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。

在相联存储器中，每个存储的信息单元都是固定长度的字。

相联存储器的特点是整个存储器阵列同时进行数据的匹配操作。

5、简述CPU通过高速缓存Cache对主存的数据存取过程。

答：CPU第一次访问主存时，由于Cache中没有数据或者程序代码，所有，CPU直接去访问存储器，从主存中读取所需要的数据或者程序代码，并同时写入Cache中，形成主存数据的一个拷贝。

在以后的访问中，CPU首先访问Cache，如果数据在Cache中，称为Cache 命中，读取数据。

如果数据不在Cache中，称为Cache失效，这时，CPU读主存中的数据，并将数据写入Cache中。

6、什么是Cache的地址映象？有哪些地址映象？答：Cache的地址映象是指根据主存的地址来构成Cache的地址。

地址映象的方式有直接映象方式、全相联映象方式和组相联映象方式。

7、什么是Cache的替换策略？有哪些策略？答：Cache的替换策略是指CPU在访问主存后将数据写入Cache时，Cache满了采用的替换数据的策略。

Cache的替换策略有随机法、先进先出法和近期最少使用法。

8、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：高速缓存Cache中存放的是CPU访问主存时频繁使用的数据和指令。

设置Cache的主要目的是用来提高CPU访问主存的平均访问速度。

9、虚拟存储器管理的方式：页式管理、段式管理和段页式管理。

10、存储器的速度指标：访问时间、访问周期时间和带宽。

11、提高存储器工作速度的技术：1)芯片技术：①快速页式访问方式②增强数据输出方式③同步访问方式④相联存储器2)结构技术①增加存储器的数据宽度②采用多体交叉存储技术12、存储器分成：挥发性的：RAM SRAM：速度快DRAM ：需要刷新非挥发性的：ROM （ROM、PROM、EPROM和EEPROM）13、静态存储器的读操作和写操作：1)读操作：①送地址②设置读信号（WE*置高电平、CS*和OE*置低电平）③读数据2)写操作：①送地址②送数据③设置读信号（OE*置高电平、CS*和WE*置低电平）14、RAM和ROM的区别？答：RAM和ROM的区别主要有：①RAM的造价成本比ＲOM的高；②RAM的存取速度比ROM的要快；③RAM具有掉电易失性，是挥发性存储器，而ROM具有掉电不易失性，是非挥发性存储器；15、静态存储器和动态存储器分别利用什么来存储0和1信息？答：静态存储器利用双稳态触发器来存储0和1信息，动态存储器利用电容器上的电压来存储0和1信息。

第四章指令系统1、计算机指令中一般包含哪些字段？各有什么作用？计算机指令为什么要有一定的格式？答：计算机指令一般有操作码和地址码组成，操作码主要是用来指明指令的操作类型，地址码是用来标识操作数存储位置的字段。

计算机指令需要一定格式是因为，指令格式指定了指令中编码字段的个数、各个字段的位数以及各个字段的编码方式。

2、根据指令中地址码的数量，可将指令分为：零地址指令、一地址指令、二地址指令和三地址指令。

3、操作数的存储方式：小数端存储方式和大数端存储方式。

4、计算机中常用寻址方式：①隐含寻址方式②立即数寻址方式③寄存器寻址方式④直接寻址方式⑤寄存器间接寻址方式⑥存储器间接寻址方式⑦相对寻址方式⑧变址和基址寻址方式⑨复合寻址方式5、常见的指令系统类型：答：①数据传送指令②算术运算指令③逻辑运算指令④程序流程控制指令⑤输出输入操作指令⑥堆栈操作指令⑦字符串处理指令⑧系统指令其中，前四种指令类型是必备的，而后四种指令类型是可选的6、什么是程序计数器PC？为什么要设置PC？答：程序计数器PC是指用来存放下一条要执行指令的地址的寄存器。

设置PC的原因是方便寻找下一条要执行的指令的地址。

第五章控制器1、中央处理器的功能：1)指令控制2)操作控制3)数据运算4)异常处理和中断处理另外，还有存储管理、总线管理和电源管理等功能。

2、中央处理器的组成：由控制器和运算器组成。

3、计算机中有哪些类型的寄存器？各有什么功能？1)指令寄存器，是用来存放当前正在执行的指令。

2)程序计数器，是用来存放下一条指令的地址。

3)数据寄存器，是用来存放操作数、运算结果和运算中间结果。

4)地址寄存器，是用来存放操作数的地址。

5)状态寄存器，是用来存放运算中的状态。

4、数据通路有哪两种形成的方法？各有什么特点？1)总线结构，该数据通路的方式下，结构简单，但指令执行的效率不高。

2)专用通路，该数据通路的方式下，结构复杂，由于采用为每一条指令执行设置相应的部件和连接线路，因此，指令执行的效率高。

5、控制信号产生的方法：硬连线逻辑方式和微程序方式。

6、在计算机中条件转移指令设计的方法：1)条件码方法2)条件寄存器方法3)比较与转移方法7、硬连线控制器的组成：时钟源、环形脉冲发生器、控制信号的编码器电路和指令译码逻辑电路构成。

8、硬连线控制电路的设计步骤：1)根据每条指令功能，画出指令执行的流程图。

2)列出每条指令的所有控制信号。

3)写出每个控制信号的逻辑表达式。

4)画出控制器的逻辑框图，标出每个信号的名称。

9、微程序控制的基本思想：答：是把指令执行所需要的所有控制信号存放在一个存储器中，需要时从这个存储器中读取，在计算机运行时，一条有一条地读出这些微指令，从而产生各种操作控制信号。

10、一条微指令分为哪些部分？各起什么作用？答：由操作控制部分和顺序控制部分构成，操作控制部分主要是提供控制字，顺序控制部分又分成转移控制字段和转移地址字段，其中转移控制字段主要是表示转移条件，转移地址字段是指定下一条微指令的地址。

11、微程序控制器的组成：控制存储器、微指令寄存器、微地址寄存器和地址转移逻辑部件。

12、硬连线控制器与微程序控制器的区别：从功能上看，硬连线控制器和微程序控制器没有本质上的区别，其差异主要在于操作信号的形成方法和原理。

微程序方法比较规整，修改容易。

但速度比硬连线的要慢。

13、设计微指令的目标：①缩短微指令长度②减小控制存储器的容量③提高指令执行速度④修改容易⑤设计方法灵活14、控制字的编码方式：①直接表示法②编码表示法③混合表示法15、微地址形成的方法：①计数器方式②断定方式③结合方式第六章系统总线1、总线的基本特性：物理特性、功能特性和电气特性。

2、总线的物理特性有：物理连接方式、连线的类型、连线的数量、接插件的形状和尺寸、引脚线的排列方式。

1)根据连线的类型不同，总线可以分成：电缆式、主板式和背板式。

2)根据连线的数量不同，总线可以分成：串行总线盒并行总线。

3、总线的功能特性有：总线的功能层次、连接的资源类型、信息传递类型、信息传递方式和控制方式。

1)根据总线的功能层次不同，总线可以分成：芯片级（内部总线）、板级（局部总线）和系统总线。

2)根据总线连接的资源类型不同，总线可以分成：处理器总线和输入输出总线。

4、总线的电气特性有：信号传递方向、信号的时序特征和电平信号特征。

1)根据信号传递方向不同，总线可以分成：单工总线和双工总线（半双工、全双工）。

2)根据电平规定信号不同，总线可以分成：单端方式和差分方式。

5、在计算机总线中，传输信息的方式有：串行传输、并行传输、复合传输和消息传输。

1)串行传输：按位传输2)并行传输：按组传输3)复合传输：复用总线、分时传输4)消息传输：用数据包的形式传输6、同步通信和异步通信的区别？它们分别实用在什么场合？答：同步通信的数据传输以一定的速度传输，数据发送和接收的时间是约定好的在传输过程中不需要控制机制；异步通信的数据传输是随时发送的，发送方需要一种机制通知接收方对数据的接收时刻。

同步通信适用于系统中歌设备各种总线操作的速度固定且一致的场合；异步通信适用于慢速设备的输入输出的传输。

7、总线事务时什么？总线事务的内容包含哪些？答：总线事务是指从请求总线到完成总线使用的操作序列。

它包括：请求操作、裁决操作、地址传输、数据传输和总线释放操作。

8、总线控制方式有：①集中控制方式：链式查询方式、计数器查询方式和独立请求方式。

②分布控制方式9、系统总线接口的基本功能：1)控制功能2)数据缓存3)状态设置4)数据转换5)整理功能6)程序中断10、UART的接口的组成：接收器、发送器、控制电路和状态寄存器。

11、提高并行总线信号速度的主要措施有：1)增加总线宽度2)增加传输数据的长度3)缩短总线的长度4)降低信号电平5)采用差分信号6)采用多条总线第七章输入输出系统1、CPU与外设进行通信有三种类型：1)CPU向外设发出控制命令2)外设向CPU提供状态信息3)数据在CPU与外设之间的传递2、CPU对外设的寻址方式有：统一编址和单独编址。

3、外设的定时方式有：同步传输方式和异步传输方式。