2022年计算机组成原理期末复习 .pdf

学习好资料欢迎下载计算机组成原理 (名词解释与简答题 ) 1. 硬连线控制器如何产生微命令？产生微命令的主要条件是哪些？答:1. 硬连线控制器依靠组合逻辑电路产生微命令;组合逻辑电路的输入是产生微命令的条件，主要有： A、指令代码B、时序信号C、程序状态信息与标志位D、外部请求信号。2. 何谓中断方式？它主要应用在什么场合？请举二例。答： A、中断方式指：CPU在接到随机产生的中断请求信号后，暂停原程序，转去执行相应的中断处理程序，以处理该随机事件，处理完毕后返回并继续执行原程序； B、主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O ； C、例：打印机控制，故障处理。3. 在 DMA 方式预处理（初始化）阶段，CPU 通过程序送出哪些信息？答：向 DMA 控制器及I/O 接口（分离模式或集成模式均可）分别送出如下信息： A、测试设备状态，预置DMA 控制器工作方式；B、主存缓冲区首址，交换量，传送方向； C、设备寻址信息，启动读/写。4. 总线的分类方法主要有哪几种？请分别按这几种法说明总线的分类。答 :A、按传送格式分为：串行总线、并行总线；B、按时序控制方式分为：同步总线（含同步扩展总线），异步总线； C、按功能分为：系统总线，CPU 内部总线、各种局部总线。5. （不算 CPU 中的寄存器级）存储系统一般由哪三级组成？请分别简述各层存储器的作用（存放什么内容）及对速度、容量的要求。答： A、主存：存放需要CPU运行的程序和数据，速度较快，容量较大; B、Cache：存放当前访问频繁的内容，即主存某些页的内容复制。速度最快，容量较小；C、外存：存放需联机保存但暂不执行的程序和数据。容量很大而速度较慢。6. 中断接口一般包含哪些基本组成？简要说明它们的作用。答： A、地址译码。选取接口中有关寄存器，也就是选择了I/O 设备； B、命令字 /状态字寄存器。供 CPU输出控制命令，调回接口与设备的状态信息； C、数据缓存。提供数据缓冲，实现速度匹配； D、控制逻辑。如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。1. 基数： 各数位允许选用的数码个数。或：各数位允许选用的最大数码值加1（不乘位权）。或：产生进位的该位数码值（不乘位权）。2.DRAM ：动态随机存取存储器，即需要采取动态刷新的RAM。3.堆栈：按先进后出（也就是后进先出）顺序存取的存储的存储组织（区）。4. 立即寻址方式：操作数直接在指令中给出（或：紧跟指令给出），在读出指令时可立即获得操作数。5.总线：一组可由多个部件分时共享的信息传输线。6. 逻辑地址： 程序员编程时使用的，与内存物理地址无固定对应关系的地址。7. 微程序控制器：将执行指令所需要的微命令以代码形式编成微指令序列（微程序），存入一个控制存储器，需要时从该存储器中读取。按这种方式工作的控制器称为微程序控制器。8. 同步通信方式：在采用这1、何谓存储总线？何谓 I/O总线？各有何特点？答：（ 1）存储总线是连接CPU和主存储器之间的专用总线，速度高 .（2）I/O 总线是连接主机（CPU、M）与I/O 设备之间的总线，可扩展性好。2、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？ 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4、在 CPU 中，哪些寄存器属于控制用的指令部件？它们各起什么作用？答：（ 1）程序计数器PC，提供取指地址，从而控制程序执行顺序。（2）指令寄存器IR，存放现行指令，作为产生各种微操作命令的基本逻辑依据。（ 3）程序状态寄存器PS，记录程序运行结果的某些特征标志，或用来设置程序运行方式与优先级。参与形成某些微操作命令。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页学习好资料欢迎下载5、重叠方式是指：当一条指令的操作尚未完成之前，就开始预取与执行下一条指令。6、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。 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。7、以 DMA 方式实现传送，大致可分为哪几个阶段？ 答：（ 1）DMA 传送前的预置阶段（DMA初始化）（ 2）数据传送阶段（DMA 传送）（ 1分）（ 3）传送后的结束处理8、在字符显示器中，何时访问一次字符发生器？其地址码如何形成？答：（ 1）每当点（列）计数器一个计数循环后，就访问一次缓冲存储器，然后紧跟着访问一次字符发生器。（2）由缓冲存储器读出的字符代码作为高位地址。（ 3）线（行）计数器的计数值作为低位地址。1、机器周期和时钟周期；答：机器周期：基准，存取周期。时钟周期：节拍，时钟频率的倒数，机器基本操作的最小单位。2、周期挪用和向量地址；答：周期挪用：DMA方式中由 DMA 接口向 CPU申请占用总线，占用一个存取周期。向量地址：中断方式中由硬件产生向量地址，即中断入口地址。3中断隐指令及其功能；答：中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。4双重分组跳跃进位；答： n 位全加器分成若干大组，大组内又分成若干小组，大组中小组的最高进位同时产生，大组与大组间的进位串行传送。5水平型微指令；答：水平型微指令的特点是一次能定义并执行多个并行操作的微命令。从编码方式看，直接编码、字段直接编码、字段间接编码以及直接和字段混合编码都属水平型微指令。其中直接编码速度最快，字段编码要经过译码，故速度受影响。6超标量和超流水线；答：超标量（Super scalar）技术是指在每个时钟周期内可同时并发多条独立指令，即以并行操作方式将两条或两条以上指令编译并执行。超流水线（ Super pipe lining）技术是将一些流水线寄存器插入到流水线段中，好比将流水线再分道。21. 微程序： 用来实现一条机器指令的多条微指令构成的序列称为一条微程序；22. 主设备： 在总线的数据传输的多个设备中，获得总线控制权的设备称为主设备；23. 中断嵌套： 多级中断系统中，cpu 在处理一个中断的过程中又去响应另一个中断请求；24. 高速缓存Cache 用来存放什么内容?设置它的主要目的是什么?答：（ 1）用来存放当前活跃的数据与程序，作为主存活跃区的副本；（2）设置它，是为了解决cpu 与主存的速度匹配；25. 什么是堆栈 ?说明堆栈指针SP 的作用。答：是一种按先进后出的顺序进行存取的数据结构或存储区域。Sp 是用来存放最后进堆栈的位置的寄存器；26. 简述微程序控制方式的基本思想。它有什么优点和缺点 ?答： （1）微操作命令以为微编码形式变成指令，并固化在rom 中（ 2）讲一条指令的操作分为若干个微指令序列，用微指令程序对应的解释执行；（3）易于维护，和修改，通用性强，但速度慢；27. 什么是中断 ?请说明它的特点和适用场合。答：在计算机的运行过程中，cpu 接到跟紧急的服务请求而暂停执行的现行程序转而去执行终端服务程序，已处理随机事件，执行完毕后又恢复源程序的执行；主要特点：随机性，通过执行程序处理随机事件；使用于中低速的IO 管理，已处理随机事件；28. 什么是串行总线?什么是并行总线?试比较它们的应用场合。答：采用一条数据线进行传输的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页学习好资料欢迎下载称为串行总线；并行总线采用多条线路进行传输数据；串行总线使用于较长的距离传输；并行总线适用于距离较短的高速传输；16 CPU ：中央处理器，是计算的核心部件。具有数据处理，加工，中断和异常处理的功能；17 Cache命中： cpu 访问主存的数据或代码存在于 cache 中的情形时，称为Cache 命中；18 总线周期：总线周期通常指的是BIU 完成一次访问MEM 或 I/O 端口操作所需要的时间。一个总线周期由几个时钟周期组成。19 静态存储器和动态存储器分别利用什么来存储 0 和 1 信息？20 多体交叉存储器有什么特点？由多个相互独立的存储体构成。每个存储体可以分别进行数据的读写，个存储体得读写过程可以重叠进行。Cpu 在访问存储体时，数据时间还没有完成就可以启动另一个存储体的访问。21 什么是程序计数器PC？为什么要设置PC寄存器？ 答： pc 通常是一个存放指令地址的寄存器，它通常具有计数功能；在计算机中，程序中大多数指令是按执行的顺序存放在存储器中的，下一条指令的地址，就是上一条指令的地址加该指令的长度。所以设置pc 可以简化指令地址的形成；23 什么是DMA 方式？ DMA 的主要优点及适用场合？答： DMA 直接访问存储器，一种高速输入输出的方法，能直接访问内存，可以减少cpu 的 I/O的负担；适合大批量得数据传输；18. 指令周期：指令周期是执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成，是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间19. 计算机硬件由哪些部分组成？答：中央处理器，存储器，输入输出设备组成；20. 宽体存储器有什么特点？答： .宽体存储器将存储的位数扩到多个字的宽度，访问存储器时可以同时对多个字进行访问，从而提高数据的吞吐率。21. 计算机指令中一般包含哪些字段？各有什么作用？答：包含地址码和操作吗；操作码表示操作的类型；地址码一半表示操作数和操作结果的存储位置；，22. 计算机 CPU 中有哪些类型的寄存器？这些寄存器有什么功能？在计算机的运行过程中，cpu 接到跟紧急的服务请求而暂停执行的现行程序转而去执行终端服务程序，已处理随机事件，执行完毕后又恢复源程序的执行；17 指令系统； 答：各种指令的集合称为指令系统，他决定了计算机硬件的基本功能；18 显示器分辨率：是衡量显示器的一种标准，以图像的点数（像素）为单位，显示器分辨率越高其显示器就越好；19 RAM 与 ROM 有何异同？ 答：rom 是只读存储器，对它只能读，不能写，断电后其数据能保存。 Ram 随机读写存储器，速度快，断电后数据消失；20 什么是指令格式？计算机指令为什么要有一定的格式？答：对计算机指令的编码的格式称为指令格式；以便计算机能区分指令和数据；21 CPU 主要有哪些基本功能？CPU 主要由哪些基本部件构成？答：（ 1）主要由控制器，运算器两部分组成（2）指令控制、操作控制、数据运算、异常处理和中断；22 总线上有哪些信息传输方式？各有哪些特点？ 答：串行，并行，复合，消息；复合：在同一条总线，传送不同的信号；可以提高总线的利用率，但会影响性能；消息：把各种信息组合成一个有一定格式的数据包在总线中进行传输，可以一次发送跟多的信息，进一步减少线路的数量，提高总线的利用率。23 中断的过程与子程序调用的区别是什么？答（ 1）、中断的过程与中断时cpu 正在运行的程序是相互独立的，它们之间没有确定的关系。子程序调用是转入的子程序与正在执行的程序是同一个程序。（2）中断一般是由硬件信号产生的，软中断除外，子程序调用是转移指令引起的。（ 3）中断服务程序的地址是由硬件决定的，子程序调用是转移指令在地址码中指定子程序的地址；（ 4）中断过程要存储所有的状态信精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页学习好资料欢迎下载息，子程序调用时可以只保存pc 的值；（ 5）中断程序的调用的过程包括确定产生中断的原因、对多个同时进行的中断裁决等，而在一般的子程序调用时没有这种操作；17微地址寄存器：微地址寄存器暂存由控制存储器读出的当前微指令的下址字段信息。它可由带 RD 、SD 强置端的D 触发器组成。其中时钟端和 D 端配合用做ROM 的读出打入，用SD 进行下址修改。18寻址方式：就是寻找操作数或操作数地址的方式。 8086 提供了与操作数有关和与I/O 端口地址有关的两类寻址方式。与操作数有关的寻址方式有七种，分别是立即寻址，寄存器寻址 ，直接寻址，寄存器间接寻址，寄存器相对寻址，基址加变址寻址，相对基址加变址寻址；与I/0端口有关的寻址方式有直接端口寻址和间接端口寻址方式。19 简述 CPU 通过高速缓存Cache 对主存的数据存取过程。20 指令 ADD R2 ，（ 2000 ）中包含了哪几种寻址方式？ 答：寄存寻址，间接寻址22 简述多重中断系统中CPU 响应中断的步骤。 (1) 、关中断。暂时禁止所有中断；(2) 、保护现场信息，包括保存pc 的值； (3) 、判别中断条件根据中断优先条件，从而确定中断服务程序的地址； (4) 、开中断，设置cpu 优先级为当前中断优先级，允许响应外部中断。(5) 、执行中断服务程序。完成中断请求的操纵；(6)关闭中断，暂时禁止所有中断；(7) 恢复现场保护，包括 pc 的值 (8) 、开中断，继续执行源程序；23、基本的DMA控制器的主要部件有哪些?答：逻辑结构包括时序和控制逻辑；内部计数器、寄存器组、程序命令控制逻辑；优先级编码逻辑；地址、数据缓冲器组等部分。24简述同步总线的定时方式。答：规定固定的传输率，每隔一定的时间进行一次数据传递，一直到传输完毕。这是一种比较简单的通信方式，主要适合传输速度固定或者差异比较小的情况。25总线。 答：总线的一次信息传送过程分为五个阶段：请求总线、总线仲裁、寻址目的地址、信息传送、状态返回。为同步主方、从方的操作，必须制定定时协议。定时方式： （1）同步定时：事件出现在总线上的时刻由总线时钟信号来确定；（ 2）异步定时：采用应答方式进行总线传输控制。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页