厦门理工计算机组成原理简答题

1. 提高访存速度可采取哪些措施？简要说明之。

答：提高访存速度可从寻找高速元件和采用层次结构外，还可调整主存的结构也可提高访存的速度，如单体多字系统和多体并行系统。

2. 遵循冯诺依曼原理，现代计算机应具备哪些功能？

（1）输入输出功能

（2）记忆功能

（3）计算功能

（4）判断功能

（5）自我控制功能

3. 简述提高计算机系统的运算速度的方法。

答：改进器件工艺(1分)，减少芯片内部线宽(1分)，提高集成度与工作频率(1分)

改进计算机系统结构(1分)，并使各部件之间的速度匹配(1分)。

4. 简述冯诺依曼计算机的特点。

答：冯诺依曼计算机的特点：计算机由五大部件组成(1分)；指令和数据以同等地位存于存储器(1分)；指令和数据用二进制表示(1分)；指令由操作码和地址码组成(1分)；存储程序(1分)。

5. 简单比较Cache和虚拟存储器的原理。

答：虚拟存储器和Cache都是基于程序局部性原理，它们的相同点在于：1）把程序中最近常用的部分驻留在高速度的存储器中(1分)。

2）一旦这部分变的不常用了，把它们送回到低速的存储器中(1分)。

3）这种换入、换出操作是由硬件或是OS

6. 运算器中有哪些寄存器？

答：寄存器是运算器中临时存放数据的的部件。运算器中有存储数据的寄存器，存放一些中间运算结果等。保存指令的寄存器、运算状态的寄存器，保存存储器地址的寄存器。

7. 中央处理器有哪些基本功能？有哪些基本部件构成？

答：基本功能

（1）指令控制。即对程序运行的控制，保证指令序列的的执行结果的正确性。

（2）操作控制。即指令内操作步骤的控制，控制操作步骤的实施。

（3）数据运算。即对数据进行算术运行和逻辑运算。

（4）异常处理和中断处理。如处理运算中的溢出等错误情况以及处理外部设备的服务请求等。

中央处理器主要由控制器和运算器两部分构成，此外在CPU中有多种寄存器，寄存器与运算之间传递信息的线路称

8. 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。

9. 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。

线选法：地址译码信号只选中同一个字的所有位，结构简单，费器材；

重合法：地址分行、列两部分译码，行、列译码线的交叉点即为所选单元。这种方法通过行、列译码信号的重合来选址，也称矩阵译码。可大大节省器材用量，是最常用的译码驱动方式。

10.什么是“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？

解：程序运行的局部性原理指：在一小段时间内，最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问；在空间上，这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区；在访问顺序上，指令顺序执行比转移执行的可能性大(大约5:1 )。存储系统中Cache—主存层次采用了程序访问的局部性原理。

11.I/O设备有哪些编址方式，各有何特点？

解：统一编址和独立编址。统一编址是在主存地址中划出一定的范围作为I/O地址，这样通过访存指令即可实现对I/O的访问。但主存的容量相应减少了。独立编址，I/O地址和主存是分开的，I/O地址不占主存空间，但访存需专门的I/O指令。

12.说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。

解：中断向量地址和入口地址的区别：

向量地址是硬件电路（向量编码器）产生的中断源的内存中断向量表表项地址编号，中断入口地址是中断服务程序首址。

中断向量地址和入口地址的联系：

中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器

13.什么是指令周期？指令周期是否有一个固定值？为什么？

解：指令周期是指取出并执行完一条指令所需的时间。

由于计算机中各种指令执行所需的时间差异很大，因此为了提高CPU运行效率，即使在同步控制的机器中，不同指令的指令周期长度都是不一致的，也就是说指令周期对于不同的指令来说不是一个固定值。

14.什么是指令周期、机器周期和时钟周期？三者有何关系？

解：CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期；机器周期是在同步控制的机器中，执行指令周期中一步相对完整的操作（指令步）所需时间，通常安排机器周期长度=主存周期；时钟周期是指计算机主时钟的周期时间，它是计算机运行时最基本的时序单位，对应完成一个微操作所需的时间，通常时钟周期=计算机主频的倒数。

15.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？

解：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。因为前者操作数在寄存器中，后者操作数在存储器中，而访问一次存储器所需的时间一般比访问一次寄存器所需时间长。

16. 简述CPU的主要功能。

同7

17.什么是RISC？RISC指令系统的特点是什么？

课本P177

18.多级结构的存储器系统由哪几级组成？每一级存储器一般使用何种类型的存储介质？这些介质的主要特点是什么？

解：多级结构的存储器系统由Cache---主存和主存－－辅存构成，Cache－－主存都是由半导体构成的，辅存是由磁性材料或光学材料构成。半导体的速度比较快；磁性材料和光学材料的存储器速度比较慢，采用直接存取的方式。

19.为什么层次存储结构能同时满足CPU对存储器系统在速度、容量和价格三方面的要求？解：对存储器的要求容量大，速度快，价格低，为了解决存储器要求之间的矛盾，目前采用多级存储体系结构：高速缓冲存储器，使存取速度和cpu运算速度相匹配；外存储器：满