计算机组成原理简答题.doc

1. 精简指令系统计算机（RISC）指令系统的最大特点是什么？答：RISC是精简指令系统计算机，它有以下特点： （1） 选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。（2）指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。 （3）只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。 （4）大部分指令在一个机器周期内完成。 （5）CPU中通用寄存器数量相当多。 (6）以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。 （7）一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。2. 简述CPU的主要功能。答：CPU主要有以下四方面的功能：(1)指令控制：程序的顺序控制，称为指令控制。（2）操作控制：CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。(3)时间控制：对各种操作实施时间上的控制，称为时间控制。(4)数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理.3. DRAM存储器为什么要刷新？DRAM存储元是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。由于存储的信息电荷终究是有泄漏的，电荷数又不能像SRAM存储元那样由电源经负载管来补充，时间一长，信息就会丢失。为此必须设法由外界按一定规律给栅极充电，按需要补给栅极电容的信息电荷，此过程叫“刷新”。4. 什么是闪存存储器？它有哪些特点？闪速存储器是高密度、 非易失性的读/写半导体存储器。从原理上看，它属于ROM型存储器，但是它又可随机改写信息；从功能上看，它又相当于RAM，所以传统ROM与RAM的定义和划分已失去意义。因而它是一种全新的存储器技术。 闪速存储器的特点：（1）固有的非易失性，（2）廉价的高密度，（3）可直接执行，（4）固态性能。5. 简述总线？答：总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。6. 说明总线结构对计算机系统的影响。答：（1)最大存储容量单总线系统中，最大内存容量必须小于由计算机字长所决定的可能的地址总线。双总线系统中，存储容量不会受到外围设备数量的影响（2）指令系统,双总线系统，必须有专门的I/O指令系统.单总线系统，访问内存和I/O使用相同指令 （3）吞吐量,总线数量越多，吞吐能力越大.7. CPU中主要寄存器及功能。答：1） 指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。 2） 程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。 3） 地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。 4） 缓冲寄存器（DR）： 作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。 补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。 在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。 5） 通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。6） 状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。8. CPU响应中断应具有哪些条件？答：(1)在CPU内部设置的中断屏蔽触发器必须是开放的。 (2)外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请求信号。 (3)外设（接口）中断允许触发器必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。 (4)当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断.9. 中断处理过程包括哪些操作步骤？答：中断处理过程如下： (1)设备提出中断请求 (2)当一条指令执行结束时CPU响应中断 (3)CPU设置“中断屏蔽”标志，不再响应其它中断请求 (4)保存程序断点（PC） (5)硬件识别中断源（转移到中断服务子程序入口地址） (6)用软件方法保存CPU现场 (7)为设备服务。10. CPU管理外围设备几种方式？答：CPU管理外围设备有五种方式：（1）程序查询方式（2）程序中断方式（3）直接内存访问（DMA）方式（4）通道方式（5）外围处理机方式。11. 总线的一次信息传送过程大致分为哪几个阶段？答：分五个阶段：请求总线、总线仲裁、寻址（目的地址）、信息传送、状态返回（或错误报告）。12. 说明机器周期，时钟周期，指令周期之间的关系。答：一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。13. 简述指令和微指令之间的关系。答：由计算机提供给用户，完成对计算机基本的操作的命令称之为指令；在微程序控制方式之下，从控制存储器中取出，完成一个或几个微操作的命令称为微指令。许多条微指令组成的序列构成了微程序，微程序则完成对指令的解释执行。14. 0，1/16，7/16的补码。习题2-1 2-215. 用补码计算X+Y，并判断是否溢出。16. 用8421码和余3码表示1234/4321。余三码（余3码）【计算机】是由8421码加上0011形成的一种无权码，由于它的每个字符编码比相应的8421码多3，故称为余三码。BCD码的一种。答：8421码表示：1234为（0001 0010 0011 0100），4321为（0100 0011 0010 0001）；余3码表示：1234为（0100 0101 0110 0111），4321为（0111 0110 0101 0100）。17.某磁盘组有8片磁盘，每片可有两个记录面，存储区内直径为22cm，外直径为30cm，道密度80道/cm，每条磁道分为32个扇区，每个扇区可存放格式化数据1024B，磁盘转速为6000r/min，求该磁盘的格式化存储容量和数据传送率。例题：假设一个硬盘有3个盘片，共4个记录面，转速为7200r/min,盘面有效记录区域 的外直径为30cm，内直径为10cm，记录位密度为250b/mm，磁道密度为8道/mm， 每磁道分16个扇区，每扇区512字节，试计算该磁盘的非格式化容量，格式化容量 和数据传输率。 答： 非格式化容量=最大位密度最内圈周长总磁道数 最内圈周长=100*3.1416=314.16mm 每记录面的磁道数=(150-50)8=800道； 因此，每记录面的非格式化容量=314.16250800/8=7.5M 格式化容量=每道扇区数扇区容量总磁道数=165128004/1024/1024=25M 硬盘平均数据传输率公式：平均数据传输率=每道扇区数扇区容量盘片转速=165127200/60=960kb/s18. 4片1K1位的SRAM，采用位和字扩展方法的容量及连接方法。19. 已知某计算机采用微程序控制方式，控制存储器的容量为51248位，微程序可在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序转移的条件共4/8/16个，微指令采用水平型格式，后继指令地址采用断定方式，微指令格式为微命令字段，判断测字段和下地址字段三部分。问，1 微指令中的3个字段分别应为多少位？ 2并画出对应这种微指令格式的微程序控制逻辑图。（1） 假设判别测试字段中每一位为一个判别标志，那么由于有4个转移条件， 故该字段为4位，（如采用字段译码只需3位），下地址字段为9位，因为控制容量为512单元，微命令字段是（ 48 4 - 9 ）= 35 位。（2