自考計算機組成原理(問答)總結(jié)

1、1簡述主存與CACHE之間的映象方式。【答案】主存與CACHE之間的映象方式有直接映象、全相聯(lián)印象、組相聯(lián)印象三種。直接映象是指主存儲器中的每個塊只能夠映象到CACHE中唯一一個指定塊的地址映象方式。全相聯(lián)映象是指每個主存塊都能夠映象到任一CACHE塊的地址映象方式。組相聯(lián)印象是直接映象和全相聯(lián)映象兩種方式的結(jié)合，它將存儲空間分成若干組，在組間采用直接映象方式，而在組內(nèi)采用全相聯(lián)印象方式。2簡述存儲器間接尋址方式的含義，說明其尋址過程?！敬鸢浮亢x：操作數(shù)的地址在主存儲器中，其存儲器地址在指令中給出。 尋址過程：從指令中取出存儲器地址，根據(jù)這個地址從存儲器中讀出操作數(shù)的地址，再根據(jù)這個操作數(shù)的

2、地址訪問主存，讀出操作數(shù)。3微程序控制器主要由哪幾部分構(gòu)成?它是如何產(chǎn)生控制信號的?【答案】微程序控制器主要由控制存儲器、微指令寄存器IR、微地址寄存器AR、地址轉(zhuǎn)移邏輯等構(gòu)成。操作控制信號的產(chǎn)生：事先把操作控制信號以代碼形式構(gòu)成微指令，然后存放到控制存儲器中，取出微指令時，其代碼直接或譯碼產(chǎn)生操作控制信號。4簡述提高總線速度的措施?！敬鸢浮繌奈锢韺哟危?增加總線寬度；2增加傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度；3縮短總線長度；4降低信號電平；5采用差分信號；6采用多條總線。從邏輯層次：1簡化總線傳輸協(xié)議；2采用總線復用技術(shù)；3采用消息傳輸協(xié)議。5簡述中斷方式的接口控制器功能。【答案】中斷方式的接口控制器功能：能向

3、CPU發(fā)出中斷請求信號；能發(fā)出識別代碼提供引導CPU在響應中斷請求后轉(zhuǎn)入相應服務程序的地址； CPU要能夠?qū)χ袛嗾埱筮M行允許或禁止的控制；能使中斷請求參加優(yōu)先級排隊。6CPU與DMA訪問內(nèi)存沖突的裁決的方法有哪些？【答案】CPU等待DMA的操作；DMA乘存儲器空閑時訪問存儲器；CPU與DMA交替訪問存儲器。08真題1.高速緩存Cache用來存放什么內(nèi)容?設(shè)置它的主要目的是什么? (3分)參考答案：Cache中存放當前活躍的程序和數(shù)據(jù)，作為主存活躍區(qū)的副本。(2分) 設(shè)置它的主要目的是解決CPU與主存之間的速度匹配。（2分）2.什么是堆棧?說明堆棧指針SP的作用。 (3分)參考答案：堆棧是一種按

4、先進后出（或說成是后進先出）順序進行存取的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或存儲區(qū)域。常在主存中劃一小塊連續(xù)單元區(qū)作為堆棧。(3分) 堆棧指針SP是用來保存最后進入堆棧的位置（棧頂）的寄存器。(1分)3.簡述微程序控制方式的基本思想。它有什么優(yōu)點和缺點? (3分)參考答案：（P132-134）微程序控制的基本思想可歸納為： （1）將微操作命令以微碼形式編成微指令，并事先固化在控制存儲器（ROM）中。(1分) （2）將一條機器指令的操作分解為若干微操作序列，用一段微程序?qū)亟忉寛?zhí)行，微程序中每條微指令所包含的微命令控制實現(xiàn)一步操作。(1分) 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)規(guī)整，有利于設(shè)計自動化；易于修改與擴展，靈活性、通用性強；適于作系

5、列機的控制器，性能價格比較高；可靠性較高，易于診斷與維護。(1分) 缺點：速度相對較慢。（1分）4.什么是中斷?請說明它的特點和適用場合。 (3分)參考答案：中斷是指在計算機的運行過程中，CPU接到更緊迫的服務請求而暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務程序，以處理某些隨機事態(tài)；并在處理完畢后自動恢復原程序的執(zhí)行。(2分) 主要特點是具有隨機性，通過執(zhí)行程序來處理隨機事件。(1分) 它適用于中低速I/O操作的管理，以及處理隨機發(fā)生的復雜事件。(1分)5.什么是串行總線?什么是并行總線?試比較它們的應用場合。 (3分)參考答案：串行總線采用一條數(shù)據(jù)線；并行總線采用多條線路并行地傳輸數(shù)據(jù)信號。(2分)

6、 串行總線一般用于較長距離的較低速率的數(shù)據(jù)傳輸；并行總線一般用于較短距離的高速數(shù)據(jù)傳輸。(2分)07真題1.半導體隨機訪問存儲器芯片主要有哪兩種類型？ (5分)參考答案：主要有靜態(tài)存儲器（SRAM）芯片和動態(tài)存儲器（DRAM）芯片。2.簡述CISC和RISC的含義。 (5分)參考答案：CISC：復雜指令系統(tǒng)計算機，其指令條數(shù)較多，指令功能和結(jié)構(gòu)復雜，進而機器結(jié)構(gòu)復雜。（2分） RISC：精簡指令系統(tǒng)計算機，其指令條數(shù)較少，指令結(jié)構(gòu)和功能簡單，進而機器結(jié)構(gòu)簡單，提高了機器的 性能價格比。（3分）3.微指令執(zhí)行周期與指令執(zhí)行周期的對應關(guān)系是什么？ (5分)參考答案：（1）一條機器指令對應一段微程序

7、；（1.5分）（2）指令從主存中讀取，微指令從控制存儲器中讀??；（2分）（3）每個機器周期對應一個微指令周期。（1.5分）5.何謂I/O接口？外圍設(shè)備編址有哪兩大類方法？ (5分)參考答案：I/O接口是主機與外設(shè)之間的交接界面；（3分）外設(shè)編址有統(tǒng)一編址法和單獨編址法。（2分）6.簡述在程序查詢 輸入輸出方式下，計算機進行輸入操作的過程。 (5分)參考答案：過程是：（1）CPU啟動外設(shè)，命令外設(shè)進行讀操作；（1.5分）（2）CPU讀取外設(shè)的狀態(tài)，等待輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送準備就緒；（1.5分）（3）CPU從數(shù)據(jù)總線輸入數(shù)據(jù)，放在內(nèi)部的寄存器中。（2分）第五章1在CPU中，哪些寄存器屬于控制用的指令

8、部件？它們各起什么作用？（5分）【答案】：（1）程序計數(shù)器PC，提供取指地址，從而控制程序執(zhí)行順序。（2）指令寄存器IR，存放現(xiàn)行指令，作為產(chǎn)生各種微操作命令的基本邏輯依據(jù)。（3）程序狀態(tài)寄存器PS，記錄程序運行結(jié)果的某些特征標志，或用來設(shè)置程序運行方式與優(yōu)先級，參與形成某些微操作命令。 2硬連線控制器如何產(chǎn)生微命令？產(chǎn)生微命令的主要條件是哪些？【答案】：硬連線控制器依靠組合邏輯電路產(chǎn)生命令；（1分）組合邏輯電路的輸入是產(chǎn)生微命令的條件，主要有： 指令代碼； 時序信號； 程序狀態(tài)信息與標志位； 外部請求信號。（4分） 3微程序控制器怎么產(chǎn)生操作控制信號，這種控制器有何優(yōu)缺點？【答案】：操作控制

9、信號的產(chǎn)生：事先把操作控制信號以代碼形式構(gòu)成微指令，然后存放到控制存儲器中，取出微指令時，其代碼直接或譯碼產(chǎn)生操作控制信號。優(yōu)點：規(guī)整、易于修改和擴展。缺點：速度較慢。4當讀取并執(zhí)行一條指令時，控制器的主要功能是什么？【答案】： 從主存取指令，并計算下一條指令在主存中的地址； 對指令進行譯碼，產(chǎn)生相應的操作控制信號； 控制指令執(zhí)行的步驟和數(shù)據(jù)流動的方向。 5與硬連線控制器相比，微程序控制器有哪些優(yōu)缺點？【答案】：與硬連線控制器相比，微程序控制器的優(yōu)點是設(shè)計規(guī)整、易于修改和擴展。缺點是比硬連線控制器速度慢。6硬連線控制器主要由哪幾部分構(gòu)成？它是如何產(chǎn)生控制信號的？【答案】：硬連線控制器主要由時鐘

10、源、環(huán)形脈沖發(fā)生器、控制信號編碼器電路和指令譯碼器電路構(gòu)成。硬連線控制器采用組合邏輯與時鐘信號結(jié)合的方式產(chǎn)生控制信號。第六章（2000年）1何謂存儲總線？何謂I/O總線？各有何特點？（4分）【答案】：存儲總線是連接CPU和主存儲器之間的專用總線，速度高。1/O總線是連接主機（CPU）與1/O設(shè)備之間的總線，可擴展性好。 2總線的分類方法主要有哪幾種？請分別按這幾種法說明總線的分類。【答案】： 按傳送格式分為：串行總線、并行總線； 按時序控制方式分為：同步總線（含同步擴展總線）、異步總線； 按功能分為：系統(tǒng)總線、CPU內(nèi)部總線、各種局部總線。3何謂串行傳輸，有何優(yōu)缺點?適用什么場合？【答案】：串

11、行傳輸是指數(shù)據(jù)的傳輸在一條線路上按位進行。優(yōu)點：線路成本低。缺點：傳送速度慢。適用場合：主機與低速外設(shè)間的傳送、遠距離通信總線的數(shù)據(jù)傳送、系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送。 4總線的同步通信方式與異步通信方式有什么區(qū)別？各適用于哪些場合？【答案】：同步通信方式中：數(shù)據(jù)傳送操作由統(tǒng)一的時序信號同步定時控制，有嚴格的時鐘周期劃分，總線操作有固定的時序，設(shè)備之間沒有應答信號。適合各設(shè)備速度固定且一致（或差異不大）的場合。異步通信方式中：數(shù)據(jù)傳送操作所需時間視需要而定，總線操作周期時間不固定，沒有時鐘周期劃分，設(shè)備之間采用握手信號的應答方式。適合：各設(shè)備速度差異較大的場合。 5串行總線和并行總線有何區(qū)別? 各適用于

12、什么場合？【答案】：串行總線的數(shù)據(jù)傳輸是在一條線路上按位進行。線路成本低，傳送速度慢。 適用場合：主機與低速外設(shè)間的傳送、遠距離通信總線的數(shù)據(jù)傳送、系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送。并行總線的每個數(shù)據(jù)位都需要單獨一條傳輸線，所有的數(shù)據(jù)位同時進行傳輸。線路成本高，傳送速度快。適用場合：短距離的高速數(shù)據(jù)傳輸。 6系統(tǒng)總線接口有哪幾項基本功能？【答案】： 控制：傳遞總線上的控制信息，主設(shè)備會通過總線接口向從設(shè)備發(fā)出控制信息。 數(shù)據(jù)緩存：在總線傳遞信息時，在總線接口中臨時存放數(shù)據(jù)。 狀態(tài)設(shè)置通過總線和轉(zhuǎn)換從設(shè)備的工作信息，便于主設(shè)備了解從設(shè)備的信息。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：某些總線接口需要對傳遞的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換。 整理：對接口本

13、身進行調(diào)整。 程序中斷。7什么是總線裁決？總線裁決有哪幾種方式？【答案】：總線裁決就是決定總線由哪個設(shè)備進行控制。總線裁決方式可分為集中式裁決和分布式裁決兩種。集中式裁決將總線的控制功能用一個專門的部件實現(xiàn)，這個部件可以位于連接在總線的某個設(shè)備上。當一個設(shè)備需要向共享總線傳輸數(shù)據(jù)時，它必須先發(fā)出請求，在得到許可時才能發(fā)出數(shù)據(jù)。裁決部件接收來自各個設(shè)備的總線使用請求信號，向其中某一個設(shè)備發(fā)出總線許可信號。分布式裁決將控制功能分布在連接在總線上的各設(shè)備中，一般是固定優(yōu)先級的。每個設(shè)備分配一個優(yōu)先號，發(fā)出總線請求的設(shè)備將自己的優(yōu)先號送往請求線上，與其他設(shè)備的請求信號構(gòu)成一個合成信號，并將這個合成裁決

14、信號讀入以判斷是否有優(yōu)先級更高的設(shè)備申請總線。這樣可使得優(yōu)先級最高的設(shè)備獲得總線使用權(quán)。8集中式裁決有哪幾種方式：【答案】：鏈式查詢方式（菊花鏈方式）：各申請總線的設(shè)備合用一條總線作為請求信號線，而總線控制設(shè)備的響應信號線則串接在各設(shè)備間。計數(shù)器定時查詢方式：集中式總線裁決方式之一，設(shè)備要求使用總線時通過一條公用請求線發(fā)出，總線控制器按計數(shù)的值對各設(shè)備進行查詢。獨立請求方式：集中式總線裁決方式之一，每一個設(shè)備都有一個獨立的總線請求信號線送到總線控制器，控制器也給各設(shè)備分別發(fā)送一個總線響應信號。獨立請求方式可以和鏈式查詢方式結(jié)合，構(gòu)成分組鏈式查詢方式。 9提高總線速度的措施?！敬鸢浮浚簭奈锢韺哟?/p>

15、：1增加總線寬度；2增加傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度；3縮短總線長度；4降低信號電平；5采用差分信號；6采用多條總線。從邏輯層次：1簡化總線傳輸協(xié)議；2采用總線復用技術(shù)；3采用消息傳輸協(xié)議。10什么是串行接口？什么是并行接口？他們與系統(tǒng)總線及I/O設(shè)備之間的傳遞格式分別是什么？【答案】：串行接口和并行接口都是總線與設(shè)備之間的接口部件，但與設(shè)備間的數(shù)據(jù)格式不同。串行接口與外設(shè)之間串行，與系統(tǒng)總線之間并行。并行接口與外設(shè)之間并行，與系統(tǒng)總線之間并行。 第七章1以DMA方式實現(xiàn)傳送，大致可分為哪幾個階段？（3分）【答案】： DMA傳送前的預置階段（DMA初始化）； 數(shù)據(jù)傳送階段（DMA傳送）； 傳送后的結(jié)束處理。

16、 2何謂中斷方式？它主要應用在什么場合？請舉二例。 【答案】： 中斷方式指：CPU在接到隨機產(chǎn)生的中斷請求信號后，暫停原程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應的中斷處理程序，以處理該隨機事件，處理完畢后返回并繼續(xù)執(zhí)行原程序； 主要應用于處理復雜隨機事件、控制中低速1/O； 例：打印機控制，故障處理。 3在 DMA 方式預處理（初始化）階段， CPU 通過程序送出哪些信息？ 【答案】：向DMA控制器及I/O接口（分離模式或集成模式均可）分別送出以下信息： 測試設(shè)備狀態(tài)，預置DMA控制器工作方式； 主存緩沖區(qū)首址，交換量，傳送方向； 設(shè)備尋址信息，啟動讀寫。 4中斷接口一般包含哪些基本組成？簡要說明它們的作用。【答案

17、】： 地址譯碼。選取接口中有關(guān)寄存器，也就是選擇了I/O設(shè)備。 命令字狀態(tài)字寄存器。供CPU輸出控制命令，調(diào)回接口與設(shè)備的狀態(tài)信息。 數(shù)據(jù)緩存。提供數(shù)據(jù)緩沖，實現(xiàn)速度匹配。 控制邏輯。如中斷控制邏輯、與設(shè)備特性相關(guān)的控制邏輯等。 5何謂DAM方式？說明它的適用場合。【答案】：定義：由DMA控制器控制系統(tǒng)總線，直接依靠硬件實現(xiàn)主存與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)直傳，傳送期間不需要CPU程序干預。適用場合：高速、批量數(shù)據(jù)的簡單傳送。6何謂多重中斷？如何保證它的實現(xiàn)？【答案】：多重中斷：CPU在響應處理中斷過程中，允許響應處理更高級別的中斷請求，這種方式稱為多重中斷。實現(xiàn)方法：在中斷服務程序的起始部分用一段

18、程序來保存現(xiàn)場、送新屏蔽字以屏蔽同級別和低級別的中斷請求、然后開中斷，這樣CPU就可響應更高級別的中斷請求，實現(xiàn)多重中斷。 7試對程序中斷方式和 DMA 方式各分別舉出二種應用例子?！敬鸢浮浚褐袛喾绞匠Ｓ糜诖蛴C輸出、鍵盤輸入等；DMA方式常用于讀寫磁盤、讀寫磁帶等。 8主機與外圍設(shè)備之間信息傳送的控制方式有哪幾種？采用哪種方式 CPU 效率最低？【答案】：主機與外圍設(shè)備之間信息傳送的控制方式有四種：程序查詢方式、中斷方式、DMA方式和通道方式。程序查詢方式CPU 效率最低。9試比較中斷方式與 DMA 方式的主要異同，并指出它們各自應用在什么性質(zhì)的場合?！敬鸢浮浚合嗤c：這兩種方式下，主機和I

19、/O設(shè)備都是并行工作。不同點：中斷方式在CPU響應了I/O設(shè)備的中斷請求后，要暫?，F(xiàn)行程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)為I/O設(shè)備服務。DMA 方式直接依靠硬件實現(xiàn)主存與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)直傳，傳送期間不需要CPU程序干預，CPU可繼續(xù)執(zhí)行原來的程序，CPU效率比中斷方式。DMA 方式適用場合：高速、批量數(shù)據(jù)的簡單傳送。中斷方式適用場合：處理復雜隨機事件、控制中低速1/O設(shè)備。 10基本的DMA控制器的主要部件有哪些？【答案】：基本的DMA控制器的主要部件有：地址寄存器、長度計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、標志寄存器、命令寄存器、控制邏輯等。11簡述多重中斷系統(tǒng)中CPU響應處理一次中斷的步驟?！敬鸢浮浚?關(guān)中斷； 保存現(xiàn)

20、場信息； 判別中斷條件； 開中斷； 執(zhí)行中斷服務程序； 關(guān)中斷； 恢復現(xiàn)場信息； 開中斷。12中斷方式的接口控制器功能：能向CPU發(fā)出中斷請求信號；能發(fā)出識別代碼提供提供引導CPU在響應中斷請求后轉(zhuǎn)入相應服務程序的地址； CPU要能夠?qū)χ袛嗾埱筮M行允許或禁止的控制；能使中斷請求參加優(yōu)先級排隊。13CPU與外圍設(shè)備進行通信有三種類型： CPU向外圍設(shè)備發(fā)出操作控制命令； 外圍設(shè)備向CPU提供狀態(tài)信息； 數(shù)據(jù)在CPU和外圍設(shè)備之間傳遞。14中斷裁決機制：輪詢、菊花鏈、獨立請求。15CPU與DMA訪問內(nèi)存沖突的裁決的三種方法： CPU等待DMA的操作； DMA乘存儲器空閑時訪問存儲器； CPU與DM

21、A交替訪問存儲器。16CPU啟動DMA的步驟： 測試設(shè)備狀態(tài)； 寫存儲器地址寄存器； 寫長度計數(shù)器； 啟動DMA控制邏輯。17通道的三種類型：選擇通道：它與設(shè)備之間的傳輸一直維持到設(shè)備請求的傳輸完成為止，然后為其它外圍設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寬度是可變的，通道中包含一個保存IO數(shù)據(jù)傳輸所需的參數(shù)寄存器。數(shù)組多路通道：以數(shù)組為單元在若干高速傳輸操作之間進行交叉復用。字節(jié)多路通道：用于連接多個慢速的和中速的設(shè)備，這些設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送以字節(jié)為單位，字節(jié)交叉模式、猝發(fā)模式。18字節(jié)多路通道與數(shù)組多路通道的區(qū)別：首先數(shù)組多路通道允許多個設(shè)備同時工作，但只允許一個設(shè)備進行傳輸型操作，而其它設(shè)備進行控制型操作；字節(jié)

22、多路通道不僅允許多個設(shè)備操作，而且允許它們同時進行傳輸型操作。其次，數(shù)組多路通道與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送的基本單位是數(shù)據(jù)塊，通道必須為一個設(shè)備傳送完一個數(shù)據(jù)塊以后才能為別的設(shè)備傳送數(shù)據(jù)，而字節(jié)多路通道與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送基本單位是字節(jié)，各設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送是以字節(jié)為單位交替進行的。19通道的功能： 接受CPU的I/O操作指令，按指令要求控制外圍設(shè)備； 從內(nèi)存中讀取通道程序，并執(zhí)行，即向設(shè)備控制器發(fā)送各種命令； 組織和控制數(shù)據(jù)在內(nèi)存與外設(shè)之間的傳送操作； 讀取外設(shè)的狀態(tài)信息，形成整個通道的狀態(tài)信息，提供給CPU或保存在內(nèi)存中； 向CPU發(fā)出IO操作中斷請求，將外圍設(shè)備的中斷請求和通道本身的中斷請求按

23、次序報告CPU。其它1.總線連接方式中，各部件都可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，怎樣避免信號發(fā)送中的沖突？ (5分)參考答案：從電路的角度，總線的連接方式是一種公用線路的連接方式?？偩€是一組公共的傳輸線，為保證總線 所傳輸?shù)男盘柕挠行裕瑧刂瓶偩€信號的發(fā)送，連接在總線上的設(shè)備不能同時有多個設(shè)備向總線發(fā)送信 息。為避免信號發(fā)送中的沖突，保證傳輸信息的正確性，連接在總線上的設(shè)備必須通過總線驅(qū)動電路向總 線發(fā)送信號?？偩€驅(qū)動電路可由三態(tài)輸出電路或集電極開路門電路構(gòu)成，并用一個控制信號控制它的輸出 端。當總線驅(qū)動電路的控制端信號有效時，驅(qū)動電路向總線輸出信號；控制信號無效時，驅(qū)動電路處于高 阻狀態(tài)?？刂破鞅ＷC在

24、任何時刻只有一個部件的總線輸出控制信號是有效的，這樣就避免了總線數(shù)據(jù)傳輸 的沖突。2.有些指令的操作碼為什么要采用可變長度？ (5分)參考答案：固定長度操作碼可使得計算機對指令的譯碼方法十分簡單，但它不便于指令的擴展。采用可變長度操 作碼的編碼主要有兩種情況，一種情況是為了縮短操作碼的平均長度。根據(jù)指令使用的概率進行編碼，先 對使用較頻繁的指令用位數(shù)較少的代碼進行編碼，然后對剩下的碼字進行擴展編碼，作為使用不頻繁的指 令的操作碼。如教材中例4-1中所示的。另一種可變長度操作碼的編碼的情況是為了增加新的指令。原來 的指令中的操作碼中剩下的碼字不夠用，通過對剩下的碼字進行位擴充，增加操作碼長度，可

25、以增加更多 的指令。3.什么是總線的勻時傳輸方式？它有什么用途？ (5分)參考答案：總線的勻時傳輸方式就是一種傳輸數(shù)據(jù)流的實時傳輸方式。它要求在傳輸?shù)倪^程中不但延遲的時間少 ，而且要求時間延遲均勻。勻時傳輸方式主要用于傳輸音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù)流。USB總線能夠支持勻 時傳輸方式。4.什么是訪存局部性規(guī)律？它是如何形成的？ (5分)參考答案：訪問的局部性是對大量的程序訪存行為進行的分析發(fā)現(xiàn)的特征，CPU對存儲器的訪問在一段時間內(nèi)總是 集中在存儲器的某一部分區(qū)域中。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是程序執(zhí)行的順序特征、循環(huán)特征和子程序調(diào)用特 征。當一個循環(huán)程序在執(zhí)行時，CPU反復讀取存儲器中構(gòu)成循環(huán)的一組指令

26、。當調(diào)用子程序時，子程序的 一組指令從存儲器中讀入。這種指令讀取就存在局部性的特征。對于數(shù)據(jù)的訪問也存在局部性特征，如查 表程序逐項地讀取一個表格的各個數(shù)據(jù)，它們讀存儲在存儲器中相鄰的地方。循環(huán)或者遞歸的程序總是訪 問相同或者相鄰的數(shù)據(jù)，如數(shù)組數(shù)據(jù)。5.磁道的索引有什么作用？扇區(qū)地址有什么作用？ (5分)參考答案：（P195）磁道的索引表示一個磁道的開始位置。磁盤控制器根據(jù)索引標志對磁道中的扇區(qū)進行定位。扇區(qū)地址是尋找扇區(qū)的依據(jù)。表示磁道中某一個扇區(qū)的起始位置。6.串行總線和并行總線分別適用于什么樣的數(shù)據(jù)傳輸？ (5分)參考答案：串行總線的線路成本較低，一般用于較長距離的數(shù)據(jù)傳輸；并行總線的傳

27、輸帶寬較高，主要用于高速數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離較短。7.形成微地址的斷定方法的原理是什么？ (10分)參考答案：在斷定方式中，下一條微指令的微地址包含在當前微指令的代碼中，在每一條微指令都具有分支的功能，不需要專門的轉(zhuǎn)移微指令。每一條微指令 中的下址字段指定下一條微指令的微地址。為處理微程序的條件轉(zhuǎn)移，引入兩個下址字段，根據(jù)條件選擇其中一個下址字段作為下一條微指令的微地 址。1.什么是數(shù)據(jù)的對齊方式？為什么要有對齊方式？ (5分)參考答案：如果將存儲器空間表示一個字一行的形式，那么當一個數(shù)據(jù)字存儲在一行的位置時就是字對齊的存儲 方式。判斷的方法是，如果一個字的存儲地址（字節(jié)地址）是字長（字節(jié)數(shù)）的

28、整數(shù)倍，那么這個字是字 對齊的，對于32位的數(shù)據(jù)字，它是4字節(jié)的，所以地址應當是4的整數(shù)倍。數(shù)據(jù)字對齊存儲可以提高數(shù)據(jù)的 讀寫速度。2.寬字存儲器和多體交叉存儲器有什么區(qū)別？ (5分)參考答案：寬字存儲器和多體交叉存儲器都是從結(jié)構(gòu)上提高存儲器性能的方法，用增加訪存并行性的方法提高存 儲器的吞吐率。它們都不能提高存儲器的訪問時間。寬字存儲器在一個控制器的控制下進行操作，對連續(xù) 的多個數(shù)據(jù)字進行訪問，只能提高連續(xù)訪問方式下的訪存速率。多體交叉存儲器由多個存儲器控制電路， 分別控制各個存儲體。各存儲體獨立工作，只要相繼訪問的數(shù)據(jù)不在同一個存儲體中，就不會發(fā)生沖突， 可以并行操作而提高訪存的速率。3.

29、訪存局部性規(guī)律有什么用處？ (5分)參考答案：根據(jù)訪存局部性規(guī)律，我們不需要把所有的存儲區(qū)域都用昂貴的高速電路來實現(xiàn)，可以根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)的訪問概率把程序運行時訪問最頻繁的數(shù)據(jù) 放在速度最高的存儲器件中，而把不頻繁訪問的數(shù)據(jù)放在速度較低，成本也較低的存儲器件中，從而使得存儲器的平均訪問時間接近于高速存儲器， 而成本則較低。4.形成微地址的增量方法的原理是什么？ (5分)參考答案：在增量方式中，讓多數(shù)微指令按順序執(zhí)行，用專門的轉(zhuǎn)移微指令實現(xiàn)微程序的分支。將微程序中的各條微指令按執(zhí)行順序安排在控制存儲器中，后 繼微地址由現(xiàn)行微地址加1得到。在按順序執(zhí)行時，用微程序計數(shù)器PC來產(chǎn)生下一條微指令的微地址

30、；在微程序中需要不按存儲順序執(zhí)行微指令時， 通過轉(zhuǎn)移方式，用一條轉(zhuǎn)移微指令轉(zhuǎn)向指定的微指令。5.什么是cache的替換策略？有哪些替換策略？ (5分)參考答案：在全相聯(lián)和組相聯(lián)的cache中，當從主存將數(shù)據(jù)塊調(diào)入cache時發(fā)生沖突時，可以選擇將某一個數(shù)據(jù)塊替換出去，以騰出位置存放新的數(shù)據(jù)塊。選擇 替換的數(shù)據(jù)塊的目的是減少塊沖突，選擇的方法稱為替換策略，或稱替換算法。替換算法有先進先出、LRU和隨機法。6.單獨編址法和統(tǒng)一編址法之間有什么區(qū)別？ (5分)參考答案：在統(tǒng)一編址法中將輸入輸出設(shè)備中的控制寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器和內(nèi)存單元一樣看待，可用訪問內(nèi)存的指令來訪問輸入輸出設(shè)備接口中 的

31、某個寄存器。統(tǒng)一編址法的優(yōu)點是可以利用許多訪存指令進行輸入輸出操作。它的缺點是外設(shè)占用了存儲器的地址空間，減少了有效存儲器空間， 而且會影響存儲器管理和存儲空間的擴展。單獨編址法中采用專門的地址空間和控制信號進行輸入輸出操作，內(nèi)存的地址空間和輸入輸出設(shè)備的地址空間分開，需要使用專門的輸入輸出指令。 訪問存儲器和訪問外圍設(shè)備采用不同的指令，兩者不會產(chǎn)生混淆。單獨編址法需要增加指令的數(shù)量，使CPU的指令處理比較復雜。1.在程序狀態(tài)寄存器中，特征位N、Z、V、C、P分別表示什么？ (5分)參考答案：程序狀態(tài)寄存器中的特征位用于條件判斷，其含義為： N 負數(shù)標志，如果結(jié)果為負數(shù)則設(shè)置為1，否則清0 Z

32、 零標志，如果結(jié)果為零則設(shè)置為1，否則清0 V 溢出標志，如果結(jié)果數(shù)據(jù)溢出則設(shè)置為1，否則清0 C 進位標志，如果結(jié)果產(chǎn)生了進位則設(shè)置為1，否則清0 P 校驗位，如果結(jié)果中有奇數(shù)個1時為1，有偶數(shù)個1時為02.衡量圖像顯示設(shè)備的主要性能指標有哪些？ (5分)參考答案：衡量圖像顯示設(shè)備的主要性能指標有分辨率和灰度級。分辨率以圖像點陣數(shù)為標志。點陣數(shù)越多，顯示器中顯示的像素就越多，分辨率就越高。顏色灰度級是指顯示器所顯示的像素點的亮度差別。顯示器的灰度級越多，顯示的圖像層次就越豐富逼真。而像素的灰度級越多，表示像素需要的信息代碼位數(shù)就越多，需要的顯示存儲器也越大。3.數(shù)據(jù)通路有哪兩種形成的方法？各

33、有哪些特點 (5分)參考答案：（P116-117）數(shù)據(jù)通路的建立一般有以下兩種方法：用總線結(jié)構(gòu)和用專用的通路。在總線結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通路中，在各寄存器以及ALU之間建立一條或者幾條數(shù)據(jù)總線，寄存器間的數(shù)據(jù)傳輸通過這些總線完成。在總線結(jié)構(gòu)中，可同時進行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量取決于總線的數(shù)量?？偩€上可以有多個模塊同時接收數(shù)據(jù)，但任一時刻只能有一個模塊向同一條總線發(fā)送數(shù)據(jù)。在專用通路結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通路中，在各寄存器與ALU之間建立專用的數(shù)據(jù)傳輸與接收的通路，這種方式下各專用通路的數(shù)據(jù)傳輸互不相關(guān)，控制比較簡單，各寄存器之間的數(shù)據(jù)傳輸可以并行進行，但在部件數(shù)量多的情況下需要建立的通路數(shù)量很多，需要合理安排連接結(jié)構(gòu)。4

34、.磁盤的信息讀寫原理是什么？ (5分)參考答案：磁盤通過磁頭線圈的電流記錄或讀取信息。磁頭由磁心和線圈組成，盤片的磁層經(jīng)過磁頭的下面。寫 操作時，在磁頭線圈的作用下，磁頭上形成磁場，使得盤片上的相應點被磁化。不同的磁化狀態(tài)表示不同 的數(shù)據(jù)。讀操作時，盤片的磁場感應磁頭，使得磁頭線圈中產(chǎn)生電流，不同的電流方向代表不同的數(shù)據(jù)。 電流信號放大后就可被計算機接收。5.微指令控制字的編碼方式有哪些？ (5分)參考答案：（P134-135）微指令控制字的編碼方式有直接表示法、編碼表示法和混合表示法。直接表示法微指令將每個控制信號都作為微指令中的一個位，這些控制信號同時有效時可控制有關(guān)部件同時進行操作。6.

35、固定長度的操作碼與可變長度的操作碼各有哪些特點？ (5分)參考答案：在固定長度的操作碼中，所有的指令操作碼長度相同，它便于指令的譯碼。但指令的擴展性差，如果n位操作碼的2n種操作碼都定義完成，就不能 再增加新的指令?？勺冮L度的操作碼便于增加新的指令，如果將常用指令用較短的操作碼，不常用指令用較長的操作碼，則可以縮短指令操作碼的平 均長度。但可變長度的操作碼使得指令譯碼變得復雜。7.DMA控制器有哪些功能？ (10分)參考答案：DMA控制器在一般系統(tǒng)總線接口的基礎(chǔ)上增加了對存儲器進行方式的電路。除了一般接口的功能外， DMA控制器能夠控制對存儲器的訪問以及數(shù)據(jù)的輸入輸出。DMA訪存的數(shù)據(jù)地址是一

36、個連續(xù)的數(shù)據(jù)塊，DMA 控制器能夠用計數(shù)的方法生成所有的數(shù)據(jù)地址，同時對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行計數(shù)。1.系統(tǒng)總線接口的基本功能是什么？ (5分)參考答案：系統(tǒng)總線接口的基本功能是控制、數(shù)據(jù)緩存、狀態(tài)設(shè)置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、整理和程序中斷等。2.衡量通道性能的指標是什么？ (5分)參考答案：衡量通道性能的指標是通道的流量，它指通道在傳送數(shù)據(jù)時，單位時間內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，如每秒傳 輸?shù)淖止?jié)數(shù)B/s。3.針式打印機如何打印文字？ 如何打印圖形？ (5分)參考答案：針式打印機在文字打印方式下，能夠?qū)⒅鳈C送來的文字編碼轉(zhuǎn)換成文字的點陣信息。主機只要向打印 機發(fā)送ASCII代碼或者漢字機內(nèi)碼，打印機根據(jù)文字代碼從字符發(fā)生

37、器中得到字符的點陣，然后將點陣打 印出來。字符發(fā)生器中存儲了每個文字的點陣信息。在圖形打印方式下，主機直接將圖形的點陣信息發(fā)送給打印機，打印機直接將點陣信息打印出來。4.SRAM和DRAM存儲器芯片各有什么特點？ (5分)參考答案：SRAM存儲器單元由6個晶體管來存儲一位信息，而DRAM存儲器由一個電容器和一個晶體管構(gòu)成，所以 DRAM的成本較低。在同樣集成電路規(guī)模的情況下，DRAM存儲器芯片的容量較大。但是，DRAM芯片的訪問需 要兩次輸入地址，還需要對電容進行刷新等，所以DRAM芯片的訪問速度較慢。5.一條微指令分為哪些部分？各起什么作用？ (5分)參考答案：一條微指令分為操作控制部分和順序控制部分。操作控制部分包含一個機器周期中每個微操作所需的 全部控制信號的編碼，用來發(fā)出管理和指揮全機工作的控制信號，即控制字。順序控制部分用來決定產(chǎn)生 下一條微指令的地址，指出下一條微指令代碼在控制存儲器中的存儲位置。6.計算機指令中包含哪些信息？怎樣表示這些信息？ (5分)參考答案：計算機指令中包含的信息有操作的類型、操作數(shù)的存儲位置、操作結(jié)果的存儲位置等。指令中一般用 不同的代碼段表示上述不同的信息，各個代碼段構(gòu)成指令的格式。一般指令格式中包含操作碼字段和各操 作數(shù)地址碼字段。指令格式中規(guī)定