山东大学计算机组成原理三套题

计算机组成原理

一、名词解释

1．总线：就是多个信息源分时传送数据到多个目的地的传送通路

2．指令系统：一台计算机所能执行的全部指令的总和

3．微指令：在一个单位时间中，能实现一定操作功能的微命令的集合。

4．溢出：在定点小数机器中,数的表示范围为|ｘ|<1. 在运算过程中如出现大于1的现象

1．寻址方式：表示指令中操作数所在的方法称为寻址方式

2．指令周期：是完成一条指令所用的时间

3．虚拟存储器：是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。

4．多级中断：是指计算机系统中有相当多的中断源，根据各中断事件的轻重缓急程度不同而分成若干级别，每一中断级分配给一个优先权。

1．基本字长：是指参与运算的数的基本位数,它是由加法器、寄存器、数据总线的位数决定的

2．数据通路：数字系统中,各个子系统通过数据总线连接形成的数据传送路径

3．程序中断：在计算机执行当前程序时，系统中出现了某些紧急需处理的异常事件或特殊请求，CPU 应暂时中止现行程序的执行，转去处理这些事件或特殊请求，待处理完毕后CPU自动恢复原来被子中止的程序继续运行。

4．灰度级：指所显示像素点的亮暗差别，在彩色显示器中表现为颜色的不同。

二、填空题

1．按冯·诺依曼设计原则，其硬件是由（运算器）、（控制器）、（存储器）、（输入设备）和（输出设备）组成。

2．计算机系统是由（硬件系统）和（软件系统）两大部分构成。

3．计算机最主要的三大性能指标是（基本字长）、（存储容量）、和（运算速度）。

4．一个完善的指令系统应满足（完备性）、（有效性）、（规整性）、和（兼容性）的要求。

5．堆栈的硬件是由（堆栈区）和（堆栈指针）构成，存取是按（后进先出）原则。

6．通常控制器的设计可分为（组合逻辑型）和（存储逻辑型），前者采用的核心器件是（门电路），后者采用的核心器件是（微程序控制器）。

7．主机与外设的连接方式有(辐射型连接),(总线型连接)和(辐射,总线型连接）。

8．目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是(程序查询)和(程序中断。

二、填空题

1．计算机指令的基本格式应包括（操作码）和（地址码）两部分。在间接寻址方式中，地址码部分表

示的是（地址内容+偏移量）；在相对寻址方式中，地址码部分表示的是（寄存器内容+位移量）。

2．按功能分类，存储器可以分为（高速缓冲存储器）、（外存储器）、（主存储器）等。

3．源数据为10010111，若采用奇校验，则其校验位是（1）。

4．CPU响应某中断请求的条件是一条指令结束时且（没有更紧迫的任务时）、（有中断请求）和（CPU 允许中断）。

5．微指令的格式有（垂直）型微指令、（水平）型微指令和混合型微指令。

6．输入输出设备的编址方式有（统一编址）和（单独编址）。

二、填空题

1．计算机指令的基本格式应包括（操作码）和（地址码）两部分。根据操作数所在位置，指出其寻址方式：操作数在指令中为（立即）寻址方式，操作数的存储单元地址在指令中，为（间接）寻址方式。

2．存储器地址译码电路的译码方式有（单译码方式）和（双译码方式）两种方式。

3．（361）10= （1011010010）2 = （2D2）16。

4．CPU响应可屏蔽中断应满足的三个条件是（有中断请求）、CPU允许接受中断请求和（一条指令执行完毕）。中断周期结束后进入（中断响应）周期。

5．微指令的类型通常有（垂直）型微指令、（水平）型微指令和混合型微指令。

6．通常控制器的设计可分为（组合逻辑型）和（存储逻辑型），前者采用的核心器件是（门电路），后者采用的核心器件是（控制存储器）

7．主机与外设的连接方式有（辐射型连接）、（总线型连接）和（辐射、总线型连接）。

8．目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是（程序查询）和（程序中断）。

三、简答题

1．简述中断的处理过程。它与程序查询方式有何不同点？

中断处理过程可粗略的分为以下四个过程：①保护当前正在运行程序的现场；②分析是何种中断，以便转去执行相应的中断处理程序；③执行相应的中断处理程序；④恢复被中断程序的现场。

程序查询方式控制简单，但外设和主机不能同时工作，各外设之间也不能同时工作系统效率很低。因此，仅适用于CPU的速度不是很高，而且外设的种类和数目不多，数据传送率较低的情况。而中断的处理方式不仅适用于外设的数据交换，也适用于对外界的随机事件的处理。

2．按通道的工作方式，通道分哪几类？简述其特点。

答案要点：按通道的工作方式，通道可分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道三种类型。

特点：字节多路通道：1）有多个子通道，设备间可（分时）并行操作。2）数据以字节为单位交叉传送。3）适合于连接大量的低速设备。

选择通道：1）被选中的外设采用独占方式使用通道。2）数据以成组（数据块）方式进行传输。3）

适合于连接高速外设。

数组多路通道：是将前二者的优点结合在一起的一种通道结构。数组多路通道含有多个子通道，可同时执行多个通道程序，数据以成组方式进行传送。既具有多路并行操作能力，又有很高的数据传输率，可用来连接多台中高速的外设。

3．画图说明存储系统的层次结构，并说明各种存储器的特点。

答案：存储系统的层次结构如图所示：

存储器的特点：1）高速缓存：存放当前要执行的程序和数据。速度快，可与CPU速度匹配；存储容量较小。成本高。

2）主存储器：存放正在执行的程序和数据，CPU可直接访问，容量较大，速度较高，每位价格介于高速缓存和辅存之间。

3）辅助存储器：存放当前暂不参与运行的程序和数据文件，CPU不能直接访问；容量极大而速度较低，单位成本低。

三、简答题

1．试分析比较DMA方式和中断传送方式的异同点，说明DMA方式为什麽不能替代中断方式。

1．答案要点：相同点：1）两种方式均为目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式。

2）两种方式下主机和外设之间均可实现一定程度的并行工作。

不同点：1）中断传送方式是通过中断服务处理程序来完成信息交换；而DMA方式则是用硬件代替软件来实现数据的传输。2）中断传送方式不仅适合于一般的信息交换，还适合对随机事件的处理。3）DMA方式适合于高速外设和主机之间的信息交换，对高速外设采用程序中断方式传送数据往往回丢失数据。

DMA方式不能替代中断方式的原因：

1）DMA方式只能用于高速外设与内存直接交换信息，却不能像中断方式那样处理随机的异常现象。