计算机组成原理简答题

问答:

1.什么就是大小端对齐

Little-Endian就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。

2.什么就是指令周期、机器周期与时钟周期？三者有何关系？

答:指令周期就是CPU完成一条指令的时间;机器周期就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。

3.什么就是总线判优？为什么需要总线判优？

答:总线判优就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。

4.什么就是“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就是不均匀的,这就是由于指令与

数据在主存的地址分布不就是随机的,而就是相对地簇聚。

存储系统的Cache—主存级与主存—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.指令与数据都存于存储器中,从时间与地址两个角度,说明计算机如何区分它们？

解:计算机区分指令与数据有以下2种方法:

通过不同的时间段来区分指令与数据,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就是指令,由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的就是操作数。

6.除了采用高速芯片外,从计算机的各个子系统的角度分析,指出6种以上(含6种)提高

整机速度的措施。.

针对存储器,可以采用Cache-主存层次的设计与管理提高整机的速度;

针对存储器,可以采用多体并行结构提高整机的速度;

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。

7.I/O有哪些编址方式？各有何特点？

解:常用的I/O编址方式有两种: I/O与内存统一编址与I/O独立编址。

特点:I/O与内存统一编址方式的I/O地址采用与主存单元地址完全一样的格式,I/O设备与主存占用同一个地址空间,CPU可像访问主存一样访问I/O设备,不需要安排专门的I/O指令。

I/O独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址编

码,此时I/O地址与主存地址就是两个独立的空间,CPU需要通过专门的I/O指令来访问I/O 地址空间。

8.什么就是指令周期？什么就是机器周期？什么就是时钟周期？三者之间的关系如

何？

指令周期就是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令与执行指令所需的全部时间。

机器周期也称为CPU周期,就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)。

时钟周期就是时钟频率的倒数,也可称为节拍脉冲或T周期,就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。-

9.简要说明CPU与I/O之间传递信息可采用哪几种联络方式？它们分别用于什么场

合？

答: CPU与I/O之间传递信息常采用三种联络方式:直接控制(立即响应)、同步、异步。适用场合分别为:

直接控制适用于结构极简单、速度极慢的I/O设备,CPU直接控制外设处于某种状态而无须联络信号。

同步方式采用统一的时标进行联络,适用于CPU与I/O速度差不大,近距离传送的场合。

异步方式采用应答机制进行联络,适用于CPU与I/O速度差较大、远距离传送的场合。10.设CPU内的部件有:PC、IR、MAR、MDR、ACC、ALU、CU,且采用非总线结构。写出取址周期的全部微操作:

PC-->MAR 1-->R M(MAR)-->MDR MDR->IR OP(IR)-->CU (PC)+1-->PC

写出存数指令全部微操作:

Ad(IR)-->MAR 1-->W ACC-->MDR MDR->M(MAR)

加法指令全部微操作

Ad(IR)-->MAR 1-->R M(MAR)-->MDR (ACC)+(MDR)-->ACC

11.在什么条件下,I/O设备可以向CPU提出中断请求？

解:I/O设备向CPU提出中断请求的条件就是:I/O接口中的设备工作完成状态为1(D=1),中断屏蔽码为0 (MASK=0),且CPU查询中断时,中断请求触发器状态为1(INTR=1

12.简述中断的流程。

(1)中断源未被屏蔽、完成工作情况下提出中断请求

(2 )各种中断请求根据优先级进行排队

(3) CPU开中断情况下、且指令周期结束响应中断请求

(4) CPU执行中断隐指令(保护硬件现场、关中断,根据中断向量找到中断服务程序入口地址),

执行服务程序

(5) 中断服务程序中保护软件现场,(如果就是多重中断,则开中断),执行相应的服务,返回前

需要恢复软件现场。

(6) 中断返回指令恢复硬件现场。

13.什么就是快速缓冲存储器,它与主存有什么关系？

答:快速缓冲存储器就是为了提高访存速度,在CPU与主存之间增设的高速存储器,它对用户就是透明的。只要将CPU最近需用的信息从主存调入缓存,这样CPU每次只需访问快