計算機組成原理(名詞解釋與簡答題)期末復(fù)習(xí)

1、計算機組成原理（名詞解釋與簡答題）1. 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:1.硬連線控制器依靠組合邏輯電路產(chǎn)生微命令 組合邏輯電路的輸入是產(chǎn)生微命令的條件，主要 有：A、指令代碼B、時序信號C、程序狀態(tài)信 息與標志位D、外部請求信號。2何謂中斷方式？它主要應(yīng)用在什么場合？請舉 二例。答：A、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(yīng)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；B、主要應(yīng)用于處理復(fù)雜隨機事件、控制中低速 I/O ； C、例：打印機控 制，故障處理。3. 在DMA方式預(yù)處理（初始化）階段， CP

2、U通過程序送出哪些信息？答：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 如下信息：A、測試設(shè)備狀態(tài)，預(yù)置 DMA控制 器工作方式；B、主存緩沖區(qū)首址，交換量，傳 送方向；C、設(shè)備尋址信息，啟動讀/寫。4. 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:A、按傳送格式分為：串行總線、并行總線；B、按時序控制方式分為：同步總線（含同步擴展總線），異步總線；C、按功能分為：系統(tǒng)總線，CPU內(nèi)部總線、各種局部總線。5. （不算CPU中的寄存器級）存儲系統(tǒng)一般由 哪三級組成？請分別簡述各層存儲器的作用（存 放什么內(nèi)容）及對速度、容量的要求。 答：A、 主存：存放需要

3、CPU運行的程序和數(shù)據(jù)，速度 較快，容量較大；B、Cache :存放當前訪問頻繁的內(nèi)容，即主存某 些頁的內(nèi)容復(fù)制。速度最快，容量較??；C、外存：存放需聯(lián)機保存但暫不執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。容量很大而速度較慢。6. 中斷接口一般包含哪些基本組成？簡要說明它 們的作用。答：A、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；B、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；C、數(shù)據(jù)緩存。提供數(shù)據(jù)緩沖，實現(xiàn) 速度匹配；D、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。1. 基數(shù)：各數(shù)位允許選用的數(shù)碼個數(shù)。或：各數(shù)位允許選用的最大數(shù)碼值加1 （不乘位權(quán)）?；?/p>

4、：產(chǎn)生進位的該位數(shù)碼值（不乘位權(quán)）。2. DRAM :動態(tài)隨機存取存儲器，即需要采取動 態(tài)刷新的RAM。3. 堆棧：按先進后出（也就是后進先出）順序存 取的存儲的存儲組織（區(qū)）。4. 立即尋址方式：操作數(shù)直接在指令中給出（或：緊跟指令給出），在讀出指令時可立即獲 得操作數(shù)。5. 總線：一組可由多個部件分時共享的信息傳輸 線。6. 邏輯地址：程序員編程時使用的，與內(nèi)存物理 地址無固定對應(yīng)關(guān)系的地址。7. 微程序控制器：將執(zhí)行指令所需要的微命令以 代碼形式編成微指令序列（微程序），存入一個 控制存儲器，需要時從該存儲器中讀取。按這種 方式工作的控制器稱為微程序控制器。8. 同步通信方式：在采用這

5、1、何謂存儲總線？ 何謂I/O 總線？各有何特點？ 答：（1）存儲總 線是連接CPU和主存儲器之間的專用總線，速 度高.（2）I/O總線是連接主機（CPU、M）與 I/O設(shè)備之間的總線，可擴展性好。2、在浮點數(shù)中，階碼的正負和尾數(shù)的正負各代 表什么含意？對實際數(shù)值的正負與大小有何影 響？答：（1 ）階碼為正，表示將尾數(shù)擴大（2） 階碼為負，表示將尾數(shù)縮小（3）尾數(shù)的正負代 表浮點數(shù)的正負4、在CPU中，哪些寄存器屬于控制用的指令部 件？它們各起什么作用？答：（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)。

6、（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。5 、重疊方式是指： 當一條指令的操作尚未完成 之前，就開始預(yù)取與執(zhí)行下一條指令。6 、靜態(tài)存儲器依靠什么存儲信息？動態(tài)存儲器 又依靠什么原理存儲信息？試比較它們的優(yōu)缺 點。答：（ 1）靜態(tài)存儲器以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為存 儲信息的物理單元，依靠內(nèi)部交叉反饋保存信 息。速度較快，不需動態(tài)刷新，但集成度稍低， 功耗大。（ 2 ）動態(tài)存儲器依靠電容上暫存電荷 來存儲信息，電容上有電荷為1，無電荷為 0.集成度高，功耗小，速度悄慢，需定時刷新。7 、以 DMA 方式實現(xiàn)傳送，大致可分為哪幾

7、個 階段？ 答：（ 1）DMA 傳送前的預(yù)置階段（ DMA 初始化）（ 2 ）數(shù)據(jù)傳送階段（ DMA 傳送）（ 1 分）（ 3）傳送后的結(jié)束處理8 、在字符顯示器中，何時訪問一次字符發(fā)生 器？其地址碼如何形成？ 答：（ 1）每當點 （列）計數(shù)器一個計數(shù)循環(huán)后，就訪問一次緩沖 存儲器，然后緊跟著訪問一次字符發(fā)生器。 （2）由緩沖存儲器讀出的字符代碼作為高位地 址。（ 3）線（行）計數(shù)器的計數(shù)值作為低位地 址。1 、機器周期和時鐘周期； 答：機器周期：基 準，存取周期。時鐘周期：節(jié)拍，時鐘頻率的倒 數(shù)，機器基本操作的最小單位。2 、周期挪用和向量地址； 答：周期挪用： DMA 方式中由DMA接口向

8、CPU申請占用總線，占用 一個存取周期。向量地址：中斷方式中由硬件產(chǎn)生向量地址，即 中斷入口地址。3 中斷隱指令及其功能； 答：中斷隱指令是在機器指令系統(tǒng)中沒有的指令，它是CPU在中斷周期內(nèi)由硬件自動完成的一條指令，其功能包括 保護程序斷點、尋找中斷服務(wù)程序的入口地址、 關(guān)中斷等功能。4 雙重分組跳躍進位；答：n位全加器分成若干大組，大組內(nèi)又分成若干小組，大組中小組的 最高進位同時產(chǎn)生，大組與大組間的進位串行傳 送。5 水平型微指令； 答：水平型微指令的特點是 一次能定義并執(zhí)行多個并行操作的微命令。從編 碼方式看，直接編碼、字段直接編碼、字段間接 編碼以及直接和字段混合編碼都屬水平型微指 令。

9、其中直接編碼速度最快，字段編碼要經(jīng)過譯 碼，故速度受影響。6 超標量和超流水線； 答：超標量（ Super scalar ）技術(shù)是指在每個時鐘周期內(nèi)可同時并發(fā) 多條獨立指令，即以并行操作方式將兩條或兩條 以上指令編譯并執(zhí)行。超流水線（ Super pipe lining ）技術(shù)是將一些流 水線寄存器插入到流水線段中，好比將流水線再 分道。21. 微程序： 用來實現(xiàn)一條機器指令的多條微指 令構(gòu)成的序列稱為一條微程序；22. 主設(shè)備： 在總線的數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€設(shè)備中， 獲得總線控制權(quán)的設(shè)備稱為主設(shè)備；23. 中斷嵌套： 多級中斷系統(tǒng)中， cpu 在處理一 個中斷的過程中又去響應(yīng)另一個中斷請求；24.

10、 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 ?答：（ 1）用來存放當前活躍 的數(shù)據(jù)與程序，作為主存活躍區(qū)的副本；（ 2） 設(shè)置它，是為了解決 cpu 與主存的速度匹配；25. 什么是堆棧 ?說明堆棧指針 SP 的作用。 答：是一種按先進后出的順序進行存取的數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)或存儲區(qū)域。 Sp 是用來存放最后進堆棧的位 置的寄存器；26. 簡述微程序控制方式的基本思想。它有什么 優(yōu)點和缺點 ?答： （ 1）微操作命令以為微編碼形 式變成指令，并固化在 rom 中（ 2）講一條指令 的操作分為若干個微指令序列，用微指令程序?qū)?應(yīng)的解釋執(zhí)行；（ 3）易于維護，和修改，通用 性強，但

11、速度慢；27. 什么是中斷 ?請說明它的特點和適用場合。 答：在計算機的運行過程中， cpu 接到跟緊急的 服務(wù)請求而暫停執(zhí)行的現(xiàn)行程序轉(zhuǎn)而去執(zhí)行終端 服務(wù)程序，已處理隨機事件，執(zhí)行完畢后又恢復(fù) 源程序的執(zhí)行；主要特點：隨機性，通過執(zhí)行程 序處理隨機事件；使用于中低速的 IO 管理，已 處理隨機事件；28. 什么是串行總線 ?什么是并行總線 ?試比較它 們的應(yīng)用場合。 答：采用一條數(shù)據(jù)線進行傳輸?shù)?稱為串行總線；并行總線采用多條線路進行傳輸 數(shù)據(jù)；串行總線使用于較長的距離傳輸；并行總 線適用于距離較短的高速傳輸；16 CPU ： 中央處理器，是計算的核心部件。 具有數(shù)據(jù)處理，加工，中斷和異常處

12、理的功能；17 Cache 命中： cpu 訪問主存的數(shù)據(jù)或代碼 存在于 cache 中的情形時，稱為 Cache 命中；18 總線周期： 總線周期通常指的是 BIU 完成 一次訪問 MEM 或 I/O 端口操作所需要的時 間。一個總線周期由幾個時鐘周期組成。19 靜態(tài)存儲器和動態(tài)存儲器分別利用什么來 存儲 0 和 1 信息？20 多體交叉存儲器有什么特點？ 由多個相互 獨立的存儲體構(gòu)成。每個存儲體可以分別進行數(shù) 據(jù)的讀寫，個存儲體得讀寫過程可以重疊進行。 Cpu 在訪問存儲體時，數(shù)據(jù)時間還沒有完成就可 以啟動另一個存儲體的訪問。21 .什么是程序計數(shù)器 PC ?為什么要設(shè)置 PC 寄存器？答

13、：pc通常是一個存放指令地址的寄存 器，它通常具有計數(shù)功能；在計算機中，程序中 大多數(shù)指令是按執(zhí)行的順序存放在存儲器中的， 下一條指令的地址，就是上一條指令的地址加該 指令的長度。所以設(shè)置 pc可以簡化指令地址的 形成；23 什么是 DMA 方式？ DMA 的主要優(yōu)點及適 用場合？答： DMA 直接訪問存儲器，一種高速輸入輸出 的方法，能直接訪問內(nèi)存，可以減少 cpu 的 I/O 的負擔(dān)；適合大批量得數(shù)據(jù)傳輸；18. 指令周期：指令周期是執(zhí)行一條指令所需要 的時間，一般由若干個機器周期組成，是從取指 令、分析指令到執(zhí)行完所需的全部時間19. 計算機硬件由哪些部分組成？ 答：中央處理 器，存儲器

14、，輸入輸出設(shè)備組成；20. 寬體存儲器有什么特點？ 答： .寬體存儲器將 存儲的位數(shù)擴到多個字的寬度，訪問存儲器時可 以同時對多個字進行訪問，從而提高數(shù)據(jù)的吞吐 率。21. 計算機指令中一般包含哪些字段？ 各有什么 作用？答：包含地址碼和操作嗎；操作碼表示操 作的類型；地址碼一半表示操作數(shù)和操作結(jié)果的 存儲位置；，22. 計算機 CPU 中有哪些類型的寄存器？ 這些寄 存器有什么功能？ 在計算機的運行過程中， cpu 接到跟緊急的服務(wù) 請求而暫停執(zhí)行的現(xiàn)行程序轉(zhuǎn)而去執(zhí)行終端服務(wù) 程序，已處理隨機事件，執(zhí)行完畢后又恢復(fù)源程 序的執(zhí)行；17 指令系統(tǒng)； 答：各種指令的集合稱為指令 系統(tǒng)，他決定了計

15、算機硬件的基本功能；18 顯示器分辨率： 是衡量顯示器的一種標 準，以圖像的點數(shù)（像素）為單位，顯示器分辨 率越高其顯示器就越好；19 RAM 與 ROM 有何異同？ 答： rom 是只讀 存儲器，對它只能讀，不能寫，斷電后其數(shù)據(jù)能 保存。 Ram 隨機讀寫存儲器，速度快，斷電后數(shù) 據(jù)消失；20 什么是指令格式？ 計算機指令為什么要有 一定的格式？答：對計算機指令的編碼的格式稱 為指令格式；以便計算機能區(qū)分指令和數(shù)據(jù)；21 CPU 主要有哪些基本功能？ CPU 主要由哪 些基本部件構(gòu)成？ 答：（ 1 ）主要由控制器，運 算器兩部分組成（ 2）指令控制、操作控制、數(shù) 據(jù)運算、異常處理和中斷；22

16、 總線上有哪些信息傳輸方式？各有哪些特 點？ 答：串行，并行，復(fù)合，消息；復(fù)合：在同 一條總線，傳送不同的信號；可以提高總線的利 用率，但會影響性能；消息：把各種信息組合成 一個有一定格式的數(shù)據(jù)包在總線中進行傳輸，可 以一次發(fā)送跟多的信息，進一步減少線路的數(shù) 量，提高總線的利用率。中斷的過程與子程序調(diào)用的區(qū)別是什么？ 答（ 1 ）、中斷的過程與中斷時 cpu 正在運行的 程序是相互獨立的，它們之間沒有確定的關(guān)系。 子程序調(diào)用是轉(zhuǎn)入的子程序與正在執(zhí)行的程序是 同一個程序。（ 2）中斷一般是由硬件信號產(chǎn)生 的，軟中斷除外，子程序調(diào)用是轉(zhuǎn)移指令引起 的。（ 3）中斷服務(wù)程序的地址是由硬件決定 的，子

17、程序調(diào)用是轉(zhuǎn)移指令在地址碼中指定子程 序的地址；（ 4）中斷過程要存儲所有的狀態(tài)信 息，子程序調(diào)用時可以只保存 pc 的值；（ 5）中 斷程序的調(diào)用的過程包括確定產(chǎn)生中斷的原因、對多個同時進行的中斷裁決等，而在一般的子程 序調(diào)用時沒有這種操作；17 微地址寄存器： 微地址寄存器暫存由控制存 儲器讀出的當前微指令的下址字段信息。它可由帶RD、SD強置端的D觸發(fā)器組成。其中時鐘 端和D端配合用做 ROM的讀出打入，用 SD進 行下址修改。18 尋址方式：就是尋找操作數(shù)或操作數(shù)地址的方式。8086提供了與操作數(shù)有關(guān)和與I/O端口地址有關(guān)的兩類尋址方式。與操作數(shù)有關(guān)的尋址方式有七種，分別是立即尋址，寄

18、存器尋址，直接尋址，寄存器間接尋址，寄存器相對尋址，基址加變址尋址，相對基址加變址尋址；與 I/O端口 有關(guān)的尋址方式有直接端口尋址和間接端口尋址 方式。19 .簡述CPU通過高速緩存 Cache對主存的 數(shù)據(jù)存取過程。20 .指令A(yù)DD R2 ,（ 2000 ）中包含了哪幾種尋址方式？答：寄存尋址，間接尋址22 .簡述多重中斷系統(tǒng)中 CPU響應(yīng)中斷的步 驟。（1）、關(guān)中斷。暫時禁止所有中斷；（2）、保護現(xiàn)場信息，包括保存 pc的值；（3）、判別中斷 條件根據(jù)中斷優(yōu)先條件，從而確定中斷服務(wù)程序 的地址；（4）、開中斷，設(shè)置cpu優(yōu)先級為當前 中斷優(yōu)先級，允許響應(yīng)外部中斷。（5）、執(zhí)行中斷服務(wù)程序。完成中斷請求的操縱；（6）關(guān)閉中斷，暫時禁止所有中斷；（7）恢復(fù)現(xiàn)場保護，包 括pc的值（8）、開中斷，繼續(xù)執(zhí)行源程序；23、基本的 DMA控制器的主要部件有