计算机组成原理-简答题

计算机组成原理简答题复习山东理工大学（原创）

（一）说明计算机系统的层次结构。

（二）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？

（三）请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。

（四）简要描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点。

（五）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？

（六）什么是存储保护？通常采用什么方法？

（七）说明计数器定时查询工作原理。

（八）什么是刷新存储器？其存储容量与什么因素有关？

（九）什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者有什么关系？

（十）简述CPU的主要功能。

（十一）举出CPU中6个主要寄存器的名称及功能.

（十二）CPU管理外围设备有几种方式？

（十三）指令和数据都存在内存，CPU如何从时间和空间上区分它们是指令还是数

据？

（十四）CPU响应中断应具备哪些条件？

（十五）什么是RISC？RISC指令系统的特点是什么？

（十六）什么是CISC？CISC指令系统的特点是什么？

（十七）主存储器的性能指标有哪些？含义是什么？

（十八）何谓“总线仲裁”？一般采用何种策略进行仲裁，简要说它们的应用环境。

（十九）说明总线结构对计算机系统性能的影响。

（二十）集中式仲裁有几种方式？

（二十一）总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段？

（二十二）一个计算机系统中的总线，大致分为哪几类？

（二十三）一个较完善的指令系统应包括哪几类？

（二十四）外围设备的I/O控制方式分哪几类？各具什么特点？

（二十五）简要说明通用I/O标准接口SCSI的性能特点。

（二十六）何谓CRT的显示分辨率、灰度级？

（二十七）什么是闪速存储器？它有哪些特点？

（二十八）比较水平微指令与垂直微指令的优缺点。

（二十九）DRAM存储器采用何种方式刷新？有哪几种常用的刷新方式？

（三十）什么叫指令？什么叫指令系统？

（三十一）比较选择型DMA控制器与多路型DMA控制器？

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（一）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。

（二）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。

（三）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。

（四）(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.

（五）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。因为前者操作数在寄存器中，后者操作数在存储器中，而访问一次存储器所需的时间一般比访问一次寄存器所需时间长。

（六）当多个用户共享主存时，为使系统能正常工作，应防止由于一个用户程序出错而破坏其它用户的程序和系统软件，还要防止一个用户程序不合法的访问不是分给它的主存区域。为此，系统提供存储保护。通常采用的方法是：存储区域保护和访问方式保护。

（七）计数器定时查询方式工作原理：总线上的任一设备要求使用总线时，通过BR 线发出总线请求。总线控制器接到请求信号以后，在BS线为“0”的情况下让计数器开始计数，计数值通过一组地址线发向各设备。每个设备接口都有一个设备地址判别电路，当地址线上的计数值与请求总线的设备相一致时，该设备置“1”BS线，获得总线使用权，此时中止计数查询。

（八）为了不断提供刷新图像的信号，必须把一帧图像信息存储在刷新存储器，也叫视频存储器。其存储容量由图像灰度级决定。分辨率越高，灰度级越多，刷新存储器容量越大。

（九）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周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或T周期）。

（十） 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.

（十一）CPU有以下寄存器：

（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所访问的内存单元的地址。

（4）缓冲寄存器（DR）：

<1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。

<2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。

<3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。

（5）通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（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运行状态和程序运行状态。

（十二）CPU管理外围设备有五种方式：（1）程序查询方式（2）程序中断方式（3）直接内存访问（DMA）方式（4）通道方式（5）外围处理机方式

（十三）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）。

（十四）(1)在CPU内部设置的中断屏蔽触发器必须是开放的。(2)外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请求信号。(3)外设（接口）中断允许触发器必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。(4)当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断.

（十五） 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。

（十六） CISC是复杂指令系统计算机的英文缩写。其特点是：

（1）指令系统复杂庞大，指令数目一般多达2、3百条。(2)寻址方式多

(3)指令格式多(4)指令字长不固定(5)可访存指令不加限制(6)各种指令使用频率相差很大(7)各种指令执行时间相差很大(8)大多数采用微程序控制器.

（十七）存储器的性能指标主要是存储容量. 存储时间、存储周期和存储器带宽。在一个存储器中可以容纳的存储单元总数通常称为该存储器的存储容量。存取时间又称存储访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。存储周期是指连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需间隔的最小时间。存储器带宽是指存储器在单位时间中的数据传输速率。

（十八）连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态。主方可以启动一个总线周期，而从方只能响应主方的请求。每次总线操作，只能有一个主方占用总线控制权，但同一时间里可以有一个或多个从方。除CPU模块外，I/O功能模块也可以提出总线请求。为