计算机组成原理期末考试简答题重点讲解

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计算机组成原理期末复习答案讲解

计算机组成原理期末复习答案讲解

第一章计算机系统概论1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件?硬件和软件哪个更重要?解:计算机系统:由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。

计算机硬件:指计算机中的电子线路和物理装置。

计算机软件:计算机运行所需的程序及相关资料。

硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要。

2.如何理解计算机的层次结构?答:计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。

(1)硬件系统是最内层的,它是整个计算机系统的基础和核心。

(2)系统软件在硬件之外,为用户提供一个基本操作界面。

(3)应用软件在最外层,为用户提供解决具体问题的应用系统界面。

通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。

各层次之间关系密切,上层是下层的扩展,下层是上层的基础,各层次的划分不是绝对的。

4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构?答:计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性,如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。

计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,包含对程序员透明的硬件细节,如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能,及相互连接方法等。

8. 解释下列英文缩写的中文含义:CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS解:全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。

CPU:Central Processing Unit,中央处理机(器),是计算机硬件的核心部件,主要由运算器和控制器组成。

PC:Program Counter,程序计数器,其功能是存放当前欲执行指令的地址,并可自动计数形成下一条指令地址。

IR:Instruction Register,指令寄存器,其功能是存放当前正在执行的指令。

CU:Control Unit,控制单元(部件),为控制器的核心部件,其功能是产生微操作命令序列。

ALU:Arithmetic Logic Unit,算术逻辑运算单元,为运算器的核心部件,其功能是进行算术、逻辑运算。

计算机组成原理期末重点章节知识点

计算机组成原理期末重点章节知识点

计算机组成原理第一章计算机系统概论(清楚一个概念)计算机的性能指标:吞吐量:表征一台计算机在某个时间间隔内能够处理的信息量。

响应时间:表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量,用时间单位来度量。

利用率:在给定的时间间隔内系统被实际使用的时间所占的比率,用百分比表示。

处理机字长:指处理机运算器中一次能够完成二进制数运算的位数。

总线宽度:一般指CPU中运算器与存储器之间进行互连的内部总线二进制位数。

存储器容量:存储器中所有存储单元的总数目,通常KB,MB,GB,TB来表示。

存储器带宽:单位时间内存储器读出的二进制数信息量,一般用字节数/秒表示。

主频/时钟周期:CPU的工作节拍受主时钟控制,主时钟不断产生固定频率的时钟,主时钟的频率叫CPU的主频。

度量单位MHZ(兆赫兹)、GHZ(吉赫兹)主频的倒数称为CPU时钟周期(T),T=1/f,度量单位us,nsCPU执行时间:表示CPU执行一般程序所占的CPU时间,公式:CPU执行时间=CPU时钟周期数xCPU时钟周期CPI:表示每条指令周期数,即执行一条指令所需的平均时钟周期数。

公式:CPI=执行某段程序所需的CPU时钟周期数/程序包含的指令条数MIPS:表示平均每秒执行多少百万条定点指令数,公式:MIPS=指令数/(程序执行时间x10^6)第二章运算方法和运算器原码定义:(1)整数(范围(-(2^n-1)~ 2^n-1)(2)小数(范围-(2^-n-1 ~ 1-2^-n)反码定义:(3)整数(范围(-(2^n-1)~ 2^n-1)(4)小数(范围-(2^-n-1 ~ 1-2^-n)补码定义:(5)整数(范围(-(2^n )~ 2^n-1)(6)小数(范围(-1 ~ 1-2^-n)移码表示法(用于大小比较与对阶操作)IEEE754标准格式:符号位(1位)+ 阶码(移码)+ 尾数正溢:两个正数相加,结果大于机器字长所能表示的最大正数负溢:两个负数相加,结果小于机器字长所能表示的最小负数检测方法:1、双符号位法2、单符号位法不带符号阵列乘法器:同行间并行不同行间串行浮点加减运算操作过程大体分四步:1、0操作数检查2、比较阶码大小完成对阶3、尾数进行加减运算4、结果规格化所进行舍入处理流水线原理:时间并行性线性流水线的加速比:C k=T L/T K =nk/k+(n-1)第三章存储系统程序局部性原理:在某一段时间内频繁访问某一局部的存储器地址空间,而对此范围以外的地址空间则很少访问的现象。

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

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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。

计算机组成原理期末考试重点(整理供参考)

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期末考试重点题型⏹选择题⏹填空题⏹判断题⏹简答题⏹应用题选择、填空与判断⏹计算机的组成和软件的分类⏹计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5部分组成;⏹⏹⏹机器语言、汇编语言、高级语言的特点⏹机器语言⏹⏹特点:⏹ 1.从形式上表现为由0、1序列组成的指令系统⏹ 2.机器语言不需要经过任何翻译工作,执行效率高⏹ 3.难记忆,难理解,难开发,难调试,易出错⏹ 4.不同型号CPU的指令集有较大差异,对应的机器指令也不同,但同一系列的CPU指令集有向上兼容性,如:Intel80386指令集就包含了8086的指令集⏹汇编语言⏹⏹优点:可读性较好,便于检查和修改错误⏹缺点:⏹ 1. 基本操作简单,描述问题的能力差,编写程序工作量大,源程序较长。

⏹ 2. 编写的程序与问题的描述相差甚远,可读性仍不好。

⏹ 3. 依赖于计算机的硬件结构和指令系统,可移植性差⏹高级语言⏹⏹优点⏹ 1. 与计算机的硬件结构和指令系统无关⏹ 2. 表达方式比较接近自然语言⏹ 3. 描述问题的能力强⏹ 4. 可读性、通用性和可维护性好⏹ 5. 与机器的字长、寄存器、内存单元地址等无关⏹缺点⏹ 1. 高级语言必须翻译成机器语言才能执行,由于编译过程复杂死板,翻译出来的机器语言冗长,占内存大,速度慢;⏹ 2. 高级语言不能编写访问机器硬件资源的系统软件或设备控制软件。

⏹解决第二个缺点的方法:提供高级语言与汇编语言的调用接口⏹原码定点整数、补码定点整数的表示范围⏹原码⏹真值0的原码表示有两种:[+0]原=00...0,[-0]原=10 0⏹设机器字长为n+1位,则⏹原码定点正整数的表示范围为00…0—01…1,即0 — 2n-1,⏹原码定点负整数的表示范围为10…0—11…1,即-0 — -(2n-1),⏹原码定点整数的表示范围:-(2n-1) — 2n-1⏹反码⏹正数的反码与原码相同⏹负数的原码符号位不动,其余位取相反码⏹0的反码表示有两种:[+0]反=00...0,[-0]反=11 (1)⏹定点整数的反码表示范围与原码相同:-(2n-1) — 2n-1⏹补码⏹ 2.(1)正数的补码与原码一样;⏹(2)负数的补码:⏹将原码符号位保持“1”之后,⏹尾数部分自低位向高位数,第一个1以及之前的0保持不变,以后的各高位按位变反。

计算机组成原理期末考试重点(整理供参考)(DOC)

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期末考试重点题型⏹选择题⏹填空题⏹判断题⏹简答题⏹应用题选择、填空与判断⏹计算机的组成和软件的分类⏹计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5部分组成;⏹⏹⏹机器语言、汇编语言、高级语言的特点⏹机器语言⏹⏹特点:⏹ 1.从形式上表现为由0、1序列组成的指令系统⏹ 2.机器语言不需要经过任何翻译工作,执行效率高⏹ 3.难记忆,难理解,难开发,难调试,易出错⏹ 4.不同型号CPU的指令集有较大差异,对应的机器指令也不同,但同一系列的CPU指令集有向上兼容性,如:Intel80386指令集就包含了8086的指令集⏹汇编语言⏹⏹优点:可读性较好,便于检查和修改错误⏹缺点:⏹ 1. 基本操作简单,描述问题的能力差,编写程序工作量大,源程序较长。

⏹ 2. 编写的程序与问题的描述相差甚远,可读性仍不好。

⏹ 3. 依赖于计算机的硬件结构和指令系统,可移植性差⏹高级语言⏹⏹优点⏹ 1. 与计算机的硬件结构和指令系统无关⏹ 2. 表达方式比较接近自然语言⏹ 3. 描述问题的能力强⏹ 4. 可读性、通用性和可维护性好⏹ 5. 与机器的字长、寄存器、内存单元地址等无关⏹缺点⏹ 1. 高级语言必须翻译成机器语言才能执行,由于编译过程复杂死板,翻译出来的机器语言冗长,占内存大,速度慢;⏹ 2. 高级语言不能编写访问机器硬件资源的系统软件或设备控制软件。

⏹解决第二个缺点的方法:提供高级语言与汇编语言的调用接口⏹原码定点整数、补码定点整数的表示范围⏹原码⏹真值0的原码表示有两种:[+0]原=00...0,[-0]原=10 0⏹设机器字长为n+1位,则⏹原码定点正整数的表示范围为00…0—01…1,即0 — 2n-1,⏹原码定点负整数的表示范围为10…0—11…1,即-0 — -(2n-1),⏹原码定点整数的表示范围:-(2n-1) — 2n-1⏹反码⏹正数的反码与原码相同⏹负数的原码符号位不动,其余位取相反码⏹0的反码表示有两种:[+0]反=00...0,[-0]反=11 (1)⏹定点整数的反码表示范围与原码相同:-(2n-1) — 2n-1⏹补码⏹ 2.(1)正数的补码与原码一样;⏹(2)负数的补码:⏹将原码符号位保持“1”之后,⏹尾数部分自低位向高位数,第一个1以及之前的0保持不变,以后的各高位按位变反。

计算机组成原理重点难点解析精心整理

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计算机组成原理部分1.1计算机系统硬件(Hardware)计算机的实体部分,可以实现计算机最基本的操作行为。

软件(Software)使计算机实现各种功能的程序集合。

包括系统软件、应用软件两大类。

高级语言计算机系统层次结构三级层次结构的计算机系统将高级语言程序先翻译成汇编语言程序第三级(高级语言程序)1.3计算机的基本组成运算器:实现数据处理的部件完成最基本的算术逻辑运算ALU (Arithmetic and Logic Unit)+Registers+DataPath运算器与机器字长(字的概念)的关系性能指标:MIPS简单运算器结构图存储器:实现数据存储的部件保存程序和数据(二进制信息)存储单元:地址的概念:每一个字节单元拥有一个唯一的地址(索引)存储器的工作方式:读、写存储器结构简图1.3计算机的基本组成控制器:实现控制功能的部件提供各部件工作所需的控制信号,控制计算机其他部件协同工作指令部件(Instruction Register,Instruction Decoder)指令顺序控制(Program Counter)时序逻辑部件(Clock,Timer,Sequencing Logic)控制信号生成部件(Control Signal Generator or Control Memory)控制器结构简图1.3计算机的基本组成输入输出:实现数据交换的部件实现计算机内部与外界(其他系统或人类)的信息交换实现数据交换的设备:输入设备、输出设备接口标准与接口部件计算机整体结构简图SRAMT 5DRAMCsC保持状态:字选线低电平,内部保持稳定状态。

但电容有漏电流,状态不能长久保持新(再生)。

DRAMDRAMD线上的电压在读出过程中的变化情况预充电二维地址结构(AAA二维地址结构(DRAM存储器芯片结构总结SRAM普遍采用全地址线方式,即芯片地址管脚安排了内部所需要的全部行地址和列地址。

芯片采用片选信号CS。

计算机组成原理期末考点重点

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第一章1)冯.诺依曼主要三个思想是什么?(1)计算机处理采用二进制或二进制代码(2)存储程序(3)硬件五大部分:输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器2)计算机硬件由哪5部分组成?输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器3)VLSI中文的意思是什么?超大规模集成电路4)列举出三个计算机应用领域?1.科学技术计算2.数据信息处理3.计算机控制4.计算机辅助技术5.家庭电脑化5)计算机系统分哪两大系统?硬件和软件系统6)计算机内部信息包括哪两大信息?计算机中有两种信息流动:一是控制信息,即操作命令,其发源地为控制器;另一种是数据流,它受控制信息的控制,从一部件流向另一部件,边流动边加工处理。

7)计算机性能主要包括哪三个主要性能?(1)基本字长: 是参与运算的数的基本长度,用二进制数位的长短来衡量,取决寄存器、加法器、数据总线等部件的位数。

(2)主存容量:可以用字节,有的用字长,K、M、G、T(3)运算速度: 是每秒能执行的指令条数来表示,单位是条/秒。

(MIPS)8)现代计算机系统分为五个层次级别是如何划分的?从功能上,可把现代计算机系统分为五个层次级别:第一级是微程序设计级:是硬件级第二级是一般机器级:机器语言级第三级是操作系统级:是操作系统程序实现。

(混合级)第四级是汇编语言级:一种符号形式语言。

第五级是高级语言级9)机器数是指什么?它主要是解决了数值的什么表示?10)机器数有哪4种表示方法?原码表示法、补码表示法、和移码表示法四种。

11)计算机数值有哪两种表示方式?它主要解决了数值的什么表示?定点表示和浮点表示。

主要解决数中小数点的位置的确定。

12)浮点数在计算机内部表示两种方式是如何安排的?13)尾数是补码表示其规格化如何表示?正数:0.1×…×的形式负数:1.0×…×的形式14)解释计算机内部数值0和字符0有何不同?数值0在计算机中为00H,而字符0为其ASCII码30H。

计算机组成原理复习 (期末重点考点总结)

计算机组成原理复习 (期末重点考点总结)

计算机组成原理期末考试复习重点目录第一章计算机系统概论 (2)第二章运算方法和运算器 (4)第三章多层次的存储器 (13)第四章指令系统 (19)第五章中央处理器 (21)第6-8章: (23)第一章计算机系统概论从器件角度看,计算机经历了五代变化。

从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于冯诺依曼计算机。

计算机硬件的五大部分:冯·诺依曼计算机有什么特点呢?最重要的特点是存储程序,也就是说指令和数据都存储在存储器中,CPU运行程序时从存储器中读到每一条指令然后运行它,这就是存储程序的基本原理(定义)。

I/O设备能够直接连接CPU吗?不能,因为两者速度不匹配,需要通过接口连接。

计算机系统的层次结构:现代计算机系统可分为五个层次,第一级是微程序设计级;第二级是一般机器级;第三级是操作系统级;第四级是汇编语言级;第五级是高级语言级用什么部件区分M中存放的是指令还是数据?控制器控制器功能:交换、检测及提供信号1,控制机器,控制各个部件协调一致地工作。

2,控制器具备数据交换功能,这是指实现CPU与控制器之间、控制器与设备之间的数据交换。

3,将电话比喻中人体,那么控制器就好比是人的大脑,输出各种指令,是零件灵活运行。

2113 4,运算器只能完成运算,而控制器用5261于控制着整个CPU的工作。

5,通过数据总线,由CPU并行地把数据写入控制器,或从控制器中并行地读出数据。

第二章运算方法和运算器关于原码,反码,补码,移码的表示和计算(注意正负0的区别) 原码:反码:补码:移码:四种机器数的比较:正数:原码=反码=补码=真值负数:原码对应真值;反码为原码除符号位,其余0->1,1->0;补码为反码最低位+1; 移码:和补码数值位相同,符号位取反。

奇偶校验码(简单来说):奇校验:一位校验码和这个传输数据中1的总个数是奇数偶校验:一位校验码和这个传输数据中1的总个数是偶数IEEE 754标准:一个规格化的32位浮点数x的真值表示为x=(-1)S×(1.M)×2E-127e=E-127IEEE754标准下转十进制数值:IEEE754标准下转二进制数值:补码加减法运算以及溢出判断补码加法:例题:补码减法:例题:溢出的判断:溢出判断例题:浮点数的加减运算:第三章多层次的存储器DRAM: 动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM),是一种半导体存储器SRAM:: 静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)是随机存取存储器的一种ROM:: 只读存储器(Read-Only Memory,ROM)所存数据通常是装入整机前写入的RAM:: 随机存取存储器(英语:Random Access Memory缩写:RAM)是与CPU直接交换数据的内部存储器闪存(Flash Memory)::是电子可擦除只读存储器(EEPROM)的变种,闪存掉电后信息不丢失,是一种非易失性存储器,闪存是一种半导体存储器,不能实现信息可读可写读写存储器::可读可写只读存储器:只能读不能写闪速存储器:在系统电可擦除和可重复编程,而不需要特殊的高电压,具有成本低、密度大的特点常见的虚拟存储系统由主存-辅存两层存储器组成,辅存是大容量的磁表面存储器组成高速缓冲存储器(Cache)由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度接近于CPU的速度。

计算机组成原理 期末 简答题

计算机组成原理 期末 简答题
解决冲突的方法是可以让流水线在完成前一条指令对数据的存储器访问时,暂停取后一条指令的操作;另一种方法是设置两个独立的存储器分别存放操作数和指令,以免取指令和取操作数同时进行时互相冲突;还可以采用指令预0取技术。
2--数据相关:是流水线中的各条指令因重叠操作,可能改变对操作数的读写访问顺序,从而导致了数据相关冲突。
采用后推发,采用定向技术。
3--控制相关:主要是由转移指令引起的。
尽早判别转移是否发生,尽早生成转移目标地址;预取转移成功或不成功两个控制流方向上的目标指令;加快和提前形成条件的过程实质上是先将原存信息读出,再由刷新放大器形成原信息并重新写入的再生过程。
异步刷新:一次集中刷新一行,在刷新周期内完成全部刷新。
优点:充分利用了最大刷新间隔时间并使“死区”缩短。
集中刷新:在规定的刷新周期内,对全部存储单元集中时间刷新。
优点:在读 / 写时不受刷新的影响,读 / 写速度较高。
缺点:刷新时必须停止读 / 写操作,形成一段“死区”。
分散刷新:每行存储单元的刷新分散到每个存取周期。
优点:不存在停止读/写时间,避免了“死区”,每个存储单元的刷新周期缩短。
缺点:加长了机器的存取时间,降低了整机的运算速度,不适用于高速存储器 。
在数据块传送结束时,给出DMA操作完成的信号。
CPU的五大功能?
指令控制:控制程序的顺序执行;
操作控制:产生完成每条指令所需的控制命令;
时间控制:对各种操作加以时间上的控制;
数据加工:对数据进行算数运算和逻辑运算;
处理中断。
影响流水线性能的因素及解决方法?
1--结构相关:是当指令在重叠执行过程中,不同指令争用同一功能部件产生资源冲突时产生的。

计算机组成原理期末考试重点

计算机组成原理期末考试重点

1. 冯•诺依曼计算机的特点是什么?解:冯•诺依曼计算机的特点是:1>计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成;指令和数据以同同等地位存放于存储器内,并可以按地址访问;指令和数据均用二进制表示;指令由操作码、地址码两大部分组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置;指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行;机器以运算器为中心2、什么是总线?总线传输有何特点?为了减轻总线的负载总线上的部件都应具备什么特点?答:总线是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。

总线特点是某一时刻只能有一路信息在总线传输即分时使用。

为减轻总线负载总线上的部件应通过三态驱动电路与总线连通。

3、总线如何分类?什么是系统总线?系统总线又分为几类是单向的还是双向的?答:总线分类按数据传送方式分为并行传输总线和串行传输总线。

按连接部件不同分为计算机总线,测控总线,网络通信总线。

系统总线是指CPU,主存,I/O设备各大部件之间的信息传输线。

系统总线分为三类:地址总线,数据总线和控制总线。

数据总线是是双向传输与机器字长存储字长有关,地址总线是单向传输,与地址线的位数和存储单元有关。

4. 为什么要设置总线判优控制?常见的集中式总线控制有几种?各有何特点?哪种方式响应时间最快?哪种方式对电路故障最敏感?答:总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题;常见的集中式总线控制有三种:链式查询、计数器定时查询、独立请求;特点:链式查询方式连线简单,易于扩充,对电路故障最敏感;计数器定时查询方式优先级设置较灵活,对故障不敏感,连线及控制过程较复杂;独立请求方式速度最快,但硬件器件用量大,连线多,成本较高。

5. 什么叫刷新?为什么要刷新?说明刷新有几种方法。

解: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)

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(名词解释与简答题)期末复习

计算机组成原理(名词解释与简答题)期末复习

计算机组成原理(名词解释与简答题) 1.硬连线控制器如何产生微命令产生微命令的主要条件是哪些答:1.硬连线控制器依靠组合逻辑电路产生微命令;组合逻辑电路的输入是产生微命令的条件,主要有:A、指令代码B、时序信号C、程序状态信息与标志位D、外部请求信号。

2.何谓中断方式它主要应用在什么场合请举二例。

答:A、中断方式指:CPU在接到随机产生的中断请求信号后,暂停原程序,转去执行相应的中断处理程序,以处理该随机事件,处理完毕后返回并继续执行原程序; B、主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O; C、例:打印机控制,故障处理。

3.在DMA方式预处理(初始化)阶段,CPU通过程序送出哪些信息答:向DMA控制器及I/O接口(分离模式或集成模式均可)分别送出如下信息: A、测试设备状态,预置DMA控制器工作方式;B、主存缓冲区首址,交换量,传送方向;C、设备寻址信息,启动读/写。

4.总线的分类方法主要有哪几种请分别按这几种法说明总线的分类。

答:A、按传送格式分为:串行总线、并行总线;B、按时序控制方式分为:同步总线(含同步扩展总线),异步总线;C、按功能分为:系统总线,CPU内部总线、各种局部总线。

5.(不算CPU中的寄存器级)存储系统一般由哪三级组成请分别简述各层存储器的作用(存放什么内容)及对速度、容量的要求。

答:A、主存:存放需要CPU运行的程序和数据,速度较快,容量较大;B、Cache:存放当前访问频繁的内容,即主存某些页的内容复制。

速度最快,容量较小;C、外存:存放需联机保存但暂不执行的程序和数据。

容量很大而速度较慢。

6.中断接口一般包含哪些基本组成简要说明它们的作用。

答:A、地址译码。

选取接口中有关寄存器,也就是选择了I/O设备; B、命令字/状态字寄存器。

供CPU输出控制命令,调回接口与设备的状态信息; C、数据缓存。

提供数据缓冲,实现速度匹配; D、控制逻辑。

如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。

计算机组成原理(名词解释与简答题)期末复习

计算机组成原理(名词解释与简答题)期末复习

计算机组成原理(名词解释与简答题)1. 硬连线控制器如何产生微命令?产生微命令的主要条件是哪些?答:1.硬连线控制器依靠组合逻辑电路产生微命令;组合逻辑电路的输入是产生微命令的条件,主要有:A、指令代码B、时序信号C、程序状态信息与标志位D、外部请求信号。

2•何谓中断方式?它主要应用在什么场合?请举二例。

答:A、中断方式指:CPU在接到随机产生的中断请求信号后,暂停原程序,转去执行相应的中断处理程序,以处理该随机事件,处理完毕后返回并继续执行原程序;B、主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O ;C、例:打印机控制,故障处理。

3. 在DMA方式预处理(初始化)阶段,CPU通过程序送出哪些信息?答:向DMA控制器及I/O接口(分离模式或集成模式均可)分别送出如下信息:A、测试设备状态,预置DMA控制器工作方式;B、主存缓冲区首址,交换量,传送方向;C、设备寻址信息,启动读/写。

4. 总线的分类方法主要有哪几种?请分别按这几种法说明总线的分类。

答:A、按传送格式分为:串行总线、并行总线;B、按时序控制方式分为:同步总线(含同步扩展总线),异步总线;C、按功能分为:系统总线,CPU内部总线、各种局部总线。

5. (不算CPU中的寄存器级)存储系统一般由哪三级组成?请分别简述各层存储器的作用(存放什么内容)及对速度、容量的要求。

答:A、主存:存放需要CPU运行的程序和数据,速度较快,容量较大;B、Cache :存放当前访问频繁的内容,即主存某些页的内容复制。

速度最快,容量较小;C、外存:存放需联机保存但暂不执行的程序和数据。

容量很大而速度较慢。

6. 中断接口一般包含哪些基本组成?简要说明它们的作用。

答:A、地址译码。

选取接口中有关寄存器,也就是选择了I/O设备;B、命令字/状态字寄存器。

供CPU输出控制命令,调回接口与设备的状态信息;C、数据缓存。

提供数据缓冲,实现速度匹配;D、控制逻辑。

如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。

计算机组成原理期末测验简答题重点

计算机组成原理期末测验简答题重点
15、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。 1. 指令和数据分开存放 2. 设置程序计数器 PC,存放当前指令所在的存储单元。
16、外围设备的 I/O 控制方式分哪几类?各具什么特点?
(1) 程序查询方式:CPU 的操作和外围设备的操作能够同步,而且硬件结构比较简单 (2) 程序中断方式:一般适用于随机出现的服务,且一旦提出要求应立即进行,节省了CPU 的时间,但硬件 结构相对复杂一些。3(‫ )ﻫ‬直接内存访问(DMA)方式:数据传输速度很高,传输速率仅受内存访问时间的 限制。需更多硬件,适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。 (4) 通道方式:可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送,大大提高了CPU 的工作效率。 ‫(ﻫ‬5) 外围处理机方式:通道方式的进一步发展,基本上独立于主机工作,结果更接近一般处理机。
(1) 指令寄存器(IR):用来保存当前正在执行的一条指令。‫(ﻫ‬2) 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。
中断时容易导致数据的丢失。
7、按照冯.诺依曼原理,现代计算机应具备哪些功能? 答:按照冯.诺依曼原理,现代计算机应具备以下 5 个功能: ⑴ 输入输出功能:能把原始数据和解题步骤及中间结果接收下来(输入),把计算结果
与计算过程中出现的情况告诉(输出)给用户。 ⑵ 记忆功能:应能“记住”原始数据、解题步骤及中间结果。 ⑶ 计算功能:应能进行一些最基本的运算。这些基本运算能组成人们所需要的复杂运

(完整版)计算机组成原理简答题

(完整版)计算机组成原理简答题

(完整版)计算机组成原理简答题计算机组成原理简答题第四章1、存储器的层次结构主要体现在什么地方?为什么要分这些层次?计算机如何管理这些层次?答:存储器的层次结构主要体现在Cache-主存和主存-辅存这两个存储层次上。

Cache-主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用,即从整体运行的效果分析,CPU 访存速度加快,接近于Cache的速度,而寻址空间和位价却接近于主存。

主存-辅存层次在存储系统中主要起扩容作用,即从程序员的角度看,他所使用的存储器其容量和位价接近于辅存,而速度接近于主存。

综合上述两个存储层次的作用,从整个存储系统来看,就达到了速度快、容量大、位价低的优化效果。

主存与CACHE之间的信息调度功能全部由硬件自动完成。

而主存与辅存层次的调度目前广泛采用虚拟存储技术实现,即将主存与辅存的一部分通过软硬结合的技术组成虚拟存储器,程序员可使用这个比主存实际空间(物理地址空间)大得多的虚拟地址空间(逻辑地址空间)编程,当程序运行时,再由软、硬件自动配合完成虚拟地址空间与主存实际物理空间的转换。

因此,这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透明的。

2. 说明存取周期和存取时间的区别。

解:存取周期和存取时间的主要区别是:存取时间仅为完成一次操作的时间,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后线路的恢复时间。

即:存取周期 = 存取时间 + 恢复时间3. 什么叫刷新?为什么要刷新?说明刷新有几种方法。

解: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。

集中式:在最大刷新间隔时间内,集中安排一段时间进行刷新,存在CPU访存死时间。

分散式:在每个读/写周期之后插入一个刷新周期,无CPU访存死时间。

异步式:是集中式和分散式的折衷。

4. 半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种?解:半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种:线选法和重合法。

《计算机组成原理》复习简答题总结

《计算机组成原理》复习简答题总结

比较SRAM和DRAM的主要特性,用其组成系统时,从设计和使用角度看两 者有何区别。 (1)SRAM和DRAM的主要性能 区别 SRAM DRAM
特性
存储信息 破坏性读出 需要刷新 送行列地址 运行速度 集成度
静态存储器
触发器 非 不要 同时送 快 低
动态存储器
电容 是 需要 分两次送 慢 高
发热量

总线的特性。 物理特性:指总线的物理连接方式,包括总线 的根数,总线的插头、插座的形状,引脚线的排列 方式等。 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及 有效电平范围。送入CPU的信号叫输入信号(IN), 从CPU发出的信号叫输出信号(OUT)。 时间特性:定义了每根线在什么时间有效。规 定了总线上各信号有效的时序关系,CPU才能正确 无误地使用。
总线的概念。 总线是构成计算机系统的互联机构,是多个系统功 能部件间进行数据传送的公共通道,并在争用资源的基 础上进行工作。 单处理器系统中的总线。 一个单处理器系统中的总线,大致分为三类: (1)内部总线:CPU内部连接各寄存器及运算部件之 间的总线。 (2)系统总线:CPU同计算机系统的其他高速功能部 件,如存储器、通道等互相连接的总线。 (3)I/O总线:中、低速I/O设备之间互相连接的总 线。
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。 (2)[x]补=0010111,[y]补=0011011, [-y]补=1100101 [x]补 0010111 + [-y]补 1100101 _________________________________ 1111100 两个符号位出现“11”,表示无溢出 [X-Y]补 = 111100, X-Y = -00100

计算机组成原理简答题汇总史上最全

计算机组成原理简答题汇总史上最全

计算机组成原理简答题汇总史上最全⼀.计算机硬件系统组成的基本概念1.什么是计算机系统?说明计算机系统的层次结构。

计算机系统包括硬件和软件。

从计算机系统的层次结构来看,它通常可以分为五个以上的层次,在每⼀层上都能进⾏程序设计。

由下⾄上可排序为:第⼀级微程序机器级,微指令硬件直接执⾏;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,⼀般⽤及其语⾔程序解释作业控制语句;第四级汇编语⾔级,这⼀级由汇编语⾔⽀持和执⾏;第五级⾼级语⾔级,采⽤⾼级语⾔,由各种⾼级语⾔编译程序⽀持和执⾏。

还可以有第六级,应⽤语⾔机器级,采⽤各种⾯向问题的应⽤语⾔。

2.冯诺依曼结构计算机的特点是什么,它有哪些局限性?冯诺依曼结构计算机是⼀种典型的计算机组织结构,将计算机硬件分为运算器,存储器,控制器,输⼊部件和输出部件,采⽤存储程序的⼯作⽅式。

冯诺依曼结构计算机的主要外部特征是:(1)指令和数据都以字的⽅式存放在相同的存储器中,没有区别,由计算机的状态来确定从存储器独处的字是指令还是数据。

指令送往控制单元译码,,数据送往运算器进⾏运算。

(2)指令顺序串⾏地执⾏,并由控制单元集中控制,采⽤⼀个PC计数器对指令进⾏寻址。

(3)存储器是⼀个单元定长的⼀维线性空间。

(4)使⽤低级机器语⾔,数据以⼆级制形式表⽰。

指令中包括操作码和地址码两部分。

操作数的编码格式从数据本⾝不能进⾏区别。

(5)单处理机结构,以运算器为中⼼,只有⼀个数据流和指令流。

冯诺依曼结构计算机的局限性在于它的并⾏性⼗分有限,不适合于⼈⼯智能和模式识别等应⽤场合。

3.计算机内部有哪两种信息流,它们之间有什么关系?计算机内部有控制信息流和数据信息流。

控制信息包括指令信息、状态信息和时序信息,这些信息的组合产⽣各类控制信号,对数据信息进⾏加⼯处理,并控制数据信息的流向,实现计算机的各项功能。

4.计算机采⽤什么计数制,为什么?计算机采⽤⼆进制计数制。

这种计数制便于物理器件实现。

计算机组成原理简答题

计算机组成原理简答题

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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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。

(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。

5、中断处理过程包括哪些操作步骤?关闭中断标识,重要数据入栈, 处理中断服务功能, 数据出栈, 恢复中断标识, 开中断.6、DMA方式和程序中断方式比较有什么不同?DMA:采用内在和外设直接数据交换的方式,只有当有一段数据传送时才会请求CPU中断,减少了CPU的负担。

程序中断:只适用于简单的少量外设的计算机系统,会耗费大量的CPU时间,当有大量中断时容易导致数据的丢失。

7、按照冯.诺依曼原理,现代计算机应具备哪些功能?答:按照冯.诺依曼原理,现代计算机应具备以下5个功能:⑴输入输出功能:能把原始数据和解题步骤及中间结果接收下来(输入),把计算结果与计算过程中出现的情况告诉(输出)给用户。

⑵记忆功能:应能“记住”原始数据、解题步骤及中间结果。

⑶计算功能:应能进行一些最基本的运算。

这些基本运算能组成人们所需要的复杂运算。

⑷判断功能:计算机在进行一步操作后,应能从预先无法确定的几种方案中选择一种操作方案。

⑸自我控制功能:计算机应能保证程序执行的正确性和各部件间的协调性。

8、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。

9、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)。

10、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)。

11、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。

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。

12、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不能。

⑵没有。

13、简述CPU的主要功能。

CPU:包括运算器和控制器。

基本功能为:指令控制、操作控制、时间控制、数据加工。

14、一个较完善的指令系统应包括哪几类?数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指令、字符串指令、特权指令等。

15、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。

1. 指令和数据分开存放2. 设置程序计数器PC,存放当前指令所在的存储单元。

16、外围设备的I/O控制方式分哪几类?各具什么特点?(1)程序查询方式:CPU的操作和外围设备的操作能够同步,而且硬件结构比较简单(2)程序中断方式:一般适用于随机出现的服务,且一旦提出要求应立即进行,节省了CPU的时间,但硬件结构相对复杂一些。

(3)直接内存访问(DMA)方式:数据传输速度很高,传输速率仅受内存访问时间的限制。

需更多硬件,适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。

(4)通道方式:可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送,大大提高了CPU的工作效率。

(5)外围处理机方式:通道方式的进一步发展,基本上独立于主机工作,结果更接近一般处理机。

17、请说明指令周期、机器周期、时钟周期之间的关系。

时钟周期是最基本的时间单位一般是10ns机器周期是读一条指令最少的时间一般是12倍的时钟周期指令周期是读出指令并且执行指令的时间一般是几个机器周期18、CPU响应中断应具备哪些条件?※允许中断触发器为“1”状态;※ CPU结束了一条指令的执行过程;※新请求的中断优先级较高;19、比较水平微指令与垂直微指令的优缺点。

(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)由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。

垂直型微指令则相反。

(4)水平型微指令用户难以掌握,而垂直型微指令与指令比较相似,相对来说,比较容易掌握。

二.简答题1、冯·诺依曼型计算机的基本特点是什么?答:冯•诺依曼原理的基本思想是:•采用二进制形式表示数据和指令。

指令由操作码和地址码组成。

•将程序和数据存放在存储器中,使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行,自动完成计算任务。

这就是“存储程序”和“程序控制”(简称存储程序控制)的概念。

•指令的执行是顺序的,即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行,程序分支由转移指令实现。

•计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成,并规定了5部分的基本功能。

冯•诺依曼型计算机的基本特点也可以用“存储程序”和“程序控制”来高度概括。

2、计算机硬件有哪些部件,各部件的作用是什么?答:计算机的硬件系统由有形的电子器件等构成的,它包括运算器、存储器、控制器、输入输出设备及总线系统组成。

而总线分为数据总线、地址总线、控制总线,其结构有单总线结构、双总线结构及多总线结构。

存储器(Memory)是用来存放数据和程序的部件;运算器是对信息进行运算处理的部件;控制器是整个计算机的控制核心。

它的主要功能是读取指令、翻译指令代码、并向计算机各部分发出控制信号,以便执行指令;输入设备能将数据和程序变换成计算机内部所能识别和接受的信息方式,并顺序地把它们送入存储器中;输出设备将计算机处理的结果以人们能接受的或其它机器能接受的形式送出。

3、什么是总线?以总线组成计算机有哪几种组成结构?答:总线(Bus)就是计算机中用于传送信息的公用通道,是为多个部件服务的一组信息传送连接线。

按照总线的连接方式,计算机组成结构可以分为单总线结构、双总线结构和多总线结构等(详细内容见第7章)。

4、什么是硬件、软件和固件?什么是软件和硬件的逻辑等价?在什么意义上软件和硬件是不等价的?答:计算机硬件(Hardware)是指构成计算机的所有实体部件的集合,通常这些部件由电路(电子元件)、机械等物理部件组成。

计算机软件(Software)是指能使计算机工作的程序和程序运行时所需要的数据,以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料,其中文字说明和图表资料又称为文档。

固件(Firmware)是一种介于传统的软件和硬件之间的实体,功能上类似软件,但形态上又是硬件。

微程序是计算机硬件和软件相结合的重要形式。

软件和硬件的逻辑等价含义:(1)任何一个由软件所完成的操作也可以直接由硬件来实现(2)任何一条由硬件所执行的指令也能用软件来完成在物理意义上软件和硬件是不等价的。

5、计算机系统按程序设计语言划分为哪几个层次?答:计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构,它通常由微程序级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成,每一级上都能创造程序设计,且得到下级的支持。

6、解释如下概念:ALU,CPU,主机和字长。

答:算术逻辑运算部件(ALU:Arithmetic Logic Unit),是运算器的核心组成,功能是完成算数和逻辑运算。

“中央处理单元”(CPU:Central Processing Unit)包括运算器和控制器,是计算机的信息处理的中心部件。

存储器、运算器和控制器在信息处理操作中起主要作用,是计算机硬件的主体部分,通常被称为“主机”。

字长决定了计算机的运算精度、指令字长度、存储单元长度等,可以是8/16/32/64/128位(bit)等。

7、常用的计算机性能指标有哪些?答:评价计算机性能是一个复杂的问题,早期只限于字长、运算速度和存储容量3大指标。

目前要考虑的因素有如下几个方面。

(1) 主频主频很大程度上决定了计算机的运行速度,它的单位是兆赫兹(MHz)。

(2) 字长字长决定了计算机的运算精度、指令字长度、存储单元长度等,可以是8/16/32/64/128位(bit)。

(3) 运算速度衡量计算机运算速度的早期方法是每秒执行加法指令的次数,现在通常用等效速度。

(4) 存储容量以字为单位的计算机常以字数乘字长来表明存储容量。

(5) 可靠性系统是否运行稳定非常重要,常用平均无故障时间(MTBF)衡量。

(6) 可维护性系统可维护性是指系统出了故障能否尽快恢复,可用平均修复时间(MTRF)表示,它是指从故障发生到机器修复平均所需要的时间。

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