系列操作命令/信号来指挥。协调PU乃至计算机系统中各个部件的工作

简述微处理器和微型计算机发展的五个阶段及各个阶段特征。第一代：4位的微处理器和微型计算机。特点：可使用机器语言或汇编语言进行编程。能够进行十进制数的算术运算。第二代：8位的微处理器和微型计算机。特点：软件日益丰富。第三代：16位的微处理器和微型计算机。特点：面向微型计算机的操作系统。数据库系统日趋完善。各种高级语言的解释程序和编译程序也相继开发出来。第四代：32位的微处理器和微型计算机。第五代：64位的微处理器和微型计算机

ARM基本寻址方式：①寄存器寻址：将操作数先存于寄存器中，然后在指令中给出寄存器编号②立即寻址：指令中的地址码部分就是操作数（立即数）的值③寄存器移位寻址：ARM 指令系统特有的一种寻址方式④寄存器间接寻址：指令中的地址码部分给出寄存器编号，但相应的寄存器中存放的不是操作数的数值而是操作数的地址⑤变址寻址：以指令中地址码部分给出的寄存器为基址寄存器，将基址寄存器中的内容与指令中给出的位移量相加，得到操作数的有效地址⑥多寄存器寻址⑦堆栈寻址⑧块复制寻址

为什么设置不同寻址方式？缩短指令的长度，扩大寻址范围，提高寻址的灵活性

基址寻址和变址寻址的异同点。基址寻址：其中的形式地址是可变的，基址寄存器的内容是一定的。变址寻址：形式地址不变，变址寄存器的内容可变，因此它可用于处理数组问题基址寻址：被引用的专用寄存期含有一个存储器地址，地址字段含有一个相对于该地址的偏移量（通常是无符号整数）。寄存器的引用可以是显示的，也可以是隐式的。基址寻址也利用了存储器访问的局部性原理。变址寻址：地址域引用一个主存地址，被引用的专用寄存器含有对那个地址的正偏移量。这意味着主存地址位数大于寄存器中的偏移量位数，与基址寻址刚好相反。但是二者有效地址的计算方法是相同的。变址的用途是为重复操作的完成提供一种高效机制。

总线的通信控制有哪两种基本方式？分析优缺点。①同步通信。优点：采用同步通信，信号传输速率高。缺点：由于时标总线上的传输时带存在一定同步误差，且时钟上的干扰信号易引起错误同步，可靠性低②异步通信。优点：源部件控制的异步通信简单高速。缺点：源部件控制的异步通信对“数据就绪”信号线的抗干扰性，可靠性要求高，且高速部件效率会降低。目的部件控制的异步通信，不能保证新的一次通信开始时，数据线和控制线上所有信号都恢复成初始状态，易造成通信错误

集中式总线仲裁三种基本方式。1.串行链接方式。优点：①选择算法简单，总线仲裁控制线少，不受总线部件数目影响②具有良好可扩展性，增加部件时只需直接连在总线上③易于通过重复设置总线仲裁控制线来提高总线分配可靠性缺点：①总线仲裁对“总线可用”信号及