简答

1,冯诺依曼思想2,对I/o设备的编址方法有哪几种，解释2.1I/O设备与主机交换信息时有哪几种控制方式？简述它们的特点？3,同步控制和异步控制的特点和应用的不同4, 微程序控制器的工作过程5,组合逻辑控制和微程序控制的优缺点6, 微程序控制器的逻辑组成和工作过程7, 译码器和微操作时序控制部件的控制功能可采用哪几种方法实现8，什么是向量中断？采用向量中断时如何获得中断子程序入口地址？9, 中断的全过程10，DMA为什么比中断传送适合高速数据11，中断响应的过程12，CPU 响应中断的条件13，中断处理的步骤14，DMA方式数据传送过程15，何谓DMA？DMA 操作可以分几个主要步16，中断方式与DMA方式的异同17，程序中断方式和一般程序转子有什么不同18，指令周期、CPU 周期（工作周期）、节拍周期之间的关系19，并行加法器的进位链及其如何实现快速进位的20，怎么实现减法21，结合奇偶校验码的码距d，讨论查错，纠错能力22，在存储系统中设置Cache 有什么作用23，总线接口的功能24，比较并行接口和串行接口，并说出它们的适用场合25，什么是软硬件逻辑等价1，冯诺依曼思想采用二进制代码表示信息，，采用存储程序的工作方式，计算机硬件由存储器，运算器，控制器，输入设输出设备5部分组成2，对I/o设备的编址方法有哪几种，解释外围设备单独编址和外围设备和主存统一编址2.1 I/O设备与主机交换信息时有哪几种控制方式？简述它们的特点？答：5种控制方式：程序查询，程序中断，DMA，I/O通道，I/O处理机。

特点如下，程序查询方式：CPU通过程序不断查询I/O设备是否准备好，I/O接口上必须设有状态标记以供CPU查询；I/O设备与CPU处于串行工作状态，CPU存在踏步现象，工作效率低。

程序中断方式：CPU在启动I/O设备后继续执行自身程序；只有当外设准备好，向CPU发出中断请求且CPU响应后，才中断当前执行程序，转去处理中断请求，中断处理完再返回原程序。

这种方式消除踏步现象，只有在中断处理时占用CPU，CPU工作效率较高。

DMA方式：主存与外设之间有一条数据通道；主存与外设交换数据时无需CPU介入，而由DMA控制器来控制；CPU将总线使用权让给DMA控制器。

3，同步控制和异步控制的特点和应用的不同同步控制：有统一的时序划分（工作周期，时钟周期，工作脉冲）。

其中时钟周期时间固定。

各步操作的衔接，各部件数据传送严格受同步定时控适用于速度差异不大的部件或系统总线速度差异较小，传送时间确定，传送距离近的设备间异步控制：无统一时许划分，各步操作的衔接，各部件数据传送采用异步应答。

一般用于总线上速度差异较大，传送时间不确定，传送距离较远的设备间。

4,述微程序控制器的工作过程。

答：1）取机器指令；2）转到对应的微程序入口；3）逐条取出微指令并执行；4）执行完一条机器指令对应的微指令序列后，返回“取指微指令”，开始下一条机器指令的执行。

5，组合逻辑控制和微程序控制的优缺点组合逻辑控制：优点，产生微命令速度快缺点，设计不规整时效率低下；不易修改；扩展困难微程序：优点：设计规整时，效率高；易于修改和扩展；可靠性高，性价比高。

缺点：速度慢；没有充分利用数据通路的并行性6,简述微程序控制器的逻辑组成和工作过程控制存储器CM：用来存放微程序，每个单元存放一条微指令的代码，工作时只读不写；微指令寄存器μIR：从CM中读取的微指令存放在μIR中，μIR将微命令字段送译码器，产生相应的微命令，将微地址字段送微地址形成电路，以产生后继微地址；微地址形成电路：提供微程序的入口地址及后续微地址；微地址寄存器μAR：读取指令时指向CM的地址，当读出微指令或完成一个微指令周期后，微地址形成电路将后继地址打入μAR中，做好读取下一条微指令的准备；将各指令操作所需要的微命令事先写入一个存储器中（位于CPU 内部，ROM，叫做CM），每步操作需要的微命令，从CM 中取出后送往相应部件执行7,译码器和微操作时序控制部件的控制功能可采用哪几种方法实现？其中哪种方法速度相对较慢？答：直接译码法：微指令中控制字段的每一位就是一个微命令，直接对应于一种微操作；分段直接编译法：将微指令分为若干个小字段，各段独立的通过译码电路定义其编码含义，一种字段编码对应表示一种微命令；分段间接编译法：一个字段的含义不仅决定于本字段编码，还兼由其他字段参与解释；直接译码法最快，间接编译法最慢。

8，什么是向量中断？采用向量中断时如何获得中断子程序入口地址？将各个中断服务程序的入口地址组织成中断向量表，再按照由硬件在响应中断时产生的向量地址访问中断向量表，从中读取服务入口地址，由此转向服务程序。

9,简述中断的全过程，它有何特点？用于何种情况？答：CPU收到中断请求，判断是否响应，若响应中断请求，则先关中断，保护CPU现场，获取服务程序入口，转向服务程序，执行中断服务程序，执行结束后恢复现场，转回之前正在执行的程序并开中断；10，DMA为什么比中断传送适合高速数据1）中断传送数据需要做程序切换工作，会比较费时间，所以不能胜任高速大量数据2）DMA传送不需要Cpu干预，可以直接实现主存与外设之间的高速大量数据传送。

11,请描述中断响应的过程。

关中断，保存断点，获取服务程序入口，转向服务子程序12，CPU 响应中断的条件是什么？1）外设有请求，且未被屏蔽；2）CPU 开中断；3）一条指令(非停机指令)结束；4）无故障、DMA 等优先级更高的请求。

13.,简要说明完成一次中断处理的步骤，或画出流程图。

答：CPU关中断，保护断点现场，执行中断服务程序，恢复现场；14，DMA方式数据传送过程1）设备数据准备好，外设发DMA 请求；DMA 控制逻辑向CPU 发出MDA 请求2）CPU 响应DMA 请求后，让出总线控制权；DMA 控制器接管总线进行数据传输3）DMA 控制总线进行数据传输：送主存地址，发读写命令。

4）DMA 用一个存储周期传送数据，结束后将主存地址加1，指向下一个存储单元。

5）判断是否传送结束，如果传送结束，发传送结束信号，让出总线控制权。

15，何谓DMA？DMA 操作可以分几个主要步骤？DMA 是直接内存访问，直接依靠硬件在主存与I/O 设备之间直接进行数据传送，传送期间不需要CPU 干预。

分为初始化、传送、结束三步。

16,请比较说明中断方式与DMA方式的异同（产生方式、处理方式、应用场合等方面）。

答：相同点：由随机请求引发；不同点：中断：CPU暂时中止现行程序的执行，转去执行某个随机事态服务的中断处理程序，处理完毕后自动恢复原程序的执行。

实质上是一种程序切换过程，处理过程是依靠执行中断处理程序来实现；适用于中低速I/O操作、处理复杂随机事件；DMA：直接依靠硬件在主存与I/O设备之间进行直接的数据传送，在传送期间，不需CPU的程序干预，处理过程直接依靠硬件实现。

仅需占用系统总线，不切换程序，不存在保存断点、保护现场、恢复现场、恢复断点等操作。

适用于主存与高速外设之间的简单数据传送；17，程序中断方式和一般程序转子有什么不同1)转子子程序的执行是程序员事先安排的，而中断服务程序的执行是由随机中断事件引起的调用。

2)转子子程序的执行受到主程序或上层程序的控制，而中断服务程序一般与被中断的程序没有关系。

3)一个程序不存在同时调用多个转子子程序的情况，而可能发生多个外设中断同时请求CPU 为自己服务的情况。

18，试描述指令周期、CPU 周期（工作周期）、节拍周期之间的关系。

指令周期是执行一条指令所需要的时间。

CPU 周期又称机器周期，指从内存读取一条指令字的最短时间。

一个指令周期常由若干CPU CPU 仅完成一个最基本的动作。

19，说明并行加法器的进位链及其如何实现快速进位的G i称为第i位的进位产生函数，或称为本地进位或绝对进位。

若本位的两个输入均为1，必然产生进位，G i=A i B i；P i称为进位传递函数，或进位传送条件，若本位的两个输入中至少有一个为1时，则当低位有进位传来时，本位将产生进位，P i=A i⊕B i ；第i位产生的进位信号C i=G i+P i C i-1，将C i的表达式代入逐级代入下一位的进位表达式，使得每一位的计算不需要等待前一位产生进位信号就可以进行。

20，怎么实现减法补码表示，利用补码的特性，通过求变补，变减法为加法，具体做法是对信号用反相器变反，末位加1。

21,结合奇偶校验码的码距d，讨论查错，纠错能力答：若奇偶校验码的码距为d，则其可查(d-1)位错，而实现纠错能力所需要的码距比查错能力所需要的大，若码距为d位，则可以检查并纠正(d-2)位错；22，在存储系统中设置Cache 有什么作用？试分析Cache 和主存储器的组相连映像方式的特点。

与cpu 告诉交换信息，提高计算机系统的运行效率。

组相联映相方式是对全相联映相方式和直接映像方式的一种折中的处理方案。

既有较高的命中率，又使比较线路也不会太复杂。

23，请描述总线接口的功能。

寻址，数据传送与缓冲，数据格式变换、电平变换等，控制逻辑24，比较并行接口和串行接口，并说出它们的适用场合并行接口中接口与系统总线、接口与外设均按并行方式传送数据。

数据各位同时传送。

适用于设备本身并行工作，距主机较近的场合。

串行接口中接口与系统总线并行传送，接口与外设串行传送。

数据逐位分时传送。

适用于设备本身串行工作，或距主机较远，或需减少传送线的情况。

25,什么是软硬件逻辑等价？请举例说明。

答：计算机系统以硬件为基础，通过软件扩充其功能，并以执行程序方式体现其功能。

但目前，许多功能既可以直接由硬件实现，也可以在硬件的支持下靠软件实现，对用户来说在功能上是等价的，我们称之为软硬件逻辑等价。

如乘法运算，可由硬件乘法器实现，也可在加法器与移位器支持下由乘法子程序实现。