微机原理复习

微机原理复习

第一章

1.计算机由硬件和软件两大部分组成

2.冯诺依曼计算机的特点：

(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成

(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访

(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示

(4) 指令由操作码和地址码组成

(5) 指令在存储器内按顺序存放

(6) 机器以运算器为中心

3.现代的计算机已转化为以存储器为中心

4.计算机各个部分的功能：

(1) 运算器用来完成算数运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内

(2) 存储器用来存放数据和程序

(3) 控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果

(4) 输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式，常见的有键盘和鼠标等

(5) 输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式，如打印输出，显示器输出等

5.机器字长是指CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的位数有关

第二章

1.微型计算机的发展很大程度上取决于微处理器的发展，而微处理器的发展又取决于芯片集成度和处理器主频的提高

2.CAD：计算机辅助设计

3.CAM：计算机辅助制造

4.CIMS：计算机集成制造系统

5.人工智能是专门研究如何使用计算机来模拟人的智能的技术

第三章

1.计算机五大部件之间的连接方式有两种：

(1) 分散连接：各部件之间使用单独的连线

(2) 总线连接：将各部件连接到一组公共信息传输线上

2.按系统总线传输信息的不同分为三种：

(1)数据总线（DB）：用来传输各功能部件之间的数据信息，双向传输，与机器字长、存储字长有关

(2)地址总线（AB）：指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O 设备的地址，单向传输，地址线的位数与存储单元的个数有关

(3)控制总线（CB）：发送控制命令或状态信息，对于单一控制线来说是单向的，对于控制线总体来说是双向的

3.总线结构：

(1)单总线结构：CPU，主存，I/O设备挂到一组总线上

(2)双总线结构：存储总线连接CPU，主存；输入输出总线建立CPU和I/O设备连接

(3)三总线：主存总线用于CPU与主存之间的传输，I/O总线供CPU与各类I/O 设备之间传递信息，DMA总线用于高速I/O设备（磁盘，磁带等）与主存之间交换信息

4.总线控制包括判优控制（或称仲裁逻辑）和通信控制

5.常见的控制优先权的仲裁方式有以下三种：

(1)链式查询：离总线近的有优先级，易扩充而且敏感

(2)计数器定时查询：不如链式查询敏感，增加了控制线，方式复杂

(3)独立请求方式：响应速度快，优先次序控制灵活，控制线数量多，总线控制更复杂

6.完成一次总线操作的时间称为总线周期，可分为以下四个阶段：

(1)申请分配阶段

(2)寻址阶段

(3)传数阶段

(4)结束阶段

7.总线通信的四种方式：

(1)同步通信：通信双方统一时标控制数据传送称为同步通信

(2)异步通信：采用问答式，没有公共的时钟标准

(3)半同步：同步异步相结合

(4)分离式：充分挖掘系统总线每个瞬间的潜力

题3.4

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：

总线上的设备有主设备和从设备，当总线有多个主设备时，需要总线判优控制解决多个主设备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、计数器查询、独立请求；

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；

独立请求方式判优速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。

题3.14

设总线的时钟频率为8MHz，一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？

答：

总线宽度= 16位/8 =2B

总线带宽= 8MHz×2B =16MB/s

第四章

1.存储系统层次结构主要体现在缓存-主存和主存-辅存这两个存储层次上

2.存储容量是指主存能存放二进制代码的总位数：

存储容量=存储单元个数*存储字长

它的容量也可以用字节总数来表示：

存储容量=存储单元个数*存储字长/8

3.存储速度：是由存储时间和存储周期来表示的

4.存储器带宽：表示单位时间内存储器存取的信息量

5.静态SRAM：电源掉电后，原存信息丢失，故它属易失性半导体存储器

6.动态DRAM基本单元电路有三管式和单管式两种，他们共同的特点是靠电容来存储电荷的原理来寄存信息

7.Cache——主存地址映射：

(1)直接映射：i=j mod C 或i=j mod 2*c

(2)全相联映射

(3)组相联映射：i=j mod Q

题4.6

某机字长为32 位，其存储容量是64KB，按字编址它的寻址范围是多少？若主存以字节编址，试画出主存字地址和字节地址的分配情况。

答：

存储容量是64KB时，按字节编址的寻址范围就是64KB

则：按字寻址范围= 64K×8 / 32=16K字

题4.8

试比较静态RAM 和动态RAM。

答：

题4.9

什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。

答：

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；

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。

第五章

1.中断服务的流程：保护现场——中断服务（设备服务）——恢复现场——中断返回

2.程序中断克服了程序查询方式中CPU的“踏步”现象，实现了CUP与I/O的