简答题

1、判断以下两程序段的功能是否相同？并解释原因。

int i=1；

while （i++) {...}

和

while(1) {... }

答：这两个程序段的功能不同。第一个程序段是有限循环，其循环次数取决于整型数i的表示范围，若编译器规定int为16位；其循环次数为65535，若int为32位，其循环次数为232-1。第二个程序段为无限循环。

2、冯·诺依曼机的基本思想及工作特点是什么?

答：冯·诺依曼机的基本思想就是存储程序的思想，它是指将需要完成的任务事先编制成程序，接着存储程序于计算机存储器中，然后计算机自动连续运行程序的这种工作方式。诺依曼体制的主要点为：①采取存储程序工作方式。②用二进制表示程序与数据。③由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成计算机硬件系统，并规定了它们的基本功能。

工作特点是：按地址访问并顺序执行指令。

3、中断过程一般包括哪几个阶段?

答：①中断请求，②判断优先级，⑧中断响应(中断周期操作)，④中断处理，⑤中断返回。

4、存储器中存储的数据和程序都是二进制形式的，计算机是怎样区分它们的？答：数据和指令都以二进制代码的形式存储在存储器中，从代码本身无法区别它是数据还是指令，计算机从时间和空间两方面来区分它们。从时间上讲,取指令事件发生在“取指周期”，取数据事件发生在“执行周期”。从空间上讲，从内存读出指令流流向控制器（指令寄存器）。从内存读出数据流流向运算器（通用寄存器）。

5、DRAM和SRAM的主要区别是什么？各有什么优缺点？

6、说明双符号位法检测溢出的方法。

答：在数据运算前将符号位照样再写一次，构成双符号位。运算后，如果双符号位状态=00，表示结果为正，无溢出；=11，表示结果为负，无溢出；=01，表示结果为负，有溢出；=10，表示结果为正，有溢出。

7、简述存储层次中Cache层次和虚拟存储器层次的相同点与不同点

答：相同点：都使用局部性原理。

不同点：Cache层次处于CPU与主存储器之间，解决存储器与CPU速度不匹配的问题，用硬件实现，当Cache不命中时的代价是CPU直接到主存储器去取，时间是ns级；虚拟存储器处于主存储器与辅助存储器之间，由操作系统和硬件共同完成的物理上不存在的存储器，解决主存储器容量不足的问题，虚拟存储器不命中时，CPU不能直接到辅存去取，时间是ms级。

8、提高存储器速度可采用哪些措施，请说出至少4种措施。

答：采用高速器件；采用cache（高速缓冲存储器）；采用多体交叉存储器；采用双端口存储器；采用相联存储器；加长存储器的字长。

9、简述中断在计算机系统中的作用。

答：中断在计算机系统中的作用：①实现主机和外设的并行工作；②处理故障；

③实现多道程序和分时操作；④实时控制；⑤实现人机联系

10、CPU中有哪些主要寄存器？各自的主要功能是什么？（列出其中3个）

答： CPU中的主要寄存器有：

通用寄存器：用于存放操作数、满足某种寻址方式所需的寄存器等。

程序计数器PC：存放下一条即将要执行的指令在内存中的地址，有自动+1的功能。

指令寄存器IR：存放当前正在执行的指令。

状态寄存器PSW：存放机器当前的状态和条件信息的寄存器。

地址寄存器AR：存放存储器地址的寄存器。

11、除了采用高速芯片外，从计算机的运算器、存储器、CPU、I/O系统角度分

析，指出3种提高整机速度的措施。

答：针对存储器，采用Cache-主存层次的设计和管理提高访存的速度；

针对存储器，采用多体低位交叉编址提高访存的速度；

针对存储器，采用主存-虚拟存储器层次提高主存容量；

针对控制器，可以通过指令流水设计技术提高整机的速度；

针对控制器，可以通过超标量设计技术提高整机的速度；

针对运算器，可以对运算方法加以改进，如两位乘，或用快速进位链；

针对I/O系统，可以运用DMA技术不中断现行程序，提高CPU的效率。

12、主存储器的技术指标有哪些？其含义是什么？（列出其中3个）

答：主存的技术指标有：

存储容量：存储器可以容纳的二进制信息量称为存储容量。

存储速度：由存取时间和存取周期来决定。

存取时间：启动一次存储器操作（读或写）到完成该操作所需的全部时间。

存取周期：连续两次独立的存取操作之间所需的最短时间间隔。通常存取周期大于存取时间。

13、DRAM存储器采用何种方式刷新？有哪几种常用的刷新方式？

答： DRAM采用异步式进行刷新。因为异步式刷新在读出过程中恢复了存储单元的MOS栅极电容电荷，并保持原单元的内容，所以读出过程就是再生过程。

常用的刷新方式由三种：集中式、分散式、异步式。

14、指令周期、机器周期、时钟周期三者有什么关系？

答：指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或T周期）。

15、何为溢出？写出两种具体的溢出判断方式。

答：在计算机中，运算结果大于机器所能表示的最大正数或者小于机器所能表示的最小负数，就叫溢出，其根本原因是计算机的字长有限。溢出是一种错误。计算机在运算过程中必须能发现这种错误，方法有3种：

方法一：设x 的符号为x f ，y 的符号为y f ，运算结果的符号为s f 。

溢出逻辑表达式：V=x f y f s f +x f y f s f

若V=0，则无溢出；V=1，则由溢出。

方法二：若最高数值位向符号位的进位C 与符号为产生的进位输出值S 相同时，则没有溢出；若两个进位值不同，则产生溢出。

溢出逻辑表达式： V= C S ⊕

方法三：双符号位，又称变形补码，正数的符号位用00表示，负数的符号位用11表示，数值位与符号位一起参与运算，结果的符号位为01表示正溢出，为10表示负溢出，为00或11表示无溢出。

溢出逻辑表达式为：21f f S S V ⊕=，若V=0无溢出；V=1有溢出。

16、什么叫指令？什么叫微指令？二者有什么关系？

答指令，即指机器指令。每一条指令可以完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令，通常把这种控制命令叫做微命令，而一组实现一定操作功能的微命令的组合，构成一条微指令。许多条微指令组成的序列构成了微程序，微程序则完成对指令的解释执行。

17、一个较完善的指令系统应包括哪几类？

答：个较完善的指令系统应包括：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、堆栈指令、字符串指令、特权指令等。

18、 DRAM 存储器为什么要刷新？

答： 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”。

19、在浮点数表示中，阶码的正负和尾数的正负各代表什么含意？对实际数值的正负与大小有何影响？

答：（1）阶码为正，表示将尾数扩大；（2）阶码为负，表示将尾数缩小；（3）尾数的正负代表浮点数的正负。