計算機組成原理部分問題總結

是機器字長、指令字長、存儲字長?

機器字長:CPU能同時處理的數據位數

指令字長:1條指令的二進制代碼位數;

存儲字長:1個存儲單元所存二進制代碼的位數,

 

馮諾依曼體系結構的特色

馮氏計算機的特色是

由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大部件組成

指令和數據以同一形式(二進制形式)存於存儲器中;

指令由操做碼、地址碼兩大部分組成

指令在存儲器中順序存放,一般自動順序取出執行

以運算器爲中心(原始馮氏機)

 

串行傳輸和並行傳輸有何區別?各適用於什麼場合?

串行傳輸是指數據在一條線路上按位依次進行傳輸,線路成本低,但速度慢,適合於遠距

離的數據傳輸。並行傳輸是每一個數據位都有一條獨立的傳輸線,全部的數據位同時傳輸,其傳輸

速度快、成本高,適應於近距離、高速傳輸的場合。

 

2.同步通訊與異步通訊的主要區別是什麼,並說明兩種方式下通訊雙方是如何聯絡的

同步通訊和異步通訊的主要區別是

前者有公共時鐘,總線上的全部設備按統一的時序,統一的傳輸週期進行信息傳輸,通訊雙方按約定好的時序聯絡

後者沒有公共時鐘,沒有固定的傳輸週期,採用應答方式通訊,具體的聯絡方式有不互鎖、半互鎖和全互鎖三種,

不互鎖方式通訊雙方沒有相互制約關係:

半互鎖方式通訊雙方有簡單的制約關係:

全互鎖方式通訊雙方有徹底的制約關係。

其中全互鎖通訊可靠性最高

 

3簡述總線傳輸的四個階段

申請分配階段:由須要使用總線的主模塊(或主設備)提出申請,經總線仲裁機構決定下傳輸週期的總線使用權授於某一申請者

尋址階段:取得了使用權的主模塊,經過總線發出本次打算訪問的從模塊(或從設備)的存儲地址或設備地址及有關命令,啓動參與本次傳輸的從模塊

傳數階段:主模塊和從模塊進行數據交換,數據由源模塊發出經數據總線流入目的模塊;

結束階段:主模塊的有關信息均從系統總線上撤出,讓出總線使用權

 

爲何要設置總線判優控制?常見的集中式總線控制有幾種?各有何特色?

總線判優控制解決多個部件同時申請總線時的使用權分配問題

常見的集中式總線控制有三種:鏈式查詢、計數器定時查詢、獨立請求查詢

特色:

鏈式查詢方式連線簡單,易於擴充,對電路故障最敏感:

計數器定時查詢方式優先設置較靈活,對故障不敏感,連線及控制過程較複雜;

獨立請求方式速度最快,但硬件器件用量大,連線多,成本較高。

 

1/什麼是刷新?刷新有幾種方式?簡要說明之

刷新一一對DRAM按期進行的所有重寫過程

刷新緣由:因電容泄漏而引發的DRAM所存信息的衰減須要及時補充,所以安排了按期刷新操做

經常使用的刷新方法有三種:

集中式:在最大刷新間隔時間內,集中安排一段時間進行刷新;

分散式:在每一個讀/寫週期以後插入一個刷新週期,無CPU訪存死時間;

異步式:是集中式和分散式的折衷。

 

2./試比較緩存管理中各類地址映射的方法

直接映射:每一個緩存塊能夠和若干個主存塊對應,每一個主存塊只能和一個緩存塊對應

全相聯映射:主存中的任一塊能夠映射到緩存中的任一塊

組相聯映射:某一主存塊按模映射到緩存的第i組中的任一塊

 

3存儲芯片內的地址譯碼方式有幾種?各自特色及應用場合?

存儲芯片內的地址譯碼有兩種方式,

一種是線選法,適用於地址線較少的芯片,其特色是地址信號只須通過一個方向的譯碼就能夠選中某一存儲單元的全部位。

另外一種是重合法,適用於地址線較多的芯片。其特色是地址線分紅兩組,分別經行、列兩個方向譯碼,只有行、列兩個方向均選中的存儲元才能進行讀/寫

 

DMA中有沒有中斷請求,爲何?DMA接口電路中應設置哪些硬件

DMA接口電路中,應有主存地址計數器,字計數器,數據緩衝寄存器,設備地址寄存器

機構和DMA控制邏輯。

 

什麼是o接口,它與端口有何區別?爲何要設置1/O接口,/O接口如何分類

1/O接口通常指CPU和I/O設備間的鏈接部件

端口是指接口電路中的一些寄存器,若干個端口加上上相應的控制邏輯才能組成接口;

實現設備的選擇、實現數據緩衝達到速度匹配、實現數據串一併格式轉換、實現電平轉換

控制命令、反映設備的狀態;

I/O接口分類方法不少,主要有:

(1)按數據傳送方式分有並行接口和串行接口兩種

(2)按數據傳送的控制方式分有程序控制接口、程序中斷接口、DMA接口三種

 

5./簡述DMA的數據傳送過程。

(1)預處理:經過幾條輸入輸出指令預置以下信息:指明數據傳送方向是輸入仍是輸出;向D

設備地址寄存器送入設備號,並啓動設備;向DMA主存地址送入交換數據的主存起始地址

字計數器賦予交換數據的個數。

(2)數據傳送:繼續執行主程序,同時完成一批數據傳送

(3)後處理:校驗送入主存的數是否正確,是否繼續用DMA,測試傳送過程是否正確,錯則轉

診斷程序

 

7.簡述DMA和CPU分時使用內存的三種方式

尊止CPU訪問主存、週期挪用、DMA和CPU交替訪問主存

 

說明浮點加、減法運算的基本步驟。

浮點數加減運算的步驟爲:一、對階操做,即比較兩個浮點數的階碼值的大小;二、實現尾數的加(減)

運算對兩個完成對階後的浮點數執行求和(差)操做;三、規格化操做;四、舍入操做;五、檢查階

碼是否溢出

 

3/指令中有哪些字段?各有何做用?如何肯定各字段的位數?

指令中有三種字段:操做碼字段、尋址特徵字段和地址碼字段。

操做碼字段指出機器完成某種操做,其位數取決於指令系統的操做種類。

尋址特徵字段指出該指令以任何方式尋找操做數的有效地址,其位數取決於尋址方式的種類。

地址碼字段和尋址特徵字段共同指出操做數或指令的有效地址,其位數與尋址範圍有關

 

2/什麼是中斷?設計中斷系統須要考慮哪些主要問題?

中斷:指當出現須要時,CPU暫時中止當前程序的執行轉而執行處理新狀況的程序和執行過程

即在程序運行過程當中,系統出現了一個必須由CPU當即處理的狀況,此時,CPU暫時停止程序

的執行轉而處理這個新的狀況的過程就叫作中斷

 

中斷系繞需解決的問題:①各中斷源如何向cPU提出請求②各中斷源同時提出請求怎麼辦③CPU什麼條件、什麼時間、以什麼方式響應中斷④如何保護現場⑤如何尋找入口地址⑥如何恢復現場

如何返回⑦處理中斷的過程當中又出現新的中斷怎麼辦

 

3/什麼是中斷隱指令?它有哪些功能

中斷隱指令:CPU響應中斷以後,通過某些操做,轉去執行中斷服務程序,這些操做是由硬件直

接實現的。

功能:保存斷點;暫不容許中斷:引出中斷服務程序

 

7說明指令週期、機器週期、時鐘週期之間的關係

指令週期是指取出並執行一條指令的時間,指令週期經常用若干個CPU週期數來表示;CPU

週期也稱爲機器週期:而一個CPU週期又包含若干個時鐘週期