微机原理(名词解释+简答题)

微机原理

一、名词解释

FLOPS：每秒所执行的浮点运算次数。

MIPS：每秒百万条指令。

RISC技术：精简指令集计算机。

计算机组成：是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。

计算机体系结构：是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性。

存储容量：是指存储器可以存放的二进制代码的总位数。

总线：连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。

总线复用：一条信号线上分时传送两种信号。

总线宽度：数据总线的根数。

存取时间：启动一次存储器操作到完成该操作所需全部时间。

空间局部性：一旦一个存储单元被访问，那么它临近单元也将很快被访问。

存取周期：存储器进行连续两次独立的存储操作，所需的最小间隔时间。

时间局部性：一旦一个指令被执行了，在不久的将来它可能再被执行。

中断：计算机在执行程序的过程中，当出现异常情况或特殊请求时，计算机停止现行的程序的运行，转向对这些异常情况或特殊请求的处理，处理结束后再返回到现行程序的间断处，继续执行原程序。

寻址方式：确定本条指令的数据地址以及下一条将要执行的指令地址的方法。取指周期：取指阶段完成取指令和分析指令操作。

指令周期：CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间。

二、简答题

1.冯诺依曼计算机的特点

(1)计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。

(2)指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。

(3)指令和数据均用二进制数表示。

(4)指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

(5)指令在存储器内按顺序存放。

(6)机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器之间的数据传送通过运算器完成。

2.简述系统总线的概念，按系统总线传输信息不同分为哪三类并说明各自用途。系统总线是指CPU、主存、I/O设备，各大部件之间的信息传输线。

1）数据总线：用来传输各功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关。

2）地址总线：用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O 设备的地址。

3）控制总线：用来发出各种控制信号的传输线。

3.分离式通信有何特点。

1）各模块有权申请占用总线

2）采用同步方式通信不等对方回答

3）各模块准备数据时不占用总线

4）总线被占用时无空闲

4.简述总线的特征。

1）机械特性2）电气特性3）功能特性4）时间特性

5.提高访存速度的措施。

1）寻找高速元件和采用层次结构2）调整主存的结构

6.影响存储器性能的因素

容量、速度、每位价格

7.试比较动态RAM和静态RAM

1）在同样大小的芯片中，动态RAM的集成度远高于静态RAM，如动态RAM 的基本单元电路为一个MOS管，静态RAM 的基本单元电路可为4~6个MOS 管。

2）动态RAM行、列地址按先后顺序输送，减少了芯片引脚，封装尺寸也减少。3）动态RAM的功耗比静态RAM小。

4）动态RAM的价格比静态RAM的价格便宜。

8.简述DMA借口的功能和组成

功能：1）向CUP申请DMA传送

2）在CPU允许DMA工作时，处理总线控制权的转交，避免因进入DMA工作而影响CPU正常活动或引起总结竞争。

3）在DMA期间管理系统总线，控制数据传输。

4）确定数据传送的起始地址和数据长度，修正数据传送过程中的数据地址和数据长度。

5）在数据块传送结束时，给出DMA操作完成的信号。

组成：1）主存地址寄存器2）字计数器3）数据缓冲寄存器

4）DMA控制逻辑5）中断机构6）设备地址寄存器

9.目前常用的基本输入输出方式有哪些？

程序查询方式中断DMA

10.CPU响应中断的条件和时间是什么？

条件：允许中断触发器必须为“1”

时间：在指令执行周期结束后，响应任何中断源的请求。

11.试从五个方面比较程序中断和DMA方式有何区别？

DMA 程序中断

1）数据传送程序硬件

2）响应时间指令执行结束存取周期结束

3）处理异常情况能不能

4）中断请求传送数据后处理

5）优先级低高

12.流水线中常见的多发技术有哪些。

1）超标量技术2）超流水线技术3）超长指令字技术

13．简述RISC的特点，与CISC相比RISC机的优点。

①选取使用频度较高的一些简单指令以及一些很有用但又不复杂的指令，让复杂指令的功能由频度高的简单指令的组合来实现。

②指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。

③只有去数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器内完成。

④CPU中有多个通用寄存器。

⑤采用流水线技术，大部分指令在一个时钟周期内完成。采用超标量和超流水线技术，可使每条指令的平均执行时间小于一个时钟周期。

⑥控制器采用组合逻辑控制，不用微程序控制。

⑦采用优化的编译程序。

优点：1）充分利用VLSI芯片的面积

2）提高计算机运算速度

3）便于设计，可降低成本，提高可靠性

4）有效支持高级语言程序

14.什么是相关，常见的相关有哪几种，并详细阐述定义。

程序的相近指令之间出现某种关联，使指令流水线出现停顿，影响流水线效率。1）结构相关：是当指令在重叠执行过程中，不同指令争用同一功能部件产生资源冲突时产生的，故又有资源相关之称。

2）数据相关：是流水线中的各条指令因重叠操作，可能改变对操作数的读写访问顺序，从而导致了数据相关冲突。

3）控制相关：是由转移指令引起的。

15.简述CPU的主要功能。

1）取指令2）分析指令3）执行指令