计算机组成原理简答题分析

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计算机组成原理简答题

计算机组成原理简答题

计算机组成原理简答题1.简述计算机系统计算机系统是由硬件、软件组成的多级层次结构。

计算机硬件是由有形的电子器件等构成的,它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。

传统上将运算器和控制器称为CPU,而将CPU和存储器称为主机。

计算机软件是计算机系统结构的重要组成部分,也是计算机不同于一般电子设备的本质所在。

计算机软件一般分为系统程序和应用程序两大类。

系统程序用来简化程序设计,简化使用方法,提高计算机的使用效率,发挥和扩大计算机的功能和用途,它包括:(1)各种服务程序,(2)语言类程序,(3)操作系统,(4)数据库管理系统。

应用程序是针对某一应用课题领域开发的软件。

2.冯·诺依曼型计算机设计思想、主要特点。

计算机由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五部分组成。

数据以二进制码表示。

采用存储程序的方式,程序和数据放在同一个存储器中并按地址顺序执行。

机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。

已知X和Y,用变形补码计算X+Y,同时指出运算结果是否溢出。

(1) X = -10110 Y = -00001(2) X = 11011 Y = 10101解:(1) [x]补=1101010,[y]补=1111111[x]补1101010+[y]补11111111101001两个符号位出现“11”,表示无溢出[X+Y]补= 101001, X+Y = -10111(2) [x]补=0011011,[y]补=0010101[x]补0011011+[y]补00101010110000两个符号位出现“01”,表示有正溢出。

3.已知X和Y,用变形补码计算X-Y,同时指出运算结果是否溢出。

(1)X = 11011 Y = -11111 (2)X = 10111 Y = 11011(1)[x]补=0011011,[y]补=1100001, [-y]补=0011111[x]补0011011+[-y]补0011111____________________________0111010两个符号位出现“01”,表示有正溢出。

哈工程计算机组成原理简答题总结

哈工程计算机组成原理简答题总结

第一章2. 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。

从计算机的层次结构来看,它通常可有五个以上的层次,从下至上依次是微程序机器级、传统机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级,还可以有第六级应用语言级。

3. 冯诺依曼结构计算机的特点答:(1)计算机系统由五大部件组成(2)计算机中采用二进制形式表示信息(3)采用存储程序工作方式第二章8.试描述浮点数规格化的目的与方法答:浮点数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,可以保证运算数据精度。

11.什么是计算机软硬件之间的界面,其主要功能是什么?答:从程序的编制和执行的角度看,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,从硬件设计的角度看,在设计计算机时先要确定其硬件能够直接执行哪些操作,表现为一组指令的集合,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。

指令系统包括若干指令,它规定了计算机功能的强弱与硬件复杂程度。

29. 若按指令功能分类,则指令系统可分为哪几类指令?答:数据传送类指令、算/ 逻运算类指令、程控类指令、访存指令、I/O 类指令。

第三章1. cpu 具有哪些功能?画出其内部组成框图,并说明图中每个部件的作用答:cpu具有控制程序的顺序执行、产生完成每条指令所需的控制命令、对各操作实施时间上的控制、对数据进行算术和逻辑运算以及处理中断等命令。

寄存器包括专用寄存器和通用寄存器控制器生成各种微操作命令序列ALU完成算术逻辑运算中断系统用于处理各种中断2. 控制器由哪些部件组成?它有哪些基本功能答: 控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、地址译码器、微操作产生部件、时序发生器和中断机构等构成,它的基本功能是:取指令、分析指令、执行指令、处理中断请求。

计算机组成原理简答题分析

计算机组成原理简答题分析

计算机组成原理简答题分析问答: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。

计算机组成原理期末考试简答题重点讲解

计算机组成原理期末考试简答题重点讲解

一、简答题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的数,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。

方法:进行向左规格化,尾数左移一位,阶码减1,直到规格化完毕。

2、简述循环冗余码(CRC)的纠错原理。

答:CRC码是一种纠错能力较强的校验码。

在进行校验时,先将被检数据码的多项式用生成多项式G(X)来除,若余数为0,说明数据正确;若余数不为0,则说明被检数据有错。

只要正确选择多项式G(X),余数与CRC码出错位位置的对应关系是一定的,由此可以用余数作为判断出错位置的依据而纠正出错的数据位。

3、DRAM存储器为什么要刷新?有几种刷新方式?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”。

①集中式---正常读/写操作与刷新操作分开进行,刷新集中完成。

②分散式---将一个存储系统周期分成两个时间片,分时进行正常读/写操作和刷新操作。

③异步式---前两种方式的结合,每隔一段时间刷新一次,保证在刷新周期内对整个存储器刷新一遍。

4、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。

计算机组成原理简答题篇(如有雷同,纯属巧合)

计算机组成原理简答题篇(如有雷同,纯属巧合)

计算机组成原理简答题篇(如有雷同,纯属巧合)1(简要说明微程序控制方式的基本思想,答:微程序控制方式的基本思想是:(1)产生微命令的方法:将所需的微命令以代码形式编成若干条微指令,在制造CPU时将它们存入CPU中的一个控制存储器(ROM型)。

CPU执行指令时,从控制存储器中读出微指令,即可获得所需的微命令。

(2)微程序与工作程序之间的对应关系:一条微指令包含的微命令控制实现一步(一个时钟周期)机器操作;若干条微指令组成一小段微程序,解释实现一条机器指令;控制存储器中的微程序能解释实现全部指令系统。

2、说明计算机中寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址从形式地址到得到操作数的寻址处理过程。

答:(1)寄存器寻址,形式地址为寄存器名(或编号),寄存器中的内容为操作数;(2)寄存器间接寻址,形式地址为寄存器名(或编号),寄存器中的内容为操作数的地址,再读一次内存得到操作数; (3)变址寻址,形式地址为变址寄存器名(或编号)和变址偏移值,把变址寄存器中的内容与变址偏移值相加得到操作数的地址,再读一次内存得到操作数;3.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。

4.计算机为什么要设置时序部件,周期、节拍、脉冲三级时序关系如何表示,答:一条指令运行的各种操作控制信号在时间上有严格的定时关系,时序部件用以控制时序以保证指令的正确执行。

将指令周期划分为几个不同的阶段,每个阶段称为一个机器周期。

一个机器周期又分为若干个相等的时间段,每个时时间段称为一个时钟周期(节拍)。

在一个时钟周期(节拍)内可设置几个工作脉冲,用于寄存器的清除、接收数据等工作。

5(简要说明组合逻辑控制器产生微命令的方法和形成微命令的条件,答:组合逻辑控制器是通过组合逻辑电路来产生微命令的,每个微命令需要一组逻辑门电路,根据形成微命令的条件即:指令代码(操作码,寻址方式码等),时序信号(工作周期、时钟周期,工作脉冲),程序状态(PSW中的标志位)外部请求等。

计算机组成原理简答题

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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。

计算机组成原理简答题

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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。

计算机组成原理简答题

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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。

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。

计算机组成原理简答题.wps

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计算机组成原理简答题.wps一、cache的映射方式及特点1.全相联方式的主要缺点是比较器电路难于设计和实现,因此只适合于小容量cache采用。

2.直接映射方式的优点是硬件简单,成本低。

缺点是每个主存块只有一个固定的行位置可存放。

3.组相联映射的方式是前两种方式的折中方案,它适度地兼顾了二者的优点又尽量避免二者的缺点,因此被普遍采用。

二、cache的替换策略及特点1.最不经常使用算法,LFU算法认为应将一段时间内被访问次数最少的那行数据换出。

2.近期最少使用算法,LRU算法将近期内长久未被访问过的行换出。

3.随机替换策略实际上是不要什么算法,从特定的行位置中随机地选取一行换出即可。

三、cache的写回策略方式及特点1.写回法:当CPU写cache命中时,只修改cache的内容,而不立即写入主存;只有当此行被换出时才写回主存。

减少了访问主存的次数,但是存在不一致性的隐患,实现时,每个cache行必须配置一个修改位,以反映此行是否被CPU修改过。

2.全写法:当写cache命中时,cache与主存同时发生写修改,因而较好地维护了cache 与主存的内容的一致,当写cache未命中时,直接向主存进行写入。

cache中每行无需设置一个修改位以及相应的判断逻辑,缺点是降低了cache的功效。

3.写一次法:基于写回法并结合全写法的写策略,写命中与写未命中的处理方法与写回法基本相同,只是第一次写命中时要同时写入主存。

这便于维护系统全部cache的一致性四、对指令系统性能的要求有哪些?1.完备性,要求指令系统丰富、功能齐全、使用方便。

2.有效性,利用该指令系统所编写的程序能够高效率的运行。

3.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。

4.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通用。

五、精简指令系统的特点RISC指令系统的最大特点是:⑴选取使用频率最高的一些简单指令,指令条数少;⑵指令长度固定,指令格式种类少;⑶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。

计算机组成原理简答题

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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。

计算机组成原理简答题

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计算机组成原理简答题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。

计算机组成原理简答题

计算机组成原理简答题

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、地址译码电路、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。

计算机组成原理试题解析3

计算机组成原理试题解析3

计算机组成原理试题解析3一,判断题1.在数字计算机中所以采用二进制是因为二进制的运算最简单.答:正确.2.在所有的进位计数制中,整数部分最低位的权都是1.答:正确.3.某R进位计数制,其左边一位的权是其相邻的右边一位的权的R 倍.答:正确.4.计算机表示的数发生溢出的根本原因是计算机的字长有限.答:错误.5.表示定点数时,若要求数值0在计算机中唯一地表示为全0,应采用补码.答:正确.6.浮点数的取值范围由阶码的位数决定,而精度由尾数的位数决定.答:正确.7.CRC校验码的生成和检验大多采用软件实现.答:正确.8.若浮点数的尾数用补码表示,那么规格化的浮点数是指尾数数值位的最高位是0(正数)或是1(负数).答:正确.9.在实际应用中,奇偶校验多采用奇校验,这是因为奇校验中不存在全"0"代码,在某些场合下更便于判别.答:正确.10.显示图形时要经过复杂的数学计算,因此占用的时间要比位图图像的时间长.答:正确.二,选择题1.下列各种数制的数中最小的数是.A.(101001)2B.(101001)BCDC.(52)8D.(233)H解:答案为B.2.下列各种数制的数中最大的数是.A.(1001011)2B.75C.(112)8D.(4F)H解:答案为D.3.1010AH是.A.表示一个二进制数B.表示一个十六进制数C.表示一个十进制数D.表示一个错误的数解:答案为B.4.二进制数215转换成二进制数是(1) ,转换成八进制数是(2) ,转换成十六进制数是(3) .将二进制数01100100转换成十进制数是(4) ,转换成八进制数是(5) ,转换成十六进制数是(6) .(1)A.11101011B B.11101010B C.10100001B D.11010111B(2)A.327 B.268.75 C.252 D.326(3)A.137H B.C6H C.D7H D.EAH(4)A.101 B.100 C.110 D.99(5)A.123 B.144 C.80 D.800(6)A.64 B.63 C.100 D.0AD解:答案依次为⑴D ⑵A ⑶B ⑷B ⑸B ⑹A.5.ASCII码是对(1) 进行编码的一种方案,它是(2) 的缩写.(1)A.字符B.汉字C.图形符号D.声音(2)A.余3码B.十进制数的二进制编码C.格雷码D.美国标准信息交换代码解:答案依次为⑴A ⑵D.6.在一个8位二进制数的机器中,补码表示数的范围从(1) (小)到(2) (大),这两个数在机器中的补码表示分别为(3)和(4) ,而数0的补码表示为(5) .(1),(2):A.-256B.-255C.-128D.-127E.0F.+127G.+128H.+255I.+256(3),(4),(5):A.00000000B.10000000C.01111111D.11111111E.00000000或10000000F.01111111或11111111G.00000000或11111111 H.10000000或01111111解:答案依次为C,F,B,C,A.7.将十进制数15/2表示成二进制浮点规格化数(阶符1位,阶码2位,数符1位,尾数4位)是.A.01101111B.01101110C.01111111D.11111111解:答案为A.8.十进制数5的单精度浮点数IEEE754代码为.A.01000000101000000000000000000000B.11000000101000000000000000000000C.01100000101000000000000000000000D.11000000101000000000000000000000解:答案为A.三,填空题2.在用表示的机器数中,零的编码是唯一的.答:补码.3.信息的数字化编码是指.答:是指用"0"或"1"的二进制编码,并选用一定的组合规则来表示信息.4.一个定点数由和两部分组成.根据小数点位置不同,定点数据有和两种表示方法.答:符号位,数值域,纯小数,纯整数(顺序可变).5.BCD码中,每一位十进制数字由位二进制数码组成,用ASCII码表示一个字符通常需要位二进制数码.答:4,7.6.移码常用来表示浮点数的部分,移码和补码比较,它们除外,其他各位都.答:阶码,符号位,相同.7.码距的定义是.答:编码系统中任两个合法码之间的最少二进制位数的差异.8.8421码用二进制求和时,当和超过时,需要做修正.答:9,加6调整.9.有二进制数D4D3D2D1,奇偶校验值用p表示,则奇校验为,偶校验为,奇偶校验只能检测,无法检测.答:P=D4⊕D3⊕D2⊕D1 , P=D4⊕D3⊕D2⊕D1 ,奇数个错,偶数个错.10.在浮点加减法运算中,当运算结果的尾数的绝对值大于1时,需要对结果进行,其操作是. 答:向右规格化,尾数右移一位,右边补一个0,阶码减1,直到尾数绝对值≥0.5.四,计算题1.用二进制数表示一个四位十进制的整数最少需要几位(不含符号位).解:2X=104,N=4×1/㏒2=14位.2.某机器字长32位,定点表示,其中31位表示尾数,1位是符号位,问:⑴定点原码整数表示时,最大正数是多少最小负数是多少⑵定点原码小数表示时,最大正数是多少最小负数是多少.解:⑴定点原码整数表示时,最大正数=(231-1);最小负数=-(231-1)⑵定点原码小数表示时,最大正数=(1-2-31);最小负数=-(1-2-31)3.写出下列二进制数的原码,反码,补码和移码.(1)±1011 (2)±0.1101 (3)±0解:①(+1011)原=01011 (-1011)原=11011(+1011)反=01011 (-1011)反=10100(+1011)补=01011 (-1011)补=10101(+1011)移=11011 (-1011)移=00100②(+0.1101)原=0.1101 (-0.1101)原=1.1101(+0.1101)反=0.1101 (-0.1101)瓜=1.0010(+0.1101)补=0.1101 (-0.1101)补=1.0011(+0.1101)移=0.1101 (-0.1101)移=0.0011③(+0.0000)原=00000 (-00000)原=10000(+0.0000)反=00000 (-00000)反=11111(+0.0000)补=00000 (-00000)原=00000(+0.0000)移=10000 (-00000)原=100004.某机器字长16位,浮点表示时,其中含1位阶符,5位阶码,1位尾符,9位尾数,请写出它能表示的最大浮点数和最小浮点数.解:最大浮点数=2+21×(1-2-9)最小浮点数=-2+31×(1-2-9).5.字符"F"的ASCII码为46H,请写出它的奇校验码和偶校验码(假定校验位加在最高位).解:字符"F"的ASCII码为46H,奇校验码为10110110(B6H),偶校验码为00110110(36H).8.将二进制数1011010转换成8421码.解:先把二进制数转换成十进制数,(1011011)2=91=(10010001)8421.五,简答题1.试比较定点带符号数在计算机内的四种表示方法.答:带符号数在计算机内部的表示方法有原码,反码,补码和移码.原码表示方法简单易懂,实现乘,除运算简单,但用它实现加,减运算比较复杂.补码的特点是加,减法运算规则简单,正负数的处理方法一致.反码通常只用来计算补码,由于用反码运算不方便,在计算机中没得到实际应用.移码由于保持了数据原有的大小顺序,便于进行比较操作,常用于浮点数中的阶码,使用比较方便.2.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的数,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(简称左规),即尾数每左移一位,阶码减1,直至规格化完成.3.在检错码中,奇偶校验法能否定位发生错误的信息位是否具有纠错功能答:⑴在检错码中,奇偶校验法不能定位发生错误的信息位.⑵奇偶校验没有纠错能力.4.简述循环冗余码(CRC)的纠错原理.。

计算机组成原理简答题

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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。

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链式查询、计数器定时查询、独立请求方式(总线判优控制集中式)各自特点:链式查询:总线授权信号BG串行地从一个I/O接口传送到下一个I/O接口。

假如BG到达的接口无总线请求,则继续往下查询;假如BG到达的接口有总线请求,BG信号便不再往下查询,该I/O接口获得了总线控制权。

离中央仲裁器最近的设备具有最高优先级,通过接口的优先级排队电路来实现。

其特点是只需很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制,并且很容易扩充设备,但对电路故障很敏感。

⑵计数器定时查询:线上的任一设备要求使用总线时,通过BR线发出总线请求。

中央仲裁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地址相一致时,该设备置“1”BS线,获得了总线使用权,此时中止计数查询。

其特点是,计数可以从“0”开始,此时设备的优先次序是固定的,计数也可以从终止点开始,既是一种循环方式,此时设备使用总线的优先级相等,计数器的初始值还可以由程序设置,故优先次序可以改变。

此外,对电路故障不如链式查询方式敏感,但增加了主控线数,控制也较复杂。

⑶独立请求方式:每一个共享总线的设备均有一对总线请求线BRi和总线授权线BGi。

当设备要求使用总线时,便发出该设备的请求信号。

中央仲裁器中的排队电路决定首先响应哪个设备的请求,给设备以授权信号BGi。

其特点是:响应速度快,优先次序控制灵活(通过程序改变),但控制线数量多,总线控制更复杂。

③独立请求方式响应时间最快,链式查询对电路故障最敏感什么是静态RAM动态RAM,各有什么特点:静态RAM用触发器存储信息,各要不断电,信息就不会丢失,不需要刷新,但静态RAM集成度低,功耗大。

动态RAM 的基本存储电路为带驱动晶体管的电容。

电容上有无电荷状态被视为逻辑1 和0。

随着时间的推移,电容上的电荷会逐渐减少,为保持其内容必须周期性地对其进行刷新(对电容充电)以维持其中所存的数据动态,因此必须含有刷新电路,在电路上较复杂,但动态RAM集成度高,且价格便宜什么叫刷新?为什么要刷新?说明刷新有几种方法刷新: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。

计算机组成原理简答题

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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

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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。

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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。

6.除了采用高速芯片外,从计算机的各个子系统的角度分析,指出6种以上(含6种)提高整机速度的措施。

.针对存储器,可以采用Cache-主存层次的设计和管理提高整机的速度;针对存储器,可以采用多体并行结构提高整机的速度;针对控制器,可以通过指令流水设计技术提高整机的速度;针对控制器,可以通过超标量设计技术提高整机的速度;针对运算器,可以对运算方法加以改进,如两位乘,或用快速进位链;针对I/O系统,可以运用DMA技术不中断现行程序,提高CPU的效率。

7.I/O有哪些编址方式?各有何特点?解:常用的I/O编址方式有两种:I/O与内存统一编址和I/O独立编址。

特点:I/O与内存统一编址方式的I/O地址采用与主存单元地址完全一样的格式,I/O 设备和主存占用同一个地址空间,CPU可像访问主存一样访问I/O设备,不需要安排专门的I/O指令。

I/O独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址编码,此时I/O地址与主存地址是两个独立的空间,CPU需要通过专门的I/O指令来访问I/O地址空间。

8.什么是指令周期?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。

-9.简要说明CPU与I/O之间传递信息可采用哪几种联络方式?它们分别用于什么场合?答:CPU与I/O之间传递信息常采用三种联络方式:直接控制(立即响应)、同步、异步。

适用场合分别为:直接控制适用于结构极简单、速度极慢的I/O设备,CPU直接控制外设处于某种状态而无须联络信号。

同步方式采用统一的时标进行联络,适用于CPU与I/O速度差不大,近距离传送的场合。

异步方式采用应答机制进行联络,适用于CPU与I/O速度差较大、远距离传送的场合。

10.设CPU内的部件有:PC、IR、MAR、MDR、ACC、ALU、CU,且采用非总线结构。

写出取址周期的全部微操作:PC-->MAR 1-->R M(MAR)-->MDR MDR->IR OP(IR)-->CU (PC)+1-->PC写出存数指令全部微操作:Ad(IR)-->MAR 1-->W ACC-->MDR MDR->M(MAR)加法指令全部微操作Ad(IR)-->MAR 1-->R M(MAR)-->MDR (ACC)+(MDR)-->ACC11.在什么条件下,I/O设备可以向CPU提出中断请求?解:I/O设备向CPU提出中断请求的条件是:I/O接口中的设备工作完成状态为1(D=1),中断屏蔽码为0 (MASK=0),且CPU查询中断时,中断请求触发器状态为1(INTR=112.简述中断的流程。

(1)中断源未被屏蔽、完成工作情况下提出中断请求(2 )各种中断请求根据优先级进行排队(3)CPU开中断情况下、且指令周期结束响应中断请求(4)CPU执行中断隐指令(保护硬件现场、关中断,根据中断向量找到中断服务程序入口地址),执行服务程序(5)中断服务程序中保护软件现场,(如果是多重中断,则开中断),执行相应的服务,返回前需要恢复软件现场。

(6)中断返回指令恢复硬件现场。

13.什么是快速缓冲存储器,它与主存有什么关系?答:快速缓冲存储器是为了提高访存速度,在CPU和主存之间增设的高速存储器,它对用户是透明的。

只要将CPU最近需用的信息从主存调入缓存,这样CPU每次只需访问快速缓存就可达到访问主存的目的,从而提高了访存速度。

主存的信息调入缓存要根据一定的算法,由CPU自动完成。

凡是主存和缓存已建立了对应关系的存储单元,它们的内容必须保持一致,故凡写入缓存的信息也必须写至与缓存单元对应的主存单元中。

14.什么是中断隐指令有哪些功能CPU响应中断之后,经过某些操作,转去执行中断服务程序。

这些操1)保存断点(2) 暂不允许中断(3) 引出中断服务程15.什么是单重中断,什么是多重中断?实现多重中断的条件是:提前开中断,即在中断服务程序中保护好软件现场后就将中断允许触发器设置为1。

实现单重中断的条件是:在中断服务结束才开中断,将中断允许触发器设置为1。

计算题:5.按机器补码浮点运算步骤,计算[x±y]补,x=2-011×(-0.100 010),y=2-010×(-0.011 111)x=2-011×(-0.100010),y=2-010×(-0.011111)[x]补=1,101;1.011 110, [y]补=1,110;1.100 0011)对阶:过程同(1)的1),则[x]补=1,110;1.101 1112)尾数运算:[Mx]补+[My]补= 11.101111 + 11. 100001 = 11.010000[Mx]补+[-My]补= 11.101111 + 00.011111 = 00.0011103)结果规格化:[x+y]补=11,110;11.010 000,已是规格化数[x-y]补=11,110;00.001 110 =11,100;00.111000 (尾数左规2次,阶码减)4)舍入:无5)溢出:无则:x+y=2-010×(-0.110 000)x-y =2-100×0.111 0006. 按机器补码浮点运算步骤,计算[x±y]补,x=2101×(-0.100 101),y=2100×(-0.001 111)[x]补=0,101;1.011 011, [y]补=0,100;1.110 0011)对阶:[ E]补=00,101+11,100=00,001 >0,应Ey向Ex对齐,则:[Ey]补+1=00,100+00,001=00,101=[Ex]补[y]补=0,101;1.111 000(1)2)尾数运算:[Mx]补+[My]补= 11.011011+ 11.111000(1)= 11.010011(1)[Mx]补+[-My]补= 11.011011+ 00.000111(1)= 11.100010(1)3)结果规格化:[x+y]补=00,101;11.010 011(1),已是规格化数[x-y]补=00,101;11.100 010(1)=00,100;11.000 101 (尾数左规1次,阶码减1)4)舍入:[x+y]补=00,101;11.010 011(舍)[x-y]补不变5)溢出:无则:x+y=2101×(-0.101 101)x-y =2100×(-0.111 011)7. 按机器补码浮点运算步骤,计算[x±y]补.x=2-011× 0.101 100,y=2-010×(-0.011 100)解:先将x、y转换成机器数形式:(1)x=2-011× 0.101 100,y=2-010×(-0.011 100)[x]补=1,101;0.101 100, [y]补=1,110;1.100 100[Ex]补=1,101, [y]补=1,110, [Mx]补=0.101 100, [My]补=1.100 1001)对阶:补=[Ex]补+[-Ey]补 = 11,101+ 00,010=11,111 < 0,应Ex向Ey对齐,则:[Ex]补+1=11,101+00,001=11,110 = [Ey]补[x]补=1,110;0.010 1102)尾数运算:[Mx]补+[My]补= 0.010 110 + 11.100 100=11.111010[Mx]补+[-My]补=0.010 110 + 00.011100= 00.110 0103)结果规格化:[x+y]补=11,110;11.111 010 = 11,011;11.010 000 (尾数左规3次,阶码减3)[x-y]补=11,110;00.110 010, 已是规格化数。

4)舍入:无5)溢出:无则:x+y=2-101×(-0.110 000)x-y =2-010×0.110 0108、现有A、B、C、D四个中断源,响应优先级由高到低按A→B→C→D, 要使其处理优先级由高向低按A→D→C→B顺序排列,先写出各中断源屏蔽字。

若中断服务程序的执行时间为20µs,4个中断源同时发出请求,画出CPU执行程序的轨迹。

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