计算机组成原理题附答案

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计算机组成原理题解指南

第一部分：简答题

第一章计算机系统概论

1．说明计算机系统的层次结构。

计算机系统可分为：微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级），操作系统级，汇编语言级，高级语言级。

第四章主存储器

1．主存储器的性能指标有哪些含义是什么

存储器的性能指标主要是存储容量. 存储时间、存储周期和存储器带宽。

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在一个存储器中可以容纳的存储单元总数通常称为该存储器的存储容量。

存取时间又称存储访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。

存储周期是指连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需间隔的最小时间。

存储器带宽是指存储器在单位时间中的数据传输速率。

2．DRAM存储器为什么要刷新DRAM存储器采用何种方式刷新有哪几种常用的刷新方式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”。

DRAM采用读出方式进行刷新。因为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。

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3．什么是闪速存储器它有哪些特点

闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器。从原理上看，它属于ROM型存储器，但是它又可随机改写信息；从功能上看，它又相当于RAM，所以传统ROM与RAM

的定义和划分已失去意义。因而它是一种全新的存储器技术。

闪速存储器的特点：（1）固有的非易失性，（2）廉价的高密度，（3）可直接执行，（4）固态性能。

4．请说明SRAM的组成结构，与SRAM相比，DRAM在电路组成上有什么不同之处SRAM存储器由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成，DRAM还需要有动态刷新电路。

第五章指令系统

1．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

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。

…

2．一个较完整的指令系统应包括哪几类指令

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。

3．什么叫指令什么叫指令系统

指令就是要计算机执行某种操作的命令

一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。

第六章中央处理部件CPU

1．指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。

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，从内存读出的指令流流向控制器（指令寄存器）。从内存读出的数据流流向运算器（通用寄存器）。

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2．简述CPU的主要功能。

CPU主要有以下四方面的功能：(1)指令控制程序的顺序控制，称为指令控制。

(2)操作控制 CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送

往相应部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

(3)时间控制对各种操作实施时间上的控制，称为时间控制。

(4)数据加工对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理。

3．举出CPU中6个主要寄存器的名称及功能。

CPU有以下寄存器：

(1)指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。

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(2)程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。

(3)地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。

(4)缓冲寄存器（DR）：

<1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。

<2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。

<3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。

(5)通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。

(6)状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码

内容。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。

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4．比较水平微指令与垂直微指令的优缺点。

(1)水平型微指令并行操作能力强、效率高、灵活性强，垂直型微指令则较差。

(2)水平型微指令执行一条指令的时间短，垂直型微指令执行时间长。

(3)由水平型微指令解释指令的微程序，具有微指令字比较长，但微程序短的特点，而垂直型微指令正好相反。

(4)水平型微指令用户难以掌握，而垂直型微指令与指令比较相似，相对来说比较容易掌握5．什么是指令周期什么是机器周期什么是时钟周期三者之间的关系如何

指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。

机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）

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时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。

一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。6．什么是RISCRISC指令系统的特点是什么