简单介绍计算机硬件系统的组成及各部件功能

1.简单介绍计算机硬件系统的组成及各部件功能.

答:计算机硬件系统由:运算器,控制器.存储器,I/O设备组成。

运算器；完成算数和逻辑运算

控制器：根据指令的要求控制和协调其他各部件工作。

存储器：存储程序和数据

输入设备：将外部信息以一定格式输入到计算机系统。

输出设备：将计算机系统的信息提供给外部设备。

2．简述微程序控制的基本思想。

答：把指令执行的所有控制信号放在一个存储器中，需要时从这个存储器读取。

一条指令的功能通常用许多条微指令实现这个微指令序列称为微程序。

计算机运行时。一条一条读出这些微指令。从而产生各种操作的控制信号。

3．提高存储器速度可采用哪些措施，请说出至少五种措施。

答：1，采用高速器件2，采用cache(高速缓冲存储器)3，采用多提交叉存储器4，采用双端口存储器5，加长存储器的字长

4．请说明指令周期，机器周期，时钟周期之间的关系。

答：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）。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。

5．什么是RISC？RISC指令系统的特点是什么（至少写出4个）？

答：RISC是精简指令系统计算机。

特点：1）选取使用频率最高的一些简单指令。2）指令长度固定。3）只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。4）大部分指令在一个机器周期内完成。5）CPU中通用寄存器数最多。6）以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。7)一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。8）指令以流水方式执行

6.计算机系统总线大致分为哪几类？

答：1)一个计算机系统中的总线分为三类：同一部件如CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线，称内部总线。2)同一台计算机系统的各部件，如CPU.内存.通道和各类I/O接口间互相连接的总线，称为系统总线。3）堕胎处理机之间互相连接的总线，称为多机系统总线。

7.说明计数器定是查询工作原理。

答：总线上的任一设备要求使用总线时，通过BR线发出总线请求。总线控制器接到请求信号以后，在BS线为“0”的情况下让计数器开始计数，计数值通过一组地址发向各设备。每个设备接口都有一个设备地址判别电路，当地址线上的计数值与请求总线的设备相一致时，该设备置“1”BS线，获得总线使用权，此时中断计数查询。

8.简要描述设备进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点。

答:1）外设发出DMA请求2）CPU响应请求，DMA控制器从CPU接管线的控制3）由DMA 控制器执行数据传送操作4）向CPU报告DMA操作结束。

主要优点：数据传送速度快

9．简述通道的基本功能？

（1）接受CPU的输入输出操作指令，并按命令控制外围设备。（2）从内存中读取通道程序执行，控制外设各种操作。（3）控制数据在内存和外设间进行传输。（4）读取外设的状态信息（5）想CPU发出中断请求

10.外围设备的I/O控制方式分哪几类？

答:程序查询方式，中断方式，直接内存访问（DMA）方式，通道方式，外围处理机方式11.解释指令，为指令及其关系。

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指令，通常把这种控制命令叫做命令，而一组实现一定操作功能的微指令的组合，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。

12.集中式仲裁有哪几种方式？

答：链式查询方式，计算器定时查询方式，独立请求方式

13页式虚拟存储器中，页面不能太大，也不能太小，为什么？通常页面大小为多大？

答：页面太小，则页表的行数会增加，从而也表会增大，页表也占用内存空间，所以内存的利用率会降低。页面太大，则每个程序的最后部分不可能都使用整个页面，平均浪费1/2页面空间，当页面太大时，也会造成主存的利用率降低，同时，页面太大，则所存放的页就少，命中率也会降低。通常页面大小为：4k-6K.

14.什么叫指令？什么叫指令系统？

答：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。

15.CPU中有哪些主要寄存器？简述这些寄存器的功能。

答:(1)指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。（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）缓存寄存器（DR）：<1>作为CPU和内存，外设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算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。

16.外围设备的I/O控制方式的特点？

（1）程序查询中断：CPU的操作和外围设备的操作能够同步，而且硬件结构比较简单。（2）程序中断方式：一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了CPU 的时间，但硬件结构相对复杂一些。（3）直接内存访问（DMA）方式:数据传输速度很高，传输速率仅受内存访问时间的限制。需要多硬件，适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。（4）通道方式：可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，大大提高了CPU的工作效率。（5）外围处理机方式:通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近一般处理机。

17。什么叫做刷新大？

DRAM依靠MOS栅极电容存储信息，电容上的电荷会慢慢泄漏，因此，每隔一定时间的时间，需要对存储的信息进行重新写入，这个过程称为刷新大。

DMA的访问方式

DMA：直接存储器访问，即存储器与I/O设备之间不通过CPU直接进行数据传送。

方式：（1）停止CPU访问（2）周期挪用（3）DMA与CPU交替访