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第一章.说明计算机系统的层次结构第一级是微程序级,其次级是传统机器级,第三级是操作系统级,第四级是汇编语言级,第五级是高级语言级,第六级是应用语言级.冯诺依曼计算机的特点计算机由运算器、存储器、掌握器、输入输出设施五大部分组成指令和数据以同等地位存放在存储器并可按地址寻访指令和数据均用二进制数表示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
1、什么是机器零,若要求全零表示机器零,浮点数的阶码和尾数应采纳什么机器数形第七章
1、比较RISC和CISC答RISC相对于CISC的优点1充分采用VLSI芯片的面积;2提高计算机的速度;3便于设计,可降低成本,提高牢靠性;4有效支持高级语言程序RISC缺点CISC大多能实现软件兼容但RISC机简化了指令系统,指令数量少,格式也不同于老机器,因此大多数RISC机不能与老机器兼容第八章
1、当遇到什么状况时流水线将受阻?举例说明P349解流水线受阻一般有三种状况1在指令重叠执行过程中,硬件资源满意不了指令重叠执行要求,发生资源冲突如在同一时间,几条重叠执行的指令分别要取指令、取操作和存结果,都需要访存,就会发生访存冲突2在程序的相邻指令之间消失了某种关联,如当一条指令需要用到当前指令的执行结果,而这些指令均在流水线中重叠执行,就可能引起数据相关3当流水线遇到分支指令时如一条指令要等前一条指令作出转移方向的打算后才能进入流水线时,便发生掌握相关第九章
1、什么是指令周期,机器周期和时钟周期?三者有何关系解CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期;机器周期是在同步掌握的机器中上执行揖金周期中二步相对完整的操作令幻需时间,通常支配机器周期长度二主存周期;时钟周期是指计算机主时钟的周期时间,它是计算机运行时最基本的时序单位,对应完成一个微操作所需时间,通常时钟周期二计算机主频的倒数二节拍电平有效时间
2、试比较同步掌握、异步掌握和联合掌握的区分同步掌握是指任何一条指令或指令中任何一个微操作的执行都是事先确定的,并且都受统一基准时标信号掌握异步掌握无基准时标信号微操作的时序是由特地的应答线路掌握,即掌握单元发出执行某一微操作的掌握信号后,等待执行部件完成了该操作后发回回答〃或结束信号,再开头新的微操作迨掌握是同步掌握和异步邕t相结合的方式,即大多数操作如CPU内部各操作在同步时序信号的掌握下进行,少数时间难以确定的微操作如涉及I/O操作采纳异步掌握第十章
1、微指令的操作掌握有几种编码方式,各有何特点,哪一种掌握速度最快解1直接编码方式在微指令的操作掌握字段中,每一位代表一个微操作命令这种方式含义清楚,而且只要微指令从控存读出,即刻可由掌握字段发出命令,速度快但由壬机器中断作命令甚多,可能使微指令操作掌握字段达几百位,造成控存容量极大2字段直接编码这种方式就是将微指令的操作掌握字段分成若干段,将一组互斥的微操作命令放在一个字段内,通过这个字段译码,便可对应每一个微命令采纳字段直接编码方法可用较少的二进制信息表示较多的操作命令信号但由于增加了译码电路,使微程序的执行速度稍减慢3字段间接编码方式这种编码方式的某些微命令还需由另一个字段的某些微命令来解释虽然可以进一步缩短微指令字长,但由于减弱了微指令的并行掌握力量,因此通常用做直接编码的一种帮助手段4混合编码方式这种方法是把直接编码和字段编码混合使用,一般能螂g合考虑微指令的字长、敏捷性和执行微程序的速度等方面的要求其中直接编码方式最快
2、解释机器指令、微指令、微程序、毫微指令和毫微程序以及他们之间的对应关系解机器指令由
0、1”代码组成能被机器直接识别机器指令可由有序微指令组成的微程序来解释微指令由
0、1”代码组成,也能被机器直接识别,在机器的一个CPU周期中,一组实现肯定操作功能的微命令的组合,构成一条微指令微指令是用来解释机器指令的微程序事实上一条机器指令的功能是由很多条微指令组成的序列来实现的这个微指令序列通常叫做微程序毫微指令用来解释微指令的毫微程序即为毫微旨令序列
3、试比较同步掌握、异步掌握和联合掌握的区分同步掌握是指任何一条指令或指令中任何一个微操作的执行都是事先确定的,并且都受同一基准时标的时序信号所掌握的方式异步掌握无基准时标信号,微操作的时序是由特地的应答线路掌握即掌握单元发出执行某一微操作的掌握信号后,等待执行部件完成了该操作后发回〃回答或结束〃信号,再开头新的微操作j联合掌握是同步掌握和异步掌握相结合的方式,即大多数操作(如CPU内部各操作)在同步时序信号的掌握下进行,少数时间难以确定的微操作(如涉及I/O操作)采纳异步掌握
10、试比较同步通信和异步通信解同步通信指通信双方由统一时钟掌握的通信,掌握方式简洁,敏捷性差,当系统中各部件工作速度差异较大时,总线工作效率明显下降适合于总线长度较短、各部件存取时间比较全都的场合异步通信指没有统一时钟掌握的通信,部件间采纳应答方式进行联系,掌握方式较同步简单,敏捷性高,当系统中各部件工作速度差异较大时,有利于提高总线工作效率指令在存储器内按挨次存放,通常指令是挨次执行的,在特定条件下,可依据运算结果或依据设定条件转变执行挨次机器以运算器为中心,输入输出设施与存储器间的数据传送通过运算器完成
3.计算机的工作步骤1上机前的预备建立数学模型、确定计算方法、编制解题程序2上机运行
4.指令和数据都存储于存储器中,计算机如何区分他们?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供应存储单元地址的取出的是指令由指令地址码部分供应存储单元地址取出的是操作数第三章
1、什么是总线,特点,为了减轻总线的负载,总线上的部件都应具备什么特点总线是链接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质特点某一时刻只能有一路信息在总线上传输总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通
2、总线的分类片内总线;系统总线(数据总线,地址总线);掌握总线;通信总线
3、总线的特性机械特性电气特性功能特性,时间特性
4、总线的性能指标总线宽度,总线带宽,时钟同步/异步,总线复用,信号线数,总线掌握方式,其他指标
5、为什么要设置总线判优掌握;常见的集中式总线掌握有几种,特点,哪种方式响应最快,哪种方式对电路故障最敏感总线判优掌握解决多个部件同时申请总线时的使用权安排问题,集中式总线掌握有三种链式查询,计数器定时查询,独立恳求方式特点链式查询方式连线简洁,易于扩充,对电路故障最敏感;计数器定时查询方式优先级设置较敏捷,对故障不敏感,连线及掌握过程较简单;独立恳求方式速度最快,但硬件器件用量大,连线多,成本较高独立恳求方式响应最快链式查询最敏感
6、总线周期申请安排阶段,寻址阶段,传数阶段,结束阶段
6、试比较同步通信和异步通信解同步通信指通信双方由统一时钟掌握的通信,掌握方式简洁,敏捷性差,当系统中各部件工作速度差异较大时,总线工作效率明显下降适合于总线长度较短、各部件存取时间比较全都的场合异步通信指没有统一时钟掌握的通信,部件间采纳应答方式进行联系,掌握方式较同步简单,敏捷性高,当系统中各部件工作速度差异较大时,有利于提高总线工作效率
7、为什么半同步通信同时保留了同步通信和异步通信的特点半同步通信既能像同步通信那样由统一时钟掌握,又能像异步通信那样允许传输时间不全都,因此工作效率介于两者之间
8、什么是总线标准,为什么设置总线标准,目前流行的总线标准有哪些,什么是即插即用,哪些总线有这一特点:所谓总线标准,可视为系统与各模块、模块与模块之间的一个互连的标准界面总线标准的设置主要解决不同厂家各类模块化产品的兼容问题;ISA总线,日SA总线VESI总线PQ总线,AGP总线RS-232c总线,USB总线即插即用任何扩展卡只要插入系统便可工作USB总线
9、什么是总线的数据传输速率,他与哪些因素有关第四章
1、存储器的存储结构主要体现在什么地方,为什么要分这些层次,计算机如何管理这些层次主要体现在缓存-主存和主存-辅存这两个层次缓存-主存主要处理cpu和主存速度不匹配的问题主存-辅存解决存储系统的容量问题
2、存取周期和存取时间的区分存取时间有称为存储器的访问时间,是指启动一次存储器操作到完成该操作所用的时回存取周期是指存储器进行连续两次独立的存储器操作所需的最小间隔时间通常存取周期大于存取时间
3、存储器的分类1按介质分类半导体存储器,磁表面存储器,磁芯存储器,光盘存储器2按存储方式分类随机存储器,只读存储器,串行访问存储器3按在计算机中的作用分类主存,辅存,缓冲
4、主存的技术指标存储容量和存储速度主要技术指标存储器带宽
5、提高存储器的带宽缩短存取周期,增加存储字长,增加存储体
6、什么叫刷新,为什么刷新,有几种方法对DRAM定期进行的全部重写过程由于存储单元被访问时随机的,有可能某些存储单元长期得不到访问,不进行存储器的读写操作,存储单元内的原信息会渐渐消逝,所以必需采纳刷新的方法三种方法集中刷新,分散刷新,异步刷新
7、什么是程序访问的局部性,存储系统中哪一级采纳了程序访问的局部性原理所谓程序访问的局部性即在一小段时间内,最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问;在空间上,这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区;在访问挨次上,指令挨次执行比转移执行的可能性大大约5:1存储系统的Cache-主存级和主存一辅存级都用到程序访问的局部性原理对Cache一主存级而言,把CPU最近期执行的程序放在容量较小速度较高的Cache中对主存一辅存级而言,把程序中访问频度高、比较活跃的部分放在主存中,这样既提高了访存速度又扩大了存储器容量
8、提高访存速度可实行的措施解提高访存速度可实行的措施1采纳高速器件选取存取周期短的芯片,可提高存储器的速度;2采纳CacheCPU将最近期要用的信息先调入Cache而Cache的速度比主存快得多,这样CPU每次只需从Cache中取出或存入信息,从而缩短了访存时间,提高了访存速度3调整主在结构,如采纳单体多字结构在一个存取周期内读出多个存储字,可熠加存储器的带宽,或采纳多体结构存储器
9、主存地址映射方式直接映射,全相连映射,组相连映射
10、简要说明提高访存速度可实行的措施单体多字系统,多体并行系统,高性能存储芯片第五章I、IO设施有哪些编址方式,各有何特点统一编址或不统一编址统一编址就是将10地址看做存储器地址的一部分不统一编址就是指10地址和存储器地址是分开的,所以对10设施的访问必需有专用的10指令
2、什么是10接口,它与端口有何区分,为什么设置10接口,如何分类是指主机与10设施之间设置的一个硬件电路及其相应的软件掌握端口是指接口电路中的一些寄存器,这些寄存器分别用来存放数据信息、掌握信息和状态信息,相应的端口分别称为数据端口、掌握端口和状态端口若干个端口加上相应的掌握规律才能组成接口CPU通过输入指令,从端口读入信息,通过输出指令,可将信息写入到端口中理由通过接口可实现I设施的选择;达到速度匹配;可实现数据串并转换;实现电平转换;通过接口可传送掌握命令;10设施需将其工作状态准时向CPU报告通过接口可监视设施的工作状态,并可保存状态信息,供CPU查询分类按雌的传送方式分类分为并行接口和串行接口按功能选择的敏捷性分类分为可编程接口和不行编程接口按通用性分为通用接口和专用接口按数据传送的掌握方式分类分为程序型接口和DMA型接口
3、简述10接口的功能和基本组成功能选址功能,传送命令,传送数据反应10设施工作状态基本组成数据缓冲寄存器DBR、设施状态标记、掌握规律电路、设施选择电路、命令寄存器和命令译码器每台外设者陀、需配置一个中断恳求触发器INTR当其为1时……
4、在什么条件和什么时间,CPU可响应10的中断恳求
5、试从五介方面比较程序中断方式和DMA方式的区分从数据传送看,程序中断方式靠程序传送,DMA方式靠硬件传送从cpu响应时间看,程序中断方式是在一条指令执行结束时响应,而DMA在指令周期内的任一存取周期结束时响应程序中断方式有处理特别大事的力量,DMA没有程序中断方式需要中断现行程序需要爱护现场;DMA不需要不需要DMA优先级匕维序中断的高第六章。