简化计算机系统的设计
计算机系统综合课程设计实验总结
计算机系统综合课程设计实验总结一、引言计算机系统综合课程设计实验是计算机科学与技术相关专业的一门重要实践课程，旨在通过实际操作和综合实验任务，让学生全面了解计算机系统的组成和工作原理，培养学生的综合应用能力和问题解决能力。
本文旨在对该实验进行总结和回顾，介绍实验的目的、内容、实施过程和取得的成果。
二、实验目的计算机系统综合课程设计实验的目的是通过设计和实现一个简化的计算机系统，包括处理器、内存、I/O设备等，加深对计算机硬件和软件的理解，培养学生的系统思维和综合应用能力。
通过实验，学生能够掌握计算机系统的基本结构和工作原理，熟悉计算机体系结构、操作系统、编译原理等相关知识，提高自己的实践能力和创新能力。
三、实验内容本次实验的内容主要包括以下几个方面：1. 计算机系统的基本组成：学生需要了解并实现计算机系统的各个部分，包括处理器、内存、I/O设备等，理解它们之间的功能和相互作用关系。
2. 处理器设计与实现：学生需要设计并实现一个简化的处理器，包括指令集、寄存器、控制单元等。
通过设计处理器，学生能够深入理解指令的执行过程和计算机的运行机制。
3. 内存管理和地址映射：学生需要设计并实现一个简化的内存管理系统，包括地址映射、虚拟内存、分页机制等。
通过实现内存管理系统，学生能够理解内存的分配与回收原理，掌握地址映射的方法和技巧。
4. I/O设备的设计与实现：学生需要设计并实现一个简化的I/O设备，包括输入设备和输出设备。
通过设计I/O设备，学生能够了解I/O设备的工作原理和驱动程序的编写方法。
四、实施过程本次实验的实施过程主要包括以下几个阶段：1. 系统设计和规划：在实验开始前，学生需要对整个实验进行系统设计和规划，确定实验的目标、内容和实施方案。
2. 硬件和软件开发：学生根据实验的设计要求，开始进行硬件和软件的开发工作。
他们需要使用相应的开发工具和编程语言，实现计算机系统的各个组成部分。
3. 调试和测试：在开发完成后，学生需要对实验系统进行调试和测试，确保系统的功能和性能达到设计要求。
教案计算机的系统构成简化
计算机的系统构成简化教案章节：一、计算机硬件系统1.1 中央处理器（CPU）1.2 主板（Motherboard）1.3 内存（RAM）1.4 硬盘（Hard Disk Drive）1.5 显卡（Graphics Card）1.6 输入设备（Input Devices）1.7 输出设备（Output Devices）二、计算机软件系统2.1 操作系统（Operating System）2.2 应用软件（Application Software）2.3 编程语言（Programming Languages）2.4 系统软件（System Software）2.5 驱动程序（Drivers）三、计算机网络系统3.1 局域网（Local Area Network）3.2 广域网（Wide Area Network）3.3 互联网（Internet）3.4 网络协议（Network Protocols）3.5 网络设备（Network Devices）四、计算机安全系统4.1 防火墙（Firewall）4.2 杀毒软件（Antivirus Software）4.3 密码保护（Password Protection）4.4 数据加密（Data Encryption）4.5 安全漏洞（Security Vulnerabilities）五、计算机的系统维护与升级5.1 系统清理（System Cleanup）5.2 系统优化（System Optimization）5.3 软件更新（Software Updates）5.4 硬件升级（Hardware Upgrades）5.5 系统备份与恢复（System Backup and Recovery）六、操作系统原理与应用6.1 操作系统的功能与作用6.2 操作系统的工作原理6.3 常见操作系统简介（Windows、macOS、Linux）6.4 操作系统的安装与配置6.5 操作系统的使用与维护七、编程基础与实践7.1 编程语言的选择与学习7.2 编程的基本概念与技巧7.3 常见的编程范式（面向对象、过程式、函数式）7.4 编程实践：编写简单的程序7.5 编程常见问题与解决方案八、计算机数据库系统8.1 数据库的基本概念与分类8.2 数据库管理系统（DBMS）的选择与使用8.3 数据库的设计与建模8.4 数据库的查询与操纵8.5 数据库的安全性与完整性九、计算机辅助设计与制造9.1 CAD/CAM技术的基本概念9.2 CAD/CAM软件的选择与使用9.3 CAD/CAM技术在工程领域的应用9.4 3D打印技术简介9.5 CAD/CAM技术的未来发展趋势十、计算机伦理与社会影响10.1 计算机伦理的基本原则与问题10.2 网络安全与隐私保护10.3 计算机技术对社会的影响10.4 计算机技术的可持续发展10.5 计算机技术在教育领域的应用与挑战重点和难点解析一、计算机硬件系统难点解析：输入设备和输出设备是计算机与用户交互的重要途径，理解它们的种类、功能和工作原理对于掌握计算机的基本使用至关重要。
计算机组成原理课后习题-参考答案
习题参考答案
5-2：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？
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， 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。 的正确执行。 将指令周期划分为几个不同的阶段， 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。 一个机器周期又分为若干个相等的时间段， 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）。 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， 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。 用于寄存器的清除、接收数据等工作。
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习题什么特点？
依据控制器中的时序控制部件和微操作控制信号形 成部件的具体组成与运行原理不同，通常把控制 成部件的具体组成与运行原理不同， 器区分为微程序控制器和硬布线控制器两大类。 器区分为微程序控制器和硬布线控制器两大类。 微程序控制方式是用一个ROM做为控制信号产生 微程序控制方式是用一个 做为控制信号产生 的载体， 中存储着一系列的微程序， 的载体，ROM中存储着一系列的微程序，组成微 中存储着一系列的微程序 程序的微指令代码产生相应的操作控制信号， 程序的微指令代码产生相应的操作控制信号，这 是一种存储逻辑型的控制器。方便修改和扩充， 是一种存储逻辑型的控制器。方便修改和扩充， 但指令执行速度较慢。 但指令执行速度较慢。 硬布线控制方式采用组合逻辑电路实现各种控制功 在制造完成后， 能，在制造完成后，其逻辑电路之间的连接关系 就固定下来，不易改动。其运行速度快， 就固定下来，不易改动。其运行速度快，但构成 复杂。 复杂。
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习题参考答案
计算机设计的主要原理
计算机设计的主要原理计算机设计主要原理计算机是现代科技领域最为重要的发明之一，目前已经成为人类生活和工作中不可或缺的一部分。
但是，计算机的设计和构造不是简单的事情，需要遵循一些基本原理和规则，以保证其可靠性和稳定性。
下面，我们将介绍计算机设计的主要原理。
一、冯·诺伊曼结构原理冯·诺伊曼结构原理是计算机设计中最基本、最重要的原则之一。
这个原理的核心思想是将计算机分为两部分：控制器和运算器。
其中，控制器负责读取指令、分析指令，然后向运算器发出执行指令的命令。
运算器则负责执行指令，并将执行结果返回给控制器。
冯·诺伊曼结构原理的优点在于：它简化了计算机的设计和构造，使得计算机具有更高的灵活性和可编程性。
此外，冯·诺伊曼结构原理也是现代计算机设计的基础。
二、存储器层次结构原理存储器层次结构原理也是计算机设计中重要的原则之一。
它的核心思想是将存储器分为多个层次，每个层次的存储器容量和速度都有所不同。
最靠近处理器的是高速缓存存储器（Cache Memory），它的特点是容量小、速度快。
中间的是随机存储器（Random Access Memory, RAM），它的容量比高速缓存存储器大，但速度比高速缓存存储器慢。
最外层是磁盘或光盘，它的容量最大，但是速度最慢。
存储器层次结构原理的优点是提高了计算机的访问速度和存储容量。
三、并行处理原理并行处理原理是计算机设计中的另一个重要的原则。
它的核心思想是将任务分成多个子任务，然后由多个处理器同时进行执行。
每个处理器都负责一部分任务的处理，完成自己的计算并将计算结果返回给总控制器。
并行处理原理的优点在于提高了计算机的计算速度和效率，可以在更短的时间内完成复杂的计算任务。
四、可靠性设计原则可靠性设计原则是指在计算机设计过程中，要考虑到硬件、软件等方面的所有潜在问题，以保证计算机的可靠性和稳定性。
这个原则包括了超出设计预期的错误处理的能力，例如硬件故障、软件错误和用户输入错误等等。
2022-2023年国家电网招聘《电网计算机》预测试题18(答案解析)
2022-2023年国家电网招聘《电网计算机》预测试题（答案解析）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第壹卷一.综合考点题库(共50题)1.执行二进制算术加运算11001001+00100111，其运算结果是()。
A.11100101B.10111010C.11101111D.11110000正确答案：D本题解析：二进制进行加运算，遵循“逢二进一”原则。
2.在TCP协议中，当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答的是()。
A.SYN，ACKB.FIN，ACKC.PSH，ACKD.RST，ACK正确答案：A本题解析：ACK确认比特，SYN同步比特，用于建立连接同步序号，FIN终止比特，用来释放一个连接，PSH推送比特，用于推送操作，RST复位比特，用于连接出现严重差错来释放连接，重新建立传输。
当主动方发出连接建立请求时，接收端收到后应发送ACK来确认发送端的连接请求，并发送SYN请求建立接收端的连接。
3.微型计算机的主频是指()。
A.计算机的存储容量B.微处理器时钟的工作频率C.基本指令操作次数D.单位时间的存取数量正确答案：B本题解析：CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，内核工作的时钟频率。
4.某虚存系统有3页初始为空的页框，若采用先进先出的页面淘汰算法，则在下列1求提出时，会产生()次缺页中断。
设页面走向为：432143543215。
A.7B.8C.9D.10正确答案：C本题解析：采用画图法，注意一开始填满页框也算缺页中断。
5.计算机外部设备是指()。
A.远程通信设备B.外存设备C.输入输出设备D.除CPU和内存以外的其他设备正确答案：D本题解析：硬件系统可以划分为主机和外部设备。
其中主机包括CPU和内存，而外部设备主要包括外存、输入设备和输出设备。
6.下列选项中，属于操作系统的主要功能的是()。
A.为用户使用计算机，提供了可操作性B.用户与计算机之间的接口C.对计算机的全部软、硬件资源进行分配、控制、调度和收回D.管理计算机系统的所有资源及使用者正确答案：D本题解析：操作系统的主要功能是管理计算机系统的所有资源及使用者。
计算机系统结构年串讲及汇总第一部分
第一章计算机系统结构的基本概念1. 从使用语言的角度可以将系统看成是按功能划分的多个机器级组成的层次结构;由高到低分别为：1应用语言机器级 2高级语言机器级 3汇编语言机器级 4操作系统机器级 5传统机器语言机器级 6微程序机器级;2. 应用程序语言经应用程序包的翻译成高级语言程序;3. 高级语言程序经编译程序的翻译成汇编语言程序;4.汇编语言程序经汇编程序的翻译成机器语言程序;5.在操作系统机器级,一般用机器语言程序解释作业控制语句;6.传统机器语言机器级,是用微指令程序来解释机器指令;7.微指令由硬件直接执行;8. 在计算机系统结构的层次结构中,机器被定义为能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构的集合体;9.透明指的是客观存在的事物或属性从某个角度看不到,它带来的好处是简化某级的设计,带来的不利是无法控制10.翻译：先用转换程序将高一级机器级上的程序整个地变换成底一级机器级上行将的程序,然后在低一级机器级上实现的技术11.解释：在低级机器级上用它的一串语句或指令来仿真高级机器级上的一条语句或指令的功能,通过高级机器语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术;12硬件取舍原则：1应考虑在现有硬器件主要是逻辑器件和存储器件条件下,系统要有高的性能价格比;2要考虑到准备采用和可能采用的组成技术,使它尽可能不要过多或不合理地限制各种组成、实现技术的采用;3不能仅从“硬”的角度考虑如何便于应用组成技术的成果和便于发挥器件技术的进展,还应从“软”的角度把如何为编译和操作系统的实现以及为高级语言程序的设计提供更多更好的硬件支持放在首位;13. 计算机系统的设计思路：1由上往下2由下往上3由中间开始14. 软件的可移植性：指的是软件不修改或只经少量修改就可由一台机器搬到另一台机器上运行,同一软件可应用于不同的环境;15. 实现欠件移植的几个基本技术：1统一高级语言 2采用系列机 3模拟与仿真16. 为什么没有对各种应用真正通用的语言1不同的用途要求语言的语法、语义结构不同;2人们对语言的基本结构看法不一;3即使同一种高级语言在不同厂家的机器上也不能完全通用;4受习惯势力阻挠,人们不愿意抛弃惯用的语言;17 模拟：用机器语言程序解释实现软件移植的方法称为模拟;需经二重解释,速度低,实时性差模拟灵活,可实现不同系统间的软件移植,系统差异太大时效率速度急剧下降18 仿真：用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法称为仿真;速度上损失小,但不灵活,只在差别不大的机器上使用,两种机器差别太大时,就很难仿真19 模拟与仿真的区别：仿真是用微程序解释,其解释程序存入在控制存储器中；而模拟是用机器语言程序来解释,其解释程序存放在主存中;20 并行性：把解题中具有可以同时进行运算或操作的特性;并行性包括1同时性和2并发性同时性：指两个或多个事件在同一时刻发生并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生21开发并行性途径：1时间重叠 2资源重复 3资源共享时间重叠：让多个处理过程在时间上相互错开,轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分,加快硬件周围来赢得速度;资源重复：通过得利设置硬件资源来提高可靠性或性能;资源共享：用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套资源来提高其利用率,相应也就提高了系统的性能;第二章数据表示与指令系统1.数据表示：指的是能由机器硬件直接识别昨引用的数据类型;2.数据结构反映了应用中要用的各种数据元素或信息单元之间的结构关系; 数据表示是数据结构的组成元素;3.数据结构和数据表示是软、硬件的交界面;数据表示的确定实质是软、硬件的取舍;4.高级数据表示：1自定义数据表示 2微量数组数据表示 3堆栈数据表示5.标志符数据表示：将数据类型和数据本身直接联系到一起;合存于同一存储单元中6.标志符数据表示的优点：1简化了指令系统和程序设计2简化了编译程序3便于实现一至性校验4能由硬件自动变换数据类型5支持了数据库系统的实现与数据类型无关的要求6为软件调试和应用软件开发提供了支持7.标志符数据表示可能带来的问题：1每个数据字因增设标志符,会增加程序所占的主存空间2采用标志符会降低指令的执行速度8.规模机器的特征：（1）有高速寄存器组成的硬件堆栈,并附加控制电路让它与主存中的堆栈区在逻辑上构成整体,使堆栈的访问速度是寄存器,容量是主存的（2）有丰富的堆栈操作指令且功能很强,直接可对堆栈中的数据进行各种去处和处理（3）有力地支持高级语言程序的编译（4）有力地支持子程序的嵌套和递归调用9.引入数据表示的原则：（1）看系统的效率有否提高,即是否减少了实现时间的存储空间（2）看引入这种数据表示后,其通用性和利用率是否高10.浮点数尾数的下溢处理方法：1截值法 2舍入法 3恒置1法 4查表舍入法11.寻址方式：指的是指令按什么方式寻长或访问到所需的操作数或信息;12.寻址方式在指令中的两种指明方式：1 占有操作码中的某些位 2在地址码部分专门设置寻址方式位字段指明13.逻辑地址是程序员编程用的地址;物理地址是程序在主存中的实际地址;14.静态再定位：在目的程序装入主存时,由装入程序用软件方法把目的程序的逻辑地址变换成物理地址15.动态再定位：在执行每条指令时才形成访存物理地址的方法16.指令由操作码和地址码两部分构成；操作码指明操作种类和所用操作数的数据类型；地址码包括操作数的地址、地址的附加信息、寻址方式等;17.指令格式的优化：指的是如何用最短的倍数来表示指令的操作信息和地址信息,使程序中指令的平均字长最短;18.操作码的优化表示,主要是为了缩短指令字长,减少程序总位数及增加指令字能表示的操作信息和地址信息;19.哈夫曼压缩概念的基本思想：当各种事件发生的概率不均等时,采用优化技术对发生概率最高的事件用最短的位数时间来表示处理,而对出现概率较低的,允许用较长的位数时间来表示处理,这样,就会导致表示处理的平均时间的缩短;20.操作码的表示方式通常有下列三种：1固定长度编码法 2哈夫曼编码法 3扩展操作码编码法21.指令系统的设计、发展和改进上的两种不同方向：1CISC 2RISC22.CISC：进一步增强原有指令的功能以及设置更为复杂的新指令取代原先由软子程序完成的功能,实现软件功能的硬化;23.CISC复杂指令系统计算机的优化实现：1 面各目标程序的优化2 面向高级语言的优化3 面向操作系统的优化24.面向目标程序的优化1 对存贮器语言程序及其执行情况进行统计各种指令和指令串的使用频度来加以分析和改进;静态使用频度：对程序中统计出的指令及指令串使用频度着眼于减少目标程序所占用的储存空间动态使用频度：在目标程序执行过程中对指令和指令串统计出的频度着眼于减少目标程序的执行时间2 增设强功能复合指令来取代原先是由常用宏指令或子程序实现的功能,用微程序解释实现;25.面向高级语言优化实现改进尽可能缩短高级语言和机器语言的语义差距,支持高级语言编译,缩短编译程序长度和编译时间1 通过对源程序中各种高级语言语句的使用频度进行统计来分析改进;2 如果面向编译,优化代码生成来改进;3 设法改进指令系统,使它与各种语言间的语义差距都有同等的缩小;4 让机器具有分别面向各种高级语言的多种指令系统、各种系统结构;5 发展高级语言计算机或称高级语言机器26.面向操作系统的优化1 对常用指令和指令串的使用频度进行统计分析来改进;改进指令系统2 考虑如何增设专用于操作系统的新指令;改进指令系统3 把操作系统中频繁使用的对速度影响大的某些软件子程序硬化或固化,改为直接用硬件或微程序解释实现;4 发展让操作系统由专门的处理机来执行的功能分布处理系统结构;27.CISC存在的问题：1 指令系统庞大,一般在200条指令以上;许多指令功能异常复杂;2 由于许多指令的繁杂,执行速度很低;3 指令系统庞大,故高级语言编译程序选择目标指令的范围大太,难以优化生成高效机器语言程序,编译程序也太长太复杂;4 由于指令系统庞大,各种指令的使用频度都不会太高,具差别很大,其中相当一部分指令的利用率很低;28.设计RISC的原则：1 只选择那些使用频度很高的指令,再增加少量其他功能的指令,使之一般不超过100条2 减少指令系统寻址方式各类,一般不超过两种,并让全部指令都是相同的长度;3 让所有指令都在一个机器周期内完成4 扩大通用寄存器数,尽量减少访存;仅存store、取load指令访存,其他指使一律对寄存器操作;5 大多数年指令都用硬联控制实现,少数指令用微程序实现;6 精简指令和优化设计编译程序,简单有效地支持高级语言的实现;29.设计RISC结构用的基本技术：1 按RISC一般原则设计2 逻辑实现用硬联和微程序结合3 用重叠寄存器窗口4 指令用流水和延迟转移5 优化设计编译系统30.采用RISC技术带来的好处：1 简化指令系统设计,适合VLSI实现2 提高机器的执行速度和效率3 设计成本,提高了系统的可靠性4 可直接支持高级语言的实现31.RISC的不足：1 由于指令少,一条CISC指令能完成的某些功能需要多条RISC指令才能完成,加重了汇编各方程序设计的负担,增加了机器语言程序的长度,占用在座空间多,加大了指令的信息流量;2 对浮点去处执行的虚拟存储器的支持虽有很大加强,但仍显不足;3 RISC机器的编译程序比CISC的难写;第三章总线、中断与输入输出系统1.输入输出系统包括输入输出设备、设备控制器及与输入输出操作有关的软硬件2.I/O系统设计主要考虑解决好CPU、主存和I/O设备在速度上的巨大差距;3.输入输出系统发展经历了三个阶段：1程序控制I/O 2直接存储器访问 3I/O处理机方式a.通道 b.外围处理机方式4.总线类型：按信息传送方向分：1单向传输 2双向传输按用法分：1专用 2非专用相关介绍及优缺点见P635.非专用总线总线控制方式：集中式控制：总线控制机构基本上集中在一起; 分布式控制：总线控制逻辑分散在各个部件中 P646.集中式总线控制：1串行链接控制 2定时查询方式 3独立查询方式P647.集中式串行链接式的总线分配过程：1.部件发总线请求;2.总线不忙时,总线控制器返回总线响应总线可用信号;3.没发总线请求信号的部件传送总线响应信号,发的部件截留响应信号;4.截留后,发总线忙状态,撤销请求,开始占用总线;5.传送结束撤销总线忙;6.总线不忙后,撤销总线响应;8.优点： 1.选择算法简单,控制线线数少; 2.部件增加容易,可扩充性好; 3.容易通过重复设置提高可靠性;9.缺点： 1.对“总线可用”线及其有关电路的失效敏感; 2.优先级是线连固定,不灵活; 3.限制了总线的分配速度;10.集中定时查询方式的总线分配过程：1.部件发总线请求;2.总线不忙时,总线控制器的查询计数器开始计数;3.定时查询各部件;4.部件接收计数值,并判断,若与部件号一致,则发总线忙,撤销请求,并占用总线;5.总线控制器收到总线忙,停止计数,停止查询;6.传送结束撤销总线忙;11.优点： 1.优先次序可用程序控制,灵活性强; 2.可靠性高;12.缺点： 1.总线线数较多; 2.部件数受限于定时查询线线数; 3.控制较为复杂; 4.总线分配的速度不能提高;13.集中式独立请求方式的总线分配过程：1.部件发总线请求;2.总线不忙时,按某种算法,发一个总线响应;3.被响应部件发总线忙状态,撤销请求,开始占用总线;4.传送结束,撤销总线忙;5.总线不忙后,撤销总线响应;14.优点：1.总线分配速度快; 2.可用选定的方式确定响应的部件; 3.能方便的隔离失效部件的请求;15.缺点：1.控制线数量过大; 2.总线控制器要复杂的多;16.总线的传送方式分为：1同步通信 2异步通信17.同步通信：两个部件之间的信息传送是通过定宽定距的系统时标进行同步的受同步时钟的控制18.同步通信的优点：信息传送速率高,受总线的长度影响小;19.同步通信的缺点：但会因时钟在总线上的时滞而造成同步误差, 且时钟线上的干扰信号易引起误同步;20.异步通信：用于I/O总线,连接不同速度的I/O设备;又可分为a.单向控制和b.双向请求/回答控制两种1单向控制：指的是通信过程只由目的或源部件中的一个单一控制;单向控制又有源控制和目的控制两种;优点：简单,高速;缺点：未能保证下一数据传送之前让所有数据线和控制线的电平信号恢复成初始状态,从而可能造成错误;2请求/回答双向控制：由源和目共同控制;特点：增加了信号总线来回传送的次数,使控制硬件变得复杂,但它能适应各种不同速度的I/O设备,保证数据传送的正确性,有较高的数据传送率;21.数据宽度：是I/O设备取得I/O总线使用权后在一次I/O总线分配期间内,所传送数据的总量;22.数据通路宽度：数据总线的位数,是数据传送的物理宽度;即一个时钟周期所传送的信息量,它直接取决于数据总线的线数;23.总线的线数越多,成本越高、干扰越大、可靠性越低、占用的空间也越大,当然传送速度和流量也越高;为此,越是长的总线,其线数就应尽可能减少;24.减少线数的方法：1同一根线多个功能复用; 2并/串—串/并转换 3编码25.中断源：引起中断的各种事件; 中断请求：中断源向中断系统发出请求中断的申请; 中断响应：允许中断请求中断CPU现行程序的运行,转去对该请求进行预处理,包括保存好断点现场,调出有关处理该中断的中断处理程序,准备运行;26.中断分类的目的：中断源数量很多,若形成单独入口,硬件复杂,代价大,故进行分类,把性质相近的中断源归为一类;同一类中断共用一个中断入口地址,再由软件形成实际入口地址;27.中断的分类：1机器校验中断第一级：设备故障,电源故障,主存出错;2管理程序调用访管中断第二级：访管指令;3程序性中断第二级：溢出,除数为零,数据格式错;4外部中断第三级：定时器,外部信号;5输入/输出中断第四级：I/O请求;6重新启动中断第五级：启动另一个程序;28.中断分级的目的：解决多个中断请求同时发生时的响应次序问题;29.分级原则： 1同一类的优先次序由软件管理一般情况下,同类同级,不同类不同级2不同类的中断根据中断的轻重缓急分成不同的级别;30.中断嵌套原则： 1禁止同级或低级中断; 2允许高级中断;31.中断响应次序和处理次序中断响应次序用排队器硬件实现,次序是由高到低定死的,但可以根据需要用软件改变实际的中断处理完次序简称中断处理次序;中断级屏蔽位的作用：决定某级中断请求能否进入排队器只要能进入,还是按上面讲的优先级次序由高到底响应中断中断响应次序由硬件定死;而处理次序由中断屏蔽位决定;32.中断系统的功能包括：中断请求的保存与清除,确定优先级,保护断点,保护现场,中断源分析,中断处理,中断返回等;33.中断系统的软、硬件功能分配实质是中断处理程序软件和中断响应硬件的功能分配;34.中断系统的软件与硬件的功能分配主要考虑如下两个因素：1中断响应时间 2灵活性;35.通道的功能：1接受CPU的输入输出操作指令,按指令要求控制外设接受指令2从主存读取通道程序,并执行即向设备控制器发送各种指令执行程序3组织和控制数据在内存与外设之间的传送操作传送数据4读取外设的状态信息,形成整个通道的状态信息,提供给CPU或保存在主存中通道状态5向CPU发出输入输出操作中断请求中断请求36.通道的工作过程：1用户在目态中安排广义I/O指令;包括访管指令和参数2当目态程序执行到访管指令后,产生访管中断;3CPU响应中断,第一次访管态,运行管态程序;4管理程序编制通道程序;根据参数：设备号、主存地址、信息长度等通道程序放在主存中,由通道执行5执行“启动I/O”指令：选择通道,校验第一条通道指令格式,选择设备并启动通道及设备;6通道启动后,<1>CPU退出管态,运行目态程序;<2>通道与设备开始传送数据;7通道传送结束后,向CPU发I/O中断;8CPU 响应中断,第二次转管态,对刚才的通道作“善后”处理;9返回目态,运行目态程序;37. 通道的种类：（1） 字节多路通道：适用于大量的像光电机等字符类低速设备;数据宽度：单字节多设备交叉（2） 数组多路通道：适合于连接多台像磁盘等调整设备;数据宽度：定长块多设备交叉（3） 选择通道：适合于优先级高的磁盘等调整设备,让它独占通道,只执行一台通道程序;数据宽度：可变长块独占38. 通道流量：通道在数据传送期内,单位时间内传送的字节数字节传输速率;它能达到的最大流量称通道极限流量;重要参数： TS : 选择一次设备的时间; TD :传送一个字节的时间; K ：定长块的字节长度; N ：传送的全部字节个数;39. 通道极限流量：字节多路通道：f max ·byte = 1/TS+TD 每选择一台设备,只传送一字节 数组多路通道：f max ·block = K/TS+K ·TD= 1/ＴS/K+TD 每选择一台设备,传送定长K 字节 选择通道： f max ·select = N/TS+N ·TD= 1/TS/N+TD显然,若通道的TS 、TD 一定, 且N>K 时,字节多路方式工作时所能达到的极限流量最小,数组多路方式工作的居中, 选择方式工作的最大;40. 如果通道上所挂p 设备都被启动,则设备对通道要求的的实际最大流量分别为：字节多路通道应为该通道所接各设备的字节传送速率之和, 即而对于其他两种类型的通道应为所接各设备的字节传送速率中之最大的那个, 即41. 保证第j 号通道上所挂的设备在满负荷的最坏情况下都不丢失信息的条件： 设备最大流量 <= 极限流量 ∑=⋅⋅=j p i j i j byte f f 1。
一套完整的计算机网络系统方案
前言：计算机网络系统在弱电系统设计中算是比较难的，设备的选型，一般都是由厂家技术人员提供,但是一般的技术方案我们还是要会做的正文：一、需求分析计算机网络是用通信线路和通信设备，将分散在不同地点并具有独立功能的多个计算机系统互相连接,按照国际标准的网络协议进行数据通信。
实现网络中的硬件、软件、数据库等资源共享的计算机群。
项目内的计算机网络的通信线路就是综合布线系统,其他智能化系统，如：一卡通系统、安全防范系统和电话交换机系统等系统均要基于楼内的局域网系统进行数据交换、传输和资源共享，因此计算机网络担负着整个项目数据信息交换的重任，必需建设一套性能超群、稳定可靠的网络系统。
二、设计原则网络系统的建设不同于一般的智能化系统的建设,有自己独有的特点：一要网络功能强大，满足系统日常繁重的数据交换重任；二要稳定可靠，不能因为产品质量等原因影响日常工作;三要满足安全要求,具备抵御各种常见的网络攻击、病毒侵袭等功能，最后网络系统的管理还要简便。
为了更好的满足用户的需求，在本次网络系统方案设计中，我们认为应当把握住以下几个原则：●技术上应达到相当的先进性,性能上应能适应现在日新月异发展的网络应用，比如对数据、多媒体等多元信息传输的适应能力等，从而使网络平台在较长时间内不落后；支持多种集成化服务，如防火墙、IPSEC VPN、防御DDOS、WEB VPN、内容交换等多种服务。
●网络传输应具备高可靠性、高安全性,具备在出现故障时提供备用或应急措施的能力;支持NSF/SSO(状态切换），从而能在路由引擎切换时，维持路由协议的稳定，并保持第二层至第四层信息转发的状态表，不影响VoIP、网络视频等对丢包敏感的业务。
●网络应具有优异的开放性和升级扩展能力，易于对外互连，并提供最佳的用户投资保护。
如硬件支持IPV6，系统可平滑扩展等能力；支持多种国际/国家标准协议，便于系统的升级、扩充，以及与其它系统或厂家的设备的互连、互通。
com express标准定义
com express标准定义COM Express标准定义。
COM Express是一种用于嵌入式系统的计算机模块标准，它定义了一种模块化的计算机架构，旨在简化嵌入式系统的设计、开发和维护。
该标准由PICMG（嵌入式计算机行业组织）制定，旨在为嵌入式系统提供一种灵活、可扩展的解决方案。
COM Express模块通常包括处理器、内存、存储、显示接口、网络接口和其他周边设备，这些组件都集成在一个小型的模块中。
这种模块化的设计使得系统开发人员可以更容易地定制和升级嵌入式系统，同时也降低了系统设计的复杂性和成本。
COM Express标准定义了三种不同的尺寸规格，Basic、Compact和Mini。
每种规格都有不同的尺寸和接口布局，以满足不同的应用需求。
Basic尺寸较大，适用于需要更多接口和功能的应用；Compact尺寸适中，可以平衡性能和尺寸的需求；Mini尺寸最小，适合于空间有限的应用场景。
COM Express模块通常采用标准化的连接器，如高密度连接器或者固定连接器，以便于与主板或者载板进行连接。
这种标准化的连接方式使得不同厂商生产的COM Express模块可以互换使用，从而提高了系统的灵活性和可维护性。
除了尺寸和连接器的标准化外，COM Express标准还定义了模块的电气特性、信号布线、散热设计和机械尺寸等方面的规范，以确保不同厂商生产的COM Express模块在各方面都能够兼容和互操作。
总的来说，COM Express标准为嵌入式系统提供了一种灵活、可扩展的解决方案，使得系统开发人员可以更加轻松地定制和升级嵌入式系统。
通过标准化的尺寸、连接器和接口，COM Express模块可以实现互换使用，从而提高了系统的灵活性和可维护性。
同时，COM Express标准还规定了模块的电气特性、信号布线、散热设计和机械尺寸等方面的规范，以确保不同厂商生产的COM Express模块在各方面都能够兼容和互操作。
RISC和CISC的区别
RISC和CISC的区别RISC的简介RISC(reduced instruction set computer，精简指令集计算机)是一种执行较少类型计算机指令的微处理器(如下图)起源于80年代的MIPS主机，RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。
这样一来，它能够以更快的速度执行操作(每秒执行更多百万条指令，即MIPS)。
因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件，计算机指令集越大就会使微处理器更复杂，执行操作也会更慢。
RISC的简单使得在选择如何使用微处理器上的空间时拥有更多的自由。
比起从前，高级语言编译器能产生更有效的代码，因为编译器使用RISC机器上的更小的指令集。
RISC微处理器不仅精简了指令系统，采用超标量和超流水线结构；它们的指令数目只有几十条，却大大增强了并行处理能力。
如：1987年Sun Microsystem公司推出的SPARC芯片就是一种超标量结构的RISC处理器。
而SGI公司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构，这些RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作用。
RISC处理器是当今UNIX领域64位多处理机的主流芯片。
其特点主要有：一，由于指令集简化后，流水线以及常用指令均可用硬件执行；二，采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之间进行，提高了处理速度；三，采用缓存-主存-外存三级存储结构，使取数与存数指令分开执行，使处理器可以完成尽可能多的工作，且不因存储器存取信息而放慢处理速度。
由于RISC处理器指令简单、采用硬布线控制逻辑、处理能力强、速度快，世界上绝大部分UNIX工作站和服务器厂商均采用RISC芯片作CPU用。
RISC芯片的工作频率一般在400MHZ数量级。
时钟频率低，功率消耗少，温升也少，机器不易发生故障和老化，提高了系统的可靠性。
单一指令周期容纳多部并行操作。
在RISC微处理器发展过程中。
曾产生了超长指令字(VLIW)微处理器，它使用非常长的指令组合，把许多条指令连在一起，以能并行执行。
关键控制点控制程序范本（2篇）
关键控制点控制程序范本1. 引言控制程序是计算机系统中的重要组成部分，用于管理和调度计算机资源、执行应用程序，并确保系统正常运行。
关键控制点是控制程序中的关键步骤或决策点，可以直接影响系统的安全性、性能和可靠性。
本文将介绍关键控制点控制程序的设计和实现。
2. 控制点识别与分析在设计控制程序时，首先需要确定系统中的关键控制点。
关键控制点可以是用户控制输入、系统状态变化、资源分配、错误处理等。
对于每个关键控制点，需要进行详细的分析和评估，确定其对系统运行的影响程度和可能出现的问题。
3. 控制策略制定根据关键控制点的分析结果，制定相应的控制策略。
控制策略可以包括以下几个方面：- 输入验证：对用户输入进行校验和过滤，确保输入的合法性和安全性。
- 权限控制：对不同用户或角色进行权限管理，确保只有授权用户可以执行特定操作。
- 事务处理：将一系列操作作为一个事务进行处理，确保数据的一致性和完整性。
- 错误处理：对可能出现的错误进行处理，包括错误提示、日志记录和错误恢复等。
- 并发控制：对多个并发操作进行控制和调度，防止冲突和竞争条件的发生。
4. 控制程序设计与实现基于控制策略，进行控制程序的设计与实现。
控制程序可以分为以下几个模块：- 输入模块：负责接收用户输入，并进行验证和过滤。
- 权限模块：管理用户权限，控制用户对系统资源的访问和操作。
- 事务模块：提供事务处理功能，确保一系列操作的原子性和一致性。
- 错误处理模块：处理可能出现的错误情况，包括错误提示、故障恢复等。
- 并发控制模块：控制和调度多个并发操作，避免竞争条件和冲突。
5. 系统测试与优化完成控制程序的设计与实现后，需要进行系统测试和性能优化。
系统测试可以包括功能测试、安全测试、性能测试等，以确保控制程序的正确性和稳定性。
性能优化可以针对关键控制点进行，采用合适的算法和数据结构，提高系统的响应速度和吞吐量。
6. 结论关键控制点控制程序是计算机系统中的重要组成部分，对系统的安全性、性能和可靠性起到关键作用。
计算机分层生活例子
计算机分层生活例子
计算机分层是一种将复杂系统分解为多个层次的方法，每个层次负责特定的功能，从而简化系统的设计和理解。
在计算机领域，分层的思想被广泛应用于操作系统、网络协议、软件架构等方面。
以下是一些计算机分层的生活例子：
1. 操作系统分层：操作系统是管理计算机硬件和软件资源的核心软件，它可以分为多个层次，如内核层、驱动层、应用层等。
内核层负责管理计算机的硬件资源，如 CPU、内存、磁盘等；驱动层负责管理各种硬件设备，如显卡、声卡、网卡等；应用层则是各种应用程序的运行环境。
这种分层结构使得操作系统更加灵活和可扩展。
2. 网络协议分层：网络协议是计算机之间通信的规则和标准，它也可以分为多个层次，如物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层等。
物理层负责处理物理介质上的信号传输；数据链路层负责将数据封装成帧，并进行错误检测和纠正；网络层负责将数据从源节点传输到目标节点；传输层负责提供可靠的数据传输服务；应用层则是各种应用程序的通信协议。
这种分层结构使得网络协议更加灵活和可扩展。
3. 软件架构分层：软件架构是软件系统的总体结构和组织方式，它也可以分为多个层次，如表示层、业务逻辑层、数据访问层等。
表示层负责处理用户界面和用户交互；业务逻辑层负责处理业务规则和逻辑；数据访问层负责访问和操作数据库或其他数据源。
这种分层结构使得软件系统更加灵活和可维护。
这些例子表明，计算机分层是一种非常有效的方法，可以将复杂的系统分解为多个简单的层次，每个层次负责特定的功能，从而简化系统的设计和理解。
2022-2023年国家电网招聘《电网计算机》预测试题2(答案解析)
2022-2023年国家电网招聘《电网计算机》预测试题（答案解析）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第壹卷一.综合考点题库(共50题)1.基于TCP/IP的互联网服务中，IP协议提供主机之间的()分组传输服务。
A.可靠的面向连接的B.不可靠的面向连接的C.可靠的无连接的D.不可靠的无连接的正确答案：D本题解析：lP协议是一种尽力而为的协议，它提供的服务是不可靠的无连接的。
2.把电子邮件发送出去的通讯协议使邮件高效地被传送，它独立于传送子系统，而且仅要求一条可以保证传送数据单元顺序的通道，它是()。
A.POP3B.TCP/IPC.SMTPD.HTTP正确答案：C本题解析：SMTP通信协议使邮件高效地被传送，独立于传送子系统，而且仅要求一条可以保证传送数据单元顺序的通道。
3.设计操作系统的时候需要关心许多方面的问题，其中不需要关心的是()。
A.计算机的逻辑特性B.操作系统今后的应用目标C.计算机所具有的资源D.高级程序设计语言的编译器正确答案：D本题解析：设计操作系统需要得到计算机硬件设施，即裸机特性，然后编写相应的功能。
同时，还需要根据客户需求，设计实现的功能。
计算机拥有什么资源，才能用软件编写相应操作的程序。
操作系统可以用多种语言实现，因此不需要考虑编写的语言是什么。
4.下列数据结构中，属于线性数据结构的是()。
A.栈B.队列C.图D.树正确答案：A、B本题解析：从数据结构角度看，树形结构是一类重要的非线性数据结构；栈和队列是线性表，其特殊性在于它们是操作受限的线性表；图是一种较线性表和树更为复杂的数据结构，在图形结构中，节点之间的关系可以是任意的，所以不是线性结构。
5.海明校验码是在n个信息位之外增设k个校验位，从而形成一个k+n位的新的码字，使新的码字的码距比较均匀地拉大。
n与k的关系是()。
A.见图AB.见图BC.见图CD.见图D正确答案：A本题解析：6.把汇编源程序变成机器语言程序的过程是()。
pc 104
PC/104简介PC/104 是一种嵌入式计算平台，提供了紧凑、可扩展的计算解决方案。
它是一种标准化平台，旨在简化嵌入式计算机系统的设计和开发。
PC/104 标准定义了模块化的硬件架构和接口规范，使得开发者能够方便地组装和定制他们的嵌入式系统。
PC/104 标准物理尺寸PC/104 标准规定了模块的物理尺寸以及接口布局。
标准规定了模块的尺寸为90mm x 96mm，而且允许模块的堆叠。
这种堆叠式设计使得 PC/104 可以紧凑地集成多个模块，从而实现多样化的功能。
电气接口PC/104 标准使用了 PC/AT 总线和 ISA 总线作为模块之间的主要通信接口。
这些接口提供了低成本、可靠的数据传输，并允许模块之间进行实时通信。
此外，PC/104 还支持其他接口协议，例如 RS-232、USB 和以太网。
扩展性PC/104 提供了丰富的扩展选项，使得用户可以根据需求定制自己的系统。
用户可以添加各种类型的模块，例如存储模块、通信模块、输入输出模块等，以实现特定的功能。
这种可扩展性使得 PC/104 成为一个非常灵活的嵌入式计算平台。
PC/104 优势可靠性PC/104 模块通常使用工业级组件，并遵循严格的质量标准。
这使得 PC/104 系统具有良好的抗震、抗热和抗尘等能力。
因此，PC/104 平台适用于各种恶劣环境下的应用，例如军事、航空航天和工业控制等领域。
紧凑性由于 PC/104 模块具有固定的物理尺寸并且可以堆叠，PC/104 系统通常比传统的工控机更加紧凑。
这种紧凑性使得 PC/104 成为空间有限的应用的理想选择，例如车载设备、机器人和便携设备等。
易于定制PC/104 提供了丰富的扩展接口和模块化设计，使得用户可以根据自己的需求灵活定制系统。
用户可以选择适合自己应用的模块，并根据需要进行组装和定制。
这种灵活性使得 PC/104 成为适应不同需求的嵌入式应用的理想平台。
兼容性PC/104 平台遵循标准化规范，因此不同厂家的 PC/104 模块之间具有很好的兼容性。
计算机体系结构CISC与RISC原理试卷
计算机体系结构CISC与RISC原理试卷（答案见尾页）一、选择题1. 计算机体系结构中的CISC和RISC分别代表什么？A. 简单指令集计算机和大指令集计算机B. 复杂指令集计算机和简单指令集计算机C. 高性能计算机和低性能计算机D. 通用计算机和专业计算机2. 在CISC架构中，下列哪个选项不是其特点？A. 指令集中包含大量的通用指令B. 指令执行速度快C. 指令长度不固定D. 哈佛架构3. RISC架构的设计原则中，哪项是错误的？A. 设计更少的指令集B. 指令流水线处理C. 使用大量的寄存器D. 提高指令的执行效率4. CISC和RISC架构的主要区别是什么？A. 指令集的大小B. 指令的执行速度C. 系统的复杂性D. 编程的难易程度5. 下列哪个选项是RISC架构的特点？A. 指令集中包含大量的通用指令B. 指令执行速度慢C. 指令长度不固定D. 使用大量的寄存器6. 在CISC架构中，为了提高指令执行效率，通常会采用哪种技术？A. 指令乱序执行B. 指令并行处理C. 指令分支预测D. 指令流水线处理7. RISC架构中，为了减少指令的执行时间，通常会采用哪种技术？A. 指令乱序执行B. 指令并行处理C. 指令分支预测D. 指令流水线处理8. 在RISC架构中，为了提高指令吞吐量，通常会采用哪种技术？A. 指令乱序执行B. 指令并行处理C. 指令分支预测D. 指令流水线处理9. CISC和RISC架构在设计计算机系统时各有优势，下列哪个选项是RISC架构的优势？A. 指令集大小固定B. 指令执行速度慢C. 系统复杂性低D. 编程难度低10. 在CISC架构中，处理器需要执行多少条指令才能完成一个任务？A. 一条B. 有限的几条C. 很多条D. 不固定11. RISC架构的主要特点是什么？A. 大量不同的指令集B. 流水线处理C. 复杂的控制逻辑D. 所有以上选项12. 在RISC架构中，哪类指令通常被设计成单周期执行？A. 控制指令B. 数据处理指令C. 调用指令D. 所有以上选项13. CISC和RISC在指令执行时间上的主要区别是什么？A. CISC的指令执行时间较长B. RISC的指令执行时间较短C. 两者指令执行时间相同D. 无法确定14. 在CISC架构中，哪种类型的指令通常用于执行复杂的操作？A. 简单指令B. 复杂指令C. 控制指令D. 数据处理指令15. RISC架构中，为了提高指令流水线的效率，通常会采用哪两种技术？A. 指令预取和动态调度B. 动态分支预测和流水线控制C. 指令合并和寄存器重命名D. 所有以上选项16. CISC和RISC在指令集设计上的主要区别是什么？A. CISC具有更多的指令B. RISC具有更多的指令C. CISC具有更少的指令D. RISC具有更少的指令17. 在RISC架构中，为了减少指令执行时间，通常会采用哪项技术？A. 单指令多数据（SIMD）操作B. 多线程处理C. 指令流水线D. 动态调度18. CISC和RISC在设计理念上的主要区别是什么？A. CISC注重指令集的复杂性B. RISC注重指令集的简单性C. CISC注重指令的执行速度D. RISC注重指令的并行处理19. 在CISC架构中，以下哪个不是其显著特点？A. 大量通用寄存器B. 复杂的指令集C. 指令执行速度快D. 通常需要更多的内存20. CISC和RISC的主要区别是什么？A. 指令集的大小B. 指令的执行速度C. 处理器的功耗D. 以上都是21. 在RISC架构中，通常采用哪种方式来提高指令的处理效率？A. 简化指令集B. 增加指令的数量C. 缩短指令的运行时间D. 降低指令的执行频率22. CISC架构的处理器通常需要多少个时钟周期来完成一条指令的执行？A. 很少B. 几个C. 几十D. 几百23. RISC架构的一个主要优点是：A. 更高的指令集密度B. 更高的处理器速度C. 更高的内存访问效率D. 更好的能耗比24. 在CISC架构中，为了提高指令集的利用率，通常会采用哪种技术？A. 指令流水线技术B. 动态调度技术C. 哈希映射技术D. 以上都是25. RISC架构的一个设计目标是：A. 实现高速的数据处理B. 降低处理器的功耗C. 提高指令集的复杂性D. 增加处理器的复杂性26. 在设计嵌入式系统时，为什么CISC架构可能比RISC架构更合适？A. 嵌入式系统的资源通常有限B. 嵌入式系统的任务通常简单C. CISC架构的指令集更适合复杂任务的处理D. RISC架构的指令集不适合嵌入式系统27. CISC（复杂指令集计算机）的主要特点是什么？A. 指令执行速度快B. 指令种类多，指令长度不固定C. 适用于高并行处理任务D. 代码体积小28. RISC（精简指令集计算机）的设计理念是什么？A. 提供高性能B. 缩小指令集以减小芯片面积C. 提高指令流水线效率D. 增加寄存器数量29. 在CISC架构中，通常哪种类型的指令执行速度最快？A. 短指令B. 长指令C. 控制指令D. 数据处理指令30. RISC架构中，为了提高指令执行效率，通常采用什么技术？A. 指令流水线技术B. 动态调度技术C. 流水线分支预测技术D. 多线程技术31. 在RISC架构中，倾向于使用大量寄存器来存储哪些类型的数据？A. 整数B. 浮点数C. 字节D. 指针32. RISC架构中的指令通常具有较短的地址空间，这是为了什么？A. 提高指令寻址速度B. 减少内存访问开销C. 降低硬件复杂性D. 增加指令集的长度33. 计算机体系结构中的CISC和RISC是指什么？A. 计算机的中央处理单元（CPU）的架构B. 计算机的指令集架构（ISA）C. 计算机的存储设备D. 计算机的输入/输出设备34. 在CISC和RISC体系中，哪一种更倾向于使用大量的寄存器？A. CISCB. RISC35. CISC架构中，指令的执行通常涉及多个阶段，这被称为？A. 指令流水线B. 指令并行性C. 指令集并行性D. 以上都不是36. RISC架构的一个关键特性是什么，它使得它在某些情况下比CISC更有效率？A. 大量的通用寄存器B. 高效的指令流水线C. 指令集中只有少数几种常见的指令D. 内置的硬件乘法器37. 在RISC设计中，为了减少指令执行的时间，通常会采用哪种技术？A. 指令分散B. 堆栈操作C. 管道技术D. 以上都不是38. CISC和RISC在指令集设计上有何不同？请举例说明。
多媒体应用设计师-计算机基础知识、计算机硬件及系统组成、计算机软件基础知识(一)
多媒体应用设计师-计算机基础知识、计算机硬件及系统组成、计算机软件基础知识(一)(总分：75.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：53，分数：75.00)1.将某ASCII字符采用偶校验编码(7位字符编码+1位校验码)发送给接收方，在接收方收到的8位数据中，若______，则能确定传输过程中发生错误。
A．1的个数为奇数 B．1的个数为偶数C．最低位为1 D．最高位为1（分数：1.00）A. √B.C.D.解析：[解析] 采用偶校验码时，数据位和校验位中1的个数应是偶数，当接收方收到的8位数据中1的个数为奇数时，可以确定传输过程中出错。
2.十六进制数CC所对应的八进制数为______。
A．314 B．630 C．1414 D．3030（分数：1.00）A. √B.C.D.解析：[解析] 十六进制数直接向八进制数转换并不容易，由于这两种进制跟二进制的转换都比较容易，所以本题可以采用二进制作为中介，实现转换。
十六进制 C C H↓ ↓ ↓二进制 1100 1100 B重新划分二进制 011 001 100 B↓ ↓ ↓ ↓八进制 3 1 4 Q3.与等价的逻辑表达式是______(?、+、·分别表示逻辑异或、逻辑加、逻辑乘)。
A．A+B B．A+B C．A?B D．A·B（分数：1.00）A.B. √C.D.解析：[解析] 对于求等价的逻辑表达式的方法，最直接的方式就是利用真值表进行验证。
具体的验证方法如表所示。
表真值验证表题目表达式选项A 选项B 选项C 选项DA B·B·B A?B A·B0 0 1 0 0 1 0 0 00 1 1 1 1 0 1 1 01 0 0 0 1 1 1 1 01 1 0 0 1 1 1 0 14.原码表示法和补码表示法是计算机中用于表示数据的两种编码方法，在计算机系统中常采用补码来表示和运算数据，原因是采用补码可以______。
初生结构名词解释
初生结构名词解释初生结构：一种指由原始元素组成的复杂结构或系统，通常表现为一种初始状态。
初生结构是一种非常重要的概念，它能够提供给复杂问题提供结构和框架，以便更好地处理它们。
它也常常用于设计系统的步骤，从而简化系统的设计和分析过程。
初生结构的典型实例包括各种数据结构，如链表、堆和树，以及许多软件设计模型，例如自下而上的设计、工厂模式、策略模式等。
首先，需要明确的是，初生结构不仅仅是指由原始元素组成的复杂结构或者系统，更重要的是，它实际上是一种初始状态。
这种初始状态通常表现为一个具有明确定义的结构，其中可以直接显示出结构上的各种元素，这种框架可以用于实现更复杂的功能，甚至可以弥补根本性的缺失，而这些缺失是人们在处理一个更大的问题时无法避免的。
在许多领域，初生结构都有着重要的作用，特别是在信息科学和计算机科学等技术学科中，它们被广泛应用于数据结构、算法、软件和系统的设计，以及处理复杂问题的分析。
在软件设计方面，初生结构可以用于规划代码结构，以便有效地处理问题。
例如，工厂模式可以用于对对象创建过程进行抽象，以便统一这一过程，而自下而上的设计则可以用于模块化，以便将问题的处理步骤分解，从而有助于更有效的处理系统。
此外，初生结构也被广泛用于数据结构等领域。
例如，链表可以用于存储数据，堆可以用于控制对象的内存分配，而树结构则可以用于搜索索引以及其他依赖搜索树状结构的任务。
这些结构可以用于解决经典的问题，如排序、查找和最短路径，也可以用于处理更复杂的任务，如机器学习和深度学习。
最后，初生结构也可以用于处理复杂的系统分析问题。
例如，活动图可以用于分析和模拟系统的行为，以帮助系统分析师更准确地描述其行为，并帮助开发者更好地理解它们，从而有助于改进系统设计。
总之，初生结构作为一种初始状态，在许多领域均有着重要的作用，其能够提供给复杂问题提供结构和框架，以便更好地处理它们，也可以用于设计系统的步骤，从而简化系统的设计和分析过程，同时也可以用于解决复杂的系统分析问题，各种数据结构的应用也是计算机应用领域中不可或缺的部分。
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简化计算机系统的设计实验指导本实验通过实现简单的指令集的处理器和存储器连接形成简单的计算机系统，从而深入理解计算机的工作原理。
一、处理器和内存的相互联系程序和数据存放在内存中，处理器要和内存相互配合才能执行程序。
处理器和内存之间的连接关系示于图1所示。
图1 处理器和内存的相互连接二、指令格式以下介绍一个简化的处理器模型（以下简称模型机）。
该模型机字长8位，有4种指令格式，如下所示。
1.格式1：寄存器寻址方式 Rx←(R x) OP (Ry)2.格式2：立即数寻址方式 R0←I3.格式3：无操作数指令 Rx←(R x) OP (Ry)4.格式4：直接寻址方式 R0←→(Addr)三、指令集模型机中数据以整数的补码表示，其最高位为符号位。
在对数据进行加法或减法运算时可能产生“溢出”，如果发生“溢出”，则令“溢出”标志overflow=1。
限于篇幅，本实验不讨论发生“溢出”后的处理问题。
表1不仅定义了每一条指令所执行的操作，而且给出了该指令的助记符（表1第3列）。
对此模型机而言，在没有任何软件支持的情况下，程序员面对裸机只能使用指令的二进制代码（即机器语言）编程。
程序员可使用指令的助记符编程，最后再把助记符翻译成机器语言。
沿此思路再向前跨一步，编写一个软件实现把指令的助记符翻译成指令的二进制代码，这就是汇编语言程序。
表1模型机的指令集四、处理器的组成处理器由运算器和控制器组成。
控制器向运算器中各个部件发出控制信号，指挥运算器中各个部件协调工作，使数据沿指定路径在运算器中流动，从而完成整个运算。
从这个意义上讲，运算器实际是各种部件适当连接的网络，数据可以在此网络中流动，因而也被称做数据通路。
本节将结合模型机介绍处理的工作原理。
1寄存器组数据通路由寄存器、多路选择器、算术逻辑运算单元(ALU)以及其他功能部件组成，下面介绍其主要功能。
依照功能可将寄存器大致分为以下7种。
(1)通用寄存器通用寄存器实际上是一个统一编址的寄存器堆，指令可按地址访问相应的寄存器。
通用寄存器的数量由指令格式决定，例如图4. 10中指令格式1，其访问通用寄存器的地址码长度为2b．所以数据通路中通用寄存器的数量应该是22 =4。
通用寄存器用于存放原始数据和运算结果，也可以当做变址寄存器或基地址寄存器使用。
(2)累加寄存器( accumulator，Acc)或临时寄存器一般用来存放运算的中间结果。
(3)程序计数器(program counter，PC)程序计数器又称为指令计数器或指令指针，用于存放当前正在执行的指令地址或下面即将执行的指令地址。
(4)指令寄存器(instruction register，IR)用于存放从内存中取出的指令，指令执行期间内容保持不变，以便控制指令的执行：(5)内存地址寄存器(memory address register, MAR)处理器访问内存之前，需要先将相应内存单元的地址放在MAR中，然后发送给内存。
(6)内存数据寄存器(memory data register，MDR)处理器写入内存的数据需要先存放在MDR中，然后发送给内存；处理器从内存中读入的数据，一般先存放于此处。
(7)状态标志寄存器(program status word register，PSWR)为了便于控制处理器的运行，需要设一些标志位表征处理器当前的状态，例如溢出标志、进位标志、运算结果为零标志、允许中断（开中断）标志……将这些标志位合并放在一个寄存器中，就成为状态标志寄存器，又称为程序状态字寄存器。
2多路选择器多路选择器用于引导数据的流向，常用的多路器有2选1、4选1和8选1等。
3ALUALU用于执行算术运算和逻辑运算，3.7节描述了一个简化的ALU，由此实例可以了解ALU的功能。
ALU应执行的功能由指令系统决定，当然也可以视具体情况多设几个ALU以分摊这些应执行的功能。
4模型机的结构示意图图2是模型机的结构示意图，该图对模型机的数据通路表现得比较详细，而控制器则用一个方框表示。
数据通路中的主要部件包括：4个通用寄存器（R0，R1，R2，R3），一个零时寄存器A，1个ALU，1个程序寄存器PC，1个指令寄存器IR，3个多路选择器Multi，访问内存所需的寄存器MAR和MDR。
图2是一个示意图，大体上表示出数据通路中的主要部件以及这些部件的互连关系，图中也画出了这些部件所需的控制信号，这些控制信号由控制器提供，此图有助于理清思路。
参照图2，可以指导写出处理器行为描述的VHDL代码。
图2处理器结构示意图五、处理器的设计用VHDL写出处器的寄存器传输级行为描述，在图3中用一个方框表示控制器。
图3 处理器的符号1指令操作步骤1.1不受时钟控制的操作表2不受时钟控制的操作1.2其它指令的操作1.2.1加法指令(Add Rx, Ry)A.st_0：取指令(l) 只和st_0有关而与时钟无关的操作：Write_Read←’0’，向内存发出读命令。
(2) 时钟上升沿时执行的操作：① IR(15 . . 8)←M_data_in，将读出的指令加载于IR(15 . . 8)。
② IR(7 . . 0)←"00000000",IR低8位无用，令其全部为0。
③ PC←((PC)+1)，为后续指令准备指令地址。
(3) 时钟下降沿时执行的操作：① MAR←(PC)，为下一条指令准备指令地址。
② A←(Ry)，Ry由IR(9 . . 8)指定。
③下一个状态转入st_l。
B.st_l：执行加法操作并读下一条指令(1) 只和st_l有关而与时钟无关的操作：Write_Read←’0’，向内存发出读命令（读下一条指令）。
(2) 时钟上升沿时执行的操作：Rx←(Rx)+(A)；Rx由IR(11 . . 10)指定。
(3) 时钟下降沿时执行的操作：下一个状态转入st_0。
和加法指令执行过程相似的指令还有：Move, Sub, And, Or, Xor, Shr, Shl。
略去其执行过程的详细描述。
1.2.2立即数指令(Load data)A.st_0：取指令(1) 只和st_0有关而与时钟无关的操作：Write_Read←'0'，向内存发出读命令。
(2) 时钟上升沿时执行的操作：①IR(15 . . 8)←M_data- in，将读出的指令加载于IR(15 . . 8)。
② IR(7 . . 0)←”00000000”，IR低8位无用，令其为全0。
③ PC←((PC)+1)，为后续指令准备指令地址。
(3) 时钟下降沿时执行的操作：① MAR←(PC)，为下一条指令准备指令地址。
② A←(Ry)，Ry由IR(9 . . 8)指定。
这是一个冗余操作，因无害而允许。
③下一个状态转入st_1。
B.st_l：加载立即数并读下一条指令(l) 只和st_1有关而与时钟无关的操作：Write_Read←’0’，向内存发出读命令（读下一条指令）。
(2) 时钟上升沿时执行的操作：① R0（3 . . 0）←IR(11 . . 8)，把立即数data(即IR(11 . . 8))加载于R0的低4位。
② R0(7 . . 4)←’0000’，R0的高4位全部置零。
(3) 时钟下降沿时执行的操作：下一个状态转入st_0。
1.2.3交换指令(Swap Rx，Ry)A.st_0：取指令(l) 只和st_0有关而与时钟无关的操作：Write_Read←'0'，向内存发出读命令。
(2) 时钟上升沿时执行的操作：① IR(15 . . 8)←M_data_in，将读出的指令加载于IR(15 . . 8)。
② IR(7 . . 0)←”00000000”，IR低8位无用，令其为全0。
③ PC←((PC)+1)，为后续指令准备指令地址。
(3) 时钟下降沿时执行的操作：①MAR←(PC)，为下一条指令准备指令地址。
② A←(Ry)，Ry由IR(9 . . 8)指定。
③下一个状态转入st_1。
B.st_1：执行交换指令的一部分操作(l) 只和st_1有关而与时钟无关的操作：Write_Read←'0'，向内存发出读命令(冗余操作)。
(2) 时钟上升沿时执行的操作：Ry←(Rx)；Rx由IR(11 . . 10)指定，Ry由IR(9 . .8)指定。
(3) 时钟下降沿时执行的操作：下一个状态转入st_2。
C.st_2：执行交换指令的后续操作并读下一条指令(1) 只和st_2有关而与时钟无关的操作：Write_Read=’0’，向内存发出读命令（读下一条指令）。
(2) 时钟上升沿时执行的操作：Rx ←(A); Rx由IR(11 .. 10)指定。
(3) 时钟下降沿时执行的操作：下一个状态转入时st_0。
1.2.4读内存指令(Read Addr)A.st_0：取指令(1) 只和st_0有关而与时钟无关的操作：Write_Read←’0’，向内存发出读命令。
(2) 时钟上升沿时执行的操作：①IR(15 . . 8)←M_data_in，将读出的指令第1字节加载于IR(15 . . 8)。
② IR(7 . . 0)←"00000000" ,IR低8位无用，令其为全0。
③ PC←((PC)+1)，为后续操作做准备。
(3) 时钟下降沿时执行的操作：①MAR←(PC)，把本指令第2字节的地址加载于MAR。
② A←(Ry), Ry由IR(9 . . 8)指定。
这是一个冗余操作，因无害而允许。
③下一个状态转入st_l。
B.st_l：发出读本指令的第2字节的命令(l) 只和st_l有关而与时钟无关的操作：Write_Read←'0'，向内存发出读命令。
(2) 时钟下降沿时执行的操作：下一个状态转入st_2。
C.st_2：将本指令的第2字节加载于IR(7 . . 0)(1) 只和st_2有关而与时钟无关的操作：Write_Read←′0′，向内存发出读命令。
(2) 时钟上升沿时执行的操作：① IR(7 . . 0)←M_data_in，将本指令的第2字节加载于IR(7 . . 0)。
至此，指令已经全部取出，存放在IR（15 . . 0）。
② PC←((PC)+1)，为下一条指令准备指令地址。
(3) 时钟下降沿时执行的操作：① MAR ←(IR(11 . . 0)，把取数地址加载于MAR。
②下一个状态转入st_3。
D.st_3：向存储器发出读取数据的命令(l) 只和st_3有关而与时钟无关的操作：Write_Read←’0’，向内存发出读命令。
(2) 时钟下降沿时执行的操作：① MAR←(PC)，为下一条指令准备指令地址。
②下一个状态转入st_4。
E.st_4：将读出的数据加载于R0并发出读取下一条指令的命令(1)只和st_4有关而与时钟无关的操作：Write_Read←’0’，向内存发出读命令。