01-华南理工网络学院-计算机组成原理第一次作业

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1、解释下列概念：总线宽度、总线带宽、总线复用、总线的主设备（或主模块）、总线

的从设备（或从模块）、总线的传输周期和总线的通信控制。

答：

●总线宽度：地址总线的宽度指总线能够直接访问存储器的地址空间范围，数据总线的

宽度指访问一次存储器或外设时能够交换数据的位数。

●总线带宽：是衡量总线性能的重要指标，它定义为总线本身多能达到的最高传输速率，

单位是兆字节每秒（MB/s）。

●总线复用：既传送地址信息，又传送数据信息，在不同的时间间隔中完成传送地址和

传送数据的任务。

●总线的主设备（或主模块）：总线传输期间对总线有控制权的设备（模块）。

●总线的从设备（或从模块）：总线传输期间对总线没有控制权的设备（模块），只能被

动接受主设备发来的命令。

●总线的传输周期：总线完成一次完整而可靠的传输所需时间。

●总线的通信控制：总线传输过程中双方的时间配置方式。

2、控制器有哪几种控制方式？各自有什么特点？

答：控制器有同步控制、异步控制、联合控制三种方式，各自特点如下：

a)同步控制是在任何情况下，已定的指令在执行时所需的机器周期数和时钟周期数

都是固定不变的。

b)异步控制的特点是，每条指令、每个操作控制信号需要多少时间就占用多少时

间。用这种方式形成的操作控制序列没有固定的CPU周期数和严格的时钟周期与

之同步。

c)联合控制是同步控制和异步控制结合的方式。一种情况是，大部分操作序列安排

在固定的机器周期中，对某些时间难以确定的操作则以执行部件的“回答”信号

作为本次操作的结束。另一种情况是，机器周期的节拍脉冲数固定，但各条指令

周期的机器周期数不固定。

3、什么是微指令和微操作？微程序和机器指令有何关系？微程序和程序之间有何关系？

答：微指令是控制计算机各部件完成某个基本微操作的命令，是微程序级的命令，属于硬件。

微操作是指计算机中最基本的、不可再分解的操作。

微程序是机器指令的实时解释器，每一条机器指令都对应一个微程序。

微程序和程序是两个不同的概念。微程序是由微指令组成的，用于描述机器指令，实际上是机器指令的实时解释器，微程序是由计算机的设计者事先编制好并存放在控制存储器中的，一般不提供给用户；程序是由机器指令组成的，由程序员事先编制好并存放在主存放器中。

4、外部设备在系统中如何编址，如何与主机连接？

答：通常根据与存储器地址的关系，有两种编址方式。

（1）统一编址：指外设接口中的I/O寄存器和主存单元一样看待，将它们和主存单元组合在一起编排地址；或者说，将主存的一部分地址空间用作I/O地址空间。这样就可以用访问主存的指令去访问外设的某个寄存器，因而也就不需要专门的I/O指令，可以简化CPU的设计。

（2）单独编址：为了更清楚地区别I/O操作和存储器操作，I/O地址通常与存储地址分开独立编址。这样，在系统中就存在了另一种与存储地址无关的I/O地址，CPU也必须具有专用于输入输出操作的I/O指令和控制逻辑。

5、什么是I/O组织方式？有哪几种I/O组织方式？各自的特点是什么？

答：I/O组织是指计算机主机与外部设备之间的信息交换方式。计算机主机与外设之间的信息交换方式有4种：程序查询方式、程序中断方式、直接内存访问DMA方式、通道方式。

从系统结构的观点看，前两种方式是以CPU为中心的控制，都需要CPU执行程序来进行I/O数据传送，而DMA式和通道式这两种方式是以主存贮器为中心的控制，数据可以在主存和外设之间直接传送。程序查询和程序中断方式适用于数据传输率比较低的外设，而DMA、通道方式使用于数据传输率比较高的外设。

程序查询方式控制简单，但系统效率很低；