计算机组成原理简答题
计算机组成原理试题及答案

计算机组成原理试题及答案一、选择题。
1. 下列哪个是计算机组成原理的基本概念?A. 数据结构。
B. 操作系统。
C. 计算机体系结构。
D. 算法。
答案,C。
2. 计算机组成原理的核心是什么?A. 中央处理器。
B. 内存。
C. 输入输出设备。
D. 总线。
答案,A。
3. 下列哪个不是计算机组成原理中的主要部件?A. 控制单元。
B. 运算器。
C. 存储器。
D. 输入设备。
答案,D。
4. 计算机组成原理中,数据和指令在内存中是以什么形式存储的?B. 十进制。
C. 八进制。
D. 十六进制。
答案,A。
5. 计算机组成原理中,控制单元的主要功能是什么?A. 控制数据传输。
B. 进行运算。
C. 存储数据。
D. 输入输出。
答案,A。
1. 计算机组成原理中,CPU的作用是进行数据处理和______。
答案,控制。
2. 内存是计算机中的______存储器。
答案,临时。
3. 计算机组成原理中,总线是连接各个部件的______。
答案,通信线路。
4. 控制单元的主要功能是______。
答案,控制数据传输和处理。
5. 计算机组成原理中,运算器负责进行______运算。
答案,算术和逻辑。
1. 简述计算机组成原理中的冯·诺依曼结构。
答,冯·诺依曼结构是一种计算机体系结构,主要包括存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五大部分。
其中存储器用于存储数据和指令,运算器用于进行算术和逻辑运算,控制器用于控制数据传输和处理,输入设备用于接收数据输入,输出设备用于显示处理结果。
2. 什么是指令周期?它与时钟周期有什么关系?答,指令周期是指计算机执行一条指令所需的时间,它包括取指令周期、执行周期和访存周期。
时钟周期是CPU中时钟脉冲的时间间隔,它决定了CPU的工作速度。
指令周期与时钟周期的关系在于,时钟周期是指令周期的基本单位,指令周期是由若干个时钟周期组成的。
四、综合题。
1. 简述计算机组成原理中的存储器层次结构。
答,计算机存储器层次结构包括寄存器、高速缓存、内存和外存等多个层次。
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计算机组成原理简答题1.简述计算机系统计算机系统是由硬件、软件组成的多级层次结构。
计算机硬件是由有形的电子器件等构成的,它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。
传统上将运算器和控制器称为CPU,而将CPU和存储器称为主机。
计算机软件是计算机系统结构的重要组成部分,也是计算机不同于一般电子设备的本质所在。
计算机软件一般分为系统程序和应用程序两大类。
系统程序用来简化程序设计,简化使用方法,提高计算机的使用效率,发挥和扩大计算机的功能和用途,它包括:(1)各种服务程序,(2)语言类程序,(3)操作系统,(4)数据库管理系统。
应用程序是针对某一应用课题领域开发的软件。
2.冯·诺依曼型计算机设计思想、主要特点。
计算机由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五部分组成。
数据以二进制码表示。
采用存储程序的方式,程序和数据放在同一个存储器中并按地址顺序执行。
机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。
已知X和Y,用变形补码计算X+Y,同时指出运算结果是否溢出。
(1) X = -10110 Y = -00001(2) X = 11011 Y = 10101解:(1) [x]补=1101010,[y]补=1111111[x]补1101010+[y]补11111111101001两个符号位出现“11”,表示无溢出[X+Y]补= 101001, X+Y = -10111(2) [x]补=0011011,[y]补=0010101[x]补0011011+[y]补00101010110000两个符号位出现“01”,表示有正溢出。
3.已知X和Y,用变形补码计算X-Y,同时指出运算结果是否溢出。
(1)X = 11011 Y = -11111 (2)X = 10111 Y = 11011(1)[x]补=0011011,[y]补=1100001, [-y]补=0011111[x]补0011011+[-y]补0011111____________________________0111010两个符号位出现“01”,表示有正溢出。
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1.说明计算机系统的层次结构。
解答:一,微程序设计级二,一般机器级三,操作系统级四,汇编语言级五,高级语言级2.静态存储器依靠什么存储信息?动态存储器又依靠什么原理存储信息?试比较它们的优缺点。
解答:①静态存储器以双稳态触发器为存储信息的物理单元,依靠内部交叉反馈保存信息。
速度较快,不需动态刷新,但集成度稍低,功耗大。
②动态存储器依靠电容上暂存电荷来存储信息,电容上有电荷为1,无电荷为0.集成度高,功耗小,速度悄慢,需定时刷新。
3.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?解答: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。
4.16位无符号整数和16位定点原码整数的表示范围分别是多少?解答:对于无符号整数而言,其表示范围是0~65535,即全0到全1 对于n位定点原码整数(有一位是符号位)而言,其表示范围是)-(2^(n-1)-1)~+(2^(n-1)-1)所以16位定点原码整数的表示范围为-32768~+327685.在浮点数中,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?解答: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。
6.什么是指令周期?什么是机器周期?什么是时钟周期?三者之间的关系如何?解答: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。
7.请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。
解答:程序查询方式,数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制,优点是硬件结构比较简单,缺点是CPU效率低,中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU,准备输入输出的一种方法,它节省了CPU时间,但硬件结构相对复杂一些。
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计算机组成原理简答题问答:1.什么是大小端对齐Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。
Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。
2.什么是指令周期、机器周期和时钟周期三者有何关系答:指令周期是CPU完成一条指令的时间;机器周期是所有指令执行过程的一个基准时间,机器周期取决于指令的功能及器件的速度;一个指令周期包含若干个机器周期,一个机器周期又包含若干个时钟周期,每个指令周期内的机器周期数可以不等,每个机器周期内的节拍数也可以不等。
3.什么是总线判优为什么需要总线判优答:总线判优就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时,通过总线控制器,按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占有总线。
因为总线传输的特点就是在某一时刻,只允许一个部件向总线发送信息,如果有两个以上的部件同时向总线发送信息,势必导致信号冲突传输无效,故需用判优来解决。
4.什么是“程序访问的局部性”存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理答:所谓程序访问的局部性即程序执行时对存储器的访问是不均匀的,这是由于指令和数据在主存的地址分布不是随机的,而是相对地簇聚。
存储系统的Cache—主存级和主存—辅存级都用到程序访问的局部性原理。
对Cache—主存级而言,把CPU最近期执行的程序放在容量较小、速度较高的Cache中。
对主存—辅存级而言,把程序中访问频度高、比较活跃的部分放在主存中,这样既提高了访存的速度又扩大了存储器的容量。
5.指令和数据都存于存储器中,从时间和地址两个角度,说明计算机如何区分它们解:计算机区分指令和数据有以下2种方法:通过不同的时间段来区分指令和数据,即在取指令阶段(或取指微程序)取出的为指令,在执行指令阶段(或相应微程序)取出的即为数据。
通过地址来源区分,由PC提供存储单元地址的取出的是指令,由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。
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1、冯诺依曼体系结构要点答:二进制;存储程序顺序执行;硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成2、什么是存储容量?什么是单元地址?解:存储容量:指存储器可以容纳的二进制信息的数量,通常用单位KB、MB、GB来度量,存储容量越大,表示计算机所能存储的信息量越多,反映了计算机存储空间的大小。
单元地址:单元地址简称地址,在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号,称为单元地址。
3、什么是外存?简述其功能。
外存:为了扩大存储容量,又不使成本有很大的提高,在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器,称为外存储器,简称外存。
外存可存储大量的信息,计算机需要使用时,再调入内存。
4、什么是内存?简述其功能。
解:内存:一般由半导体存储器构成,装在底版上,可直接和CPU交换信息的存储器称为内存储器,简称内存。
用来存放经常使用的程序和数据。
5、指令和数据均存放在内存中,计算机如何区分它们是指令还是数据?一般来讲,在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息;而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。
6、简述常见的总线仲裁方式。
解:仲裁方式:(1)集中式仲裁方式:①链式查询方式;②计数器定时查询方式;③独立请求方式;(2)分布式仲裁方式。
7、简述波特率和比特率的区别。
波特是信号传输速度的单位,波特率等于每秒内线路状态的改变次数。
标准波特率有:1200、2400、4800、9600、19200等,1200波特率即指信号能在1秒钟内改变1200次值。
二进制系统中,信息的最小单位是比特,仅当每个信号元素代表一比特信息时,波特率才等于比特率。
8、简述接口的典型功能。
解:接口通常具有:控制、缓冲、状态、转换、整理、程序中断等功能。
9、简述总线特性包括哪4个方面。
物理特性:描述总线的物理连接方式(电缆式、主板式、背板式);功能特性:描述总线中每一根线的功能;电气特性:定义每一根线上信号的传递方向、传递方式(单端方式或差分方式等),以及有效电平范围;时间特性:定义了总线上各信号的时序关系。
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一、精简指令和复杂指令集:RISC(精简指令集)特点:1、选取使用频率高的一些简单指令,指令条数少;2、指令长度固定,指令格式少,寻址方式种类少;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。
CISC(复杂指令集)1、指令系统多大二三百条,使计算机的研制周期变长,难以保持正确性,不易调试维护,而且由于采用了大量使用频率低的复杂指令而试硬件资源浪费。
二、映射缓存知识:1、全相联映射:优点冲突概率小,cache的利用率高。
缺点:比较器难实现,需要一个访问速度很快代价高的相联存储器。
2、直接映射方式:优点:比较电路少m倍电路,所以硬件实现简单,cache 地址为主存地址的低几位,不需变换。
缺点:冲突概率高3、组相连映射:主存中的每一块可以被放置到cache 中唯一的一个组中的任意一个位置。
是全相联映射和组相连映射的折中。
三、仲裁优缺点:集中式仲裁:设置集中式的仲裁电路,它连接所有总线主设备并根据某种策略选中其中的1个总线主设备获得总线使用权。
优点:仲裁过程及总线设备接口简单。
缺点:仲裁电路出现故障,将导致整个系统瘫痪;扩展设备需要对仲裁电路进行大的修改,难度较大。
分布式仲裁:所有主设备均设置自己的仲裁电路。
当主设备发出请求时,各仲裁电路根据一定的策略,共同决定总线使用权。
优点:线路可靠性高,设备扩展灵活,设备接插比较随意。
缺点:确定总线主设备是否在正常工作,系统需要进行超时判断。
由于每个主设备需要在其接口设计仲裁电路,导致设计的复杂性加大。
四、流水线问题:1、资源相关:解决冲突的办法,一是第I4条指令停顿一拍后再启动,二是,增设一个存储器,将指令和数据分别放在两个存储器中。
2、数据相关:解决冲突的办法,流水CPU的运算器特意设置若干运算结果缓冲寄存器,暂时保留运算结果,以便后继指令直接使用,这称为“向前”或定向传送技术。
3、控制相关冲突是由指令转移指令引起的,为了减少转移指令对流水线性能的影响,采用延迟转移法和转移预测法。
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2023-10-26
计算机组成原理简答题
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计算机系统概述计算机硬件系统计算机软件系统计算机网络安全与防护
计算机系统概述
01
计算机系统是指由硬件、软件和固件等组成的计算机系统,它们共同完成特定的信息处理任务。
计算机系统包括输入/输出设备、存储器、运算器、控制器和处理器等部分。
计算机系统的特点是高速度、大容量、低功耗、高可靠性、多功能和微型化等。
网络层
负责数据的分段、重组和端到端传输,以确保数据的完整性和可靠性。
传输层
提供各种应用程序所需的服务,如文件传输、电子邮件、Web浏览等。
应用层
互联网(Internet)的发展和应用有哪些?
万维网(Worl…
通过HTTP协议提供文本、图片、音频、视频等内容的浏览和下载。
电子邮件
通过SMTP、POP3等协议实现邮件的发送、接收和管理。
计算机系统的分类有哪些?
01
根据规模和性能的不同,计算机系统可以分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等。
02
根据使用范围和用途的不同,计算机系统可以分为通用机和专用机。
计算机硬件系统
02
组成
中央处理器(CPU)由控制器和运算器组成。
工作原理
CPU从存储器中取出指令,解码后执行相应的操作,然后将结果写回到存储器中。
数据结构在计算机科学中的重要性
算法是计算机科学的核心之一,它是解决特定问题或完成特定任务的一种方法或过程。算法是一系列精确的指令,用于计算、搜索、排序、控制流程等任务。算法的复杂度通常用时间复杂度和空间复杂度来衡量。一个好的算法应该具有高效性、正确性和可读性等特点。在实际应用中,选择合适的算法对程序的效率和效果至关重要。
计算机组成原理(简答题)

计算机组成原理(简答题)计算机组成原理(简单题)第一章概论1、计算机的应用领域:科学计算、数据处理、实时控制、辅助设计、通信和娱乐。
2、计算机的基本功能:存储和处理外部信息,并将处理结果向外界输出。
3、数字计算机的硬件由:运算器、控制器、存储器、输入单元和输出单元。
4、软件可以分成系统软件和应用软件。
其中系统软件包括:操作系统、诊断程序、编译程序、解释程序、汇编程序和网络通信程序。
5、计算机系统按层次进行划分,可以分成,硬件系统、系统软件和应用软件三部分。
6、计算机程序设计语言可以分成:高级语言、汇编语言和机器语言。
第二章数据编码和数据运算1、什么是定点数?它有哪些类型?答:定点数是指小数点位置固定的数据。
定点数的类型有定点整数和定点小数。
2、什么是规格化的浮点数?为什么要对浮点数进行规格化?答:规格化的浮点数是指规定尾数部分用纯小数来表示,而且尾数的绝对值应大于或等于1/R并小于等于1。
在科学计数法中,一个浮点数在计算机中的编码不唯一,这样就给编码带来了很大的麻烦,所有在计算机中要对浮点数进行规格化。
3、什么是逻辑运算?它有哪些类型?答:逻辑运算时指把数据作为一组位串进行按位的运算方式。
基本的逻辑运算有逻辑或运算、逻辑与运算和逻辑非运算。
4、计算机中是如何利用加法器电路进行减法运算的?答:在计算机中可以通过将控制信号M设置为1,利用加法器电路来进行减法运算。
第三章存储系统1、计算机的存储器可以分为哪些类型?答:计算机的存储器分成随机存储器和只读存储器。
2、宽字存储器有什么特点?答:宽字存储器是将存储器的位数扩展到多个字的宽度,访问存储器时可以同时对对个字进行访问,从而提高数据访问的吞吐量。
3、多体交叉存储器有什么特点?答:多体交叉存储器是由对个相互独立的存储体构成。
每个存储器是一个独立操作的单位,有自己的操作控制电路和存放地址的寄存器,可以分别进行数据读写操作,各个存储体的读写过程重叠进行。
4、什么是相联存储器?它有什么特点?答:相联存储器是一种按内容访问的存储器。
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第一章概论1.试说明冯诺依曼计算机的基本特征,请画出其框图并简要说明每个部分的主要功能。
答:1、采用二进制代码形式表示信息。
2、采用存储程序工作方式。
3、计算机硬件系统由五大部件(存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备)组成运算器:完成算术和逻辑运算;存储器:存储指令和数据;控制器:负责全机操作;输入输出部件:信息的输入和输出。
2.存储程序控制方式:即事先编写程序,再由计算机把这些信息存储起来,然后连续地、快速地执行程序,从而完成各种运算过程。
3.计算机内部有哪两种信息流,它们之间有什么关系答:计算机内部有控制信息流和数据信息流。
控制信息流包括指令信息、状态信息、时序信息,这些信息的组合产生各类控制信号,对数据信息进行加工处理,并控制数据信息的流向,实现计算机的各项功能。
4.试举例说明计算机硬件和软件功能在逻辑上的等价性答:在计算机中,实际上有许多功能既可以直接由硬件实现,也可以在硬件支持下依靠软件实现,对用户而言,在功能上是等价的。
这种情况称为硬、软件在功能上的逻辑等价。
例如:硬件可以直接做乘法运算,也可以通过软件用相加和移位的方式实现乘法运算。
第二章计算机中的信息表示1.》2.试述浮点数规格化的目的和方法答:浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。
当尾数用补码表示时,若符号位与小数点后的第一位不相等,则被定义为已规格化数,否则便是非规格化数。
通过规格化,可以保证运算数据的精度。
通常,采用向左规格化,即尾数每左移一位,阶码减1,直至规格化完成。
3.请简要说明什么是计算机系统硬件与软件之间的界面,其主要功能是什么答:从程序的编制与执行角度看,指令规定了计算机的操作类型及操作数地址,它们是产生各种控制信号的基础。
另外,从硬件设计角度看,在设计计算机的时候先要确定硬件能够直接执行哪些操作,表现为一组指令集合,称之为计算机的指令系统。
因此,指令系统体现了一台计算机的软、硬件界面。
4. 如果堆栈采用自底向上生成方式,对于下述两种情况,分别讨论压入和弹出时,应先后做哪些操作(1) 栈顶单元是已存数据的实单元(2) 栈顶单元是待存元素的空单元答:如果是实单元:压栈时先SP SP →-1,后存入数据;弹出时先取出数据,后SP SP →+1。
如果是空单元:压栈时先存入数据,后SP SP →-1;弹出时先SP SP →+1,后取出数据。
第三章 CPU 子系统1.: 2. CPU 有哪些功能画出其内部组成框图,并说明图中每个部件的作用。
答:CPU 具有控制程序的顺序执行、产生完成每条指令所需的控制命令、对各种操作实施时间上的控制、对数据进行算术运算和逻辑运算以及处理中断等功能。
包括专用寄存器以及通用寄存器;程序控制单元生成各种微操作命令序列;ALU 完成算术运算和逻辑运算,中断系统用于处理各种中断。
3. 简要叙述三种不同的判断溢出的方法,并分别写出其判溢的表达式。
溢出判断表达式:“溢出”=C B A B A S S S S S S +f“溢出”=C C ⊕f“溢出”=2f 1f S S ⊕4. 试论证在浮点数加减为什么要对阶对阶原则反过来为什么不行答:对阶目的:使被加数和加数的小数点对齐,即使其阶码相等对阶原则:小阶向大阶看齐%原因:如果大阶向小阶看齐,随阶码的值减少,为保持数的值不变,则尾数必须左移相应位数,有可能发生符号位及尾数低位的丢失,这只影响精度不会产生错误。
5.由于浮点数的表示范围宽广,在实际应用中很少出现溢出,仅在理论上的两种极端情况下,才可能出现上溢和下溢,试描述这两种情况。
答:上溢:同号数相加,其中一数的绝对值很大,阶码已达正最大,而和的绝对值又大于1,则尾数需要右规,阶码加1,超出了阶码的最大表示范围,此时称为上溢,运算结果错误,CPU报错停机,并置PSW中溢出标志位为1。
下溢:异号数相加前,两数的绝对值很小,使阶码达到负绝对值最大,且两数相差很小,相加后需左规,则尾数左规时,阶码减小,超出了阶码表示的最小的负数,此时称为下溢,一般当做机器零处理,计算机不报错。
6.试论证在浮点数除法运算中,为什么经过“尾数调整”的操作后,其结果就必定是规格化结果答:尾数调整是指检测被除数尾数的绝对值是否小于除数尾数的绝对值,以确保商的尾数为小数,如果不是,则将被除数尾数右移一位,并相应调整其阶码。
由于两操作数均已是规格化数,即|M|>=1/2,相除后其商的绝对值必然大于等于1/2,不需要左规。
在进行“尾数调整”后,商的绝对值必然小于1,不需要右规。
所以按上述操作产生的商不需要进行规格化处理。
7.微程序编码有哪三种方式微指令格式有哪几种微程序控制器的基本结构是怎样的哪些特点答:微程序编码方式有直接表示法,编码表示法,混合表示法。
微指令的格式大体分为两种:水平型微指令和垂直型微指令。
微程序的控制器具有规整性、可维护性、灵活性的优点,可实现复杂指令的操作控制,使得在计算机中可以较方便的增加和修改指令,甚至可以实现其他计算机的指令。
它主要由控制存储器、微指令寄存器和地址转移逻辑三大部分组成。
8.请说明微指令地址的形成方式主要有哪两种分别是从哪里获得的下一条微指令的微地址的答:微地址形成方式:`初始微地址的形成:取机器指令;功能转移后续微地址的形成增量方式:这种方式与工作程序的顺序控制方式类似,即以顺序执行为主,配合各种常规转移方式,比如:顺序执行,跳不执行,无条件转移,条件转移,转子与返回等。
断定方式:这是一种直接给定微地址与测试判定微地址相结合的方式。
为实现多路分支,将微地址的若干低位作为可断定的部分,相应地在微指令的顺序控制字段中设置或注明断定条件,即微地址低位的形成条件。
9.CPU设计步骤:1、拟定指令系统 2、确定总体结构 3、安排时序 4、拟定指令流程和微命令序列 5、形成控制逻辑。
10.与组合逻辑控制方式相比,微程序控制器有何优点组合逻辑(三级时序)控制器速度快,但控制较复杂,且功能扩展较难。
微程序控制器有规整性、可维护性的优点。
他是一种利用软件设计硬件的技术,可实现复杂指令的操作控制。
另外,微程序设计便于计算机功能的扩充,可较方便地增加和修改指令,只需增加或修改一些微程序。
存储系统1.请说明三级存储体系分别由哪些部分组成,并比较“CACHE—主存”和“主存—辅存”这两个存储层次的相同点和不同点答:三级存储体由CACHE—主存”和“主存—辅存”构成。
在CACHE和主存之间,主存和辅存之间分别有辅助硬件和辅助软件负责信息调度,以便各级存储器能够组成有机的三级存储体。
CACHE和主存构成的系统的内存,而主存和辅存依靠辅助硬件和辅助软件构成虚拟存储器。
)相同点:出发点相同,原理相同。
不同点:目的不同,数据通路不同,透明度不同,未命中时损失不同。
2.CACHE—主存的地址映像方式主要有哪两种分别是从哪里获得下一条微指令的微地址的答:主存与高速缓存之间的地址映像方式有直接映像、全相联映像、组相联映像。
直接映像方式下主存块只能映像到高速缓存的指定块。
这种方式地址转换速度快,但冲突率较高。
全相联映像方式下主存中的块可以映像到高速缓存中的任意块。
而组相联映像是二者的结合,它将主存和高速缓存分组,组间采用直接映像,组内采用全相联映像。
组相联映像和全相联映像速度比较低,通常适合小容量CACHE3.什么是存储器的刷新刷新有哪些典型的方式每种刷新方式的特点是什么答:动态随机存取存储器,利用存储元中的栅极电容存储电荷,电容上有电荷表明存放数据1,无电荷表示存放数据0.由于存储元电路存在漏电流,使栅极电容上的电荷流失,因此必须没隔一定时间对存储体中的所有记忆单元的栅极电容补充电荷,这个过程称为刷新。
有三种典型的刷新控制方式(1)集中刷新方式。
在最大刷新时间间隔内,前一段时间进行读写保持,后一段时间集中进行刷新。
这种方式的主要缺点是在集中刷新这段时间内不能进行存取访问,称之为死区。
(2)分散刷新方式:这种方式把CPU对内存的存取周期扩展为两倍,前半段用来进行读写保持,后半段作为刷新时间。
因刷新过于频繁,故影响了系统的速度,但它不存在死区。
这种方式不适合高速内存。
(2)异步刷新方式:将以上两种方式结合起来。
首先用最大刷新时间间隔除以要刷新的行数,然后将每段时间分割为两部分,前段时间用于读写保持,后一小段时间用于刷新。
这样既保证了内存的刷新,又没有明显死区。
第四章输入/输出系统1.!2.请求中断的五个步骤:中断请求、中断判优、中断响应、中断处理、中断返回。
进入中断响应的条件:有中断请求、开中断、一般应等待一条指令执行完。
3.CPU进入中断响应周期要完成什么操作,这些操作由谁完成答:(1)关中断(2)保存断点(3)获得服务程序的入口。
(4)转向程序运行状态,以开始执行中断服务程序。
以上操作实在中断周期中直接依靠硬件实现的。
4.CPU响应中断必须满足的三个条件是什么,中断优先权控制电路的功能是什么答:三个条件:(1)必须有中断请求(2)必须开中断(3)一般应待一条指令执行完。
中断优先权控制电路的功能:当同时有若干个中断请求时,选优先权最高的中断请求送CPU。
5.简述程序中断处理的三个主要步骤,说明为什么在第一步和第三步处理的前后都要有关中断和开中断答:三个步骤:(1)保存被中断程序的断电和现场,判断中断条件,转入相应的中断服务程序入口(2)执行中断服务程序(3)恢复以前保存的现场和断电。
|“保存断电和现场”以及“恢复现场”都应整体执行,不能被中断,因此执行前应关中断,执行后应开中断,即允许相应其他的中断请求。
6.简述多重中断系统中CPU响应处理一次中断的步骤。
(1)关中断(2)保存现场(3)判别中断条件(4)开中断(5)执行中断服务程序(6)关中断(7)恢复现场信息(8)开中断7.比较DMA方式和程序中断方式,并指出它们各自应用在什么性质的场合。
在输入输出系统中,DMA方式是否可以替代中断方式答:DMA尽局限于数据块的输入和输出操作;而程序中断除用于输入和输出之外,还用于故障诊断等任务,意义要广泛的多。
中断一般只发生在一条指令周期结束而另一条指令尚未开始的时刻;而DMA则可在两个存储周期之间的任意时刻相应。
DMA过程,若遇到出错信号或接受到新的启动指令,则可中断现行的程序,进入中断服务程序,而程序中断除对DMA提供后处理外,还可以测试DMA的状态或中断条件,以实施对DMA及有关设备控制器的监控。
DMA适用于:高速、批量数据的简单传送。
中断方式适用于:处理复杂随机事件、控制中低速I/O设备。
不可以。
DMA方式中也需要用中断机制进行同步,而且DMA方式适用于大批量数据的高速传输,不适用低速的单字节的数据输入、输出。
8.请简要说明常见的主机与外围设备之间信息传送的控制方式,并指出采用哪种方式CPU效率最低,哪种方式效率最高四种:程序查询方式、中断方式、DMA方式和通道方式。