计算机组成原理问答题

1、第一章概论什么是CPU?什么是计算机主机？什么是I/O设备？它们的功能分别是什么？计算机是如何区分存储器中存储的信息是数据还是程序？什么是存储器的容量？什么是数据字？什么是指令字？计算机软件和计算机硬件在逻辑功能上是否是等效的？为什么？计算机指令的功能越强，则计算机的性能越高？请对这个问题提出你的观点。谈谈你对计算机高级语言的编译和解释过程异同点的理解。什么是主存储器？什么是辅助存储器？它们的功能和作用有何不同？简述冯诺伊曼计算机五大基本功能部件的作用及其相互联系。什么是指令？什么是指令系统？什么是程序？什么是虚拟机？谈谈你对虚拟机的理解。关于计算机硬件系统的组成：系统（主机+外设）f主机（C

2、PU，内存，I/O接口，总线AB、DB、CB）f CPU （控制器、运算器）其中控制器IU （IP、IR、ID）； CU （微程序控制器CM，硬布线控制器）；TU （时钟源、启 停逻辑、计数器、译码器）；其中运算器（ALU、AC、F或PSW，寄存器组Ri）关于计算机软件系统：系统（应用软件、系统软件）f系统软件（操作系统、语言处理程序、服务性程序、数据库 管理系统、网络管理程序）f操作系统；系统程序、管理软硬件资源、是用户与计算机之间 的接口界面。关于计算机的基本组成和工作原理：冯诺伊曼原理：基于二进制原理的程序存储和程序控制原理关于状态寄存器的F或PSW用于存放运算器运算的结果特征或状态。C

3、F、SF、OF、ZF、IF的含义计算机系统的层次结构第二章运算器为什么浮点数的阶码部分通常采用移码表示？什么是规格化浮点数？如何判断一个数是否是规格化数？试简述区位码、国标码与机内码的异同点和相互之间的关系简述采用补码进行加减运算法的特点？ 简述标志寄存器中的SF、CF、ZF与运算结果之间的关系，并写出其逻辑表达式（设结果为 D7D6D5D4D3D2D1D0）什么是真值？什么是机器数？计算机中常用的机器数有几种表示形式？ 简述计算机中常用的四种机器数表示形式各自的特点（设字长为n+1位，其中一位为 符号位；表示的是定点整数）关于定点数的表示：机器数（原码、反码、补码、移码的定义，作用与特点）f

4、四种码之间的相互转换浮点数的表示：浮点数的基本格式（阶码的作用，阶码的表示，尾数的作用，尾数的表示，尾符的作用）f 规格化浮点数的定义（最大，最小，最接近于0的规格化浮点数的表示）f规格化浮点数的 机器判断标准。10 补码加减运算的运算特点：参加运算的操作数为补码连同符号位一起参加运算减法化成加法（即减某数用加某 数的补码代替）汉字编码系统中各类编码的作用外码的作用、内码的作用、字形码（字模码、字库码）的作用；国标码属何种码？其特点如 何？奇偶、海明、CRC校验方法的特点和用途第三章存储器简述静态SRAM存储器的工作过程中的读过程是如何进行的？简述SRAM存储器工作过程中的写过程是如何进行的？

5、简述SRAM和DRAM在结构上和性能上各有什么特点？简述存取时间和存取周期的定义和它们之间的区别？简述页式虚拟存储器如何页表来实现地址映象（虚实地址变换）。简述段式虚拟存储器如何通过段表来实现地址映象（虚实地址变换）。简述Cache集成在CPU芯片内部有什么好处？将指令Cache和数据Cache分开设置又有 什么好处？什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方式？什么是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理？什么是刷新？什么是重写？刷新和重写有什么异同点？关于存储器的功能与作用：用于存放程序和数据。（内外存的区别）？存储器的结构和组成（MAR、MAD、MM、MDR,读

6、写控制逻辑）外接三条总线（MAD采用单、双译码二种方式）主存的分类与特点（ROM、RAM的特点与区别，SRAM、DRAM的特点与区别。统一编址的概念）主存储器的扩展（芯片一模块）的计算采用位扩展进行字长的扩展。采用字扩展进行容量（单元数）的扩展进行字扩展时必须将高位地址经编译器编译后产生的译码信号提供给各子模块（芯片）作 为其片选CS。刷新与重写的异同点分析何为哈佛结构：指令与数据分区存储的cache结构存储器系统的多级架构是根据什么原理建立的：程序执行的局部性和集中性主存、辅存、缓存相比各具有什么特点。虚存的定义，虚存和缓存的比较（缓存、虚存地址变换的控制特点）（缓存、虚存的信息块大小特点）

7、等存储器的读/写操作过程简述：读送地址 ABMARf MADf MM 送控制信号/CS、/RD有效从MM中读出数据fMDRfDB 撤消地址及控制信号，READY有效写选地址 ABfMARf MADf MM 送控制信号/CS、/RD同时送数据DBf MDRf MM。将数据写入内存指定单元撤消地址、控制信号页式虚拟存储器的工作过程简述：由P I D （虚拟地址）一 p+d（实址）基址寄存器（页表起始地址）+虚拟地址中的P （虚页号）一页表索引S0根据S0查页表，若装入位=1，则取p（实页号）p+D （虚址中的页内地址）=p+d （主存的实地址）段页式虚存的定义及实虚地址的转换过程：多体交叉存储器的

8、作用与特点：作用：增加带宽，提高存取速度。特点：由多个模块并联组成；指令与数据在各体（模块） 中交叉存储；能并行读取多条指令与多个数据。相联存储器的特点（例cache中的标记存储器）：按内容（特征）寻址，也可按地址线性 寻址；相联存储器的操作比较（寻找）读/写页表的计算，实、虚地址（物理、逻辑）地址的概念（CPU给出的地址为虚址）第四章指令系统零地址指令的操作数通常来自哪里？单地址指令中，另一操作数的地址通常可以采用什 么寻址方式获得？试比较间接寻址和寄存器间接寻址方式之间的异同点？试比较基址寻址和变址寻址方式的异同点？简述哪几种寻址方式在指令的执行阶段不访问存储器，哪几种寻址方式在指令的执行

9、阶 段只需访问一次存储器？简述何谓寻址方式？试举例说出其中的6种。简述什么是立即寻址方式和直接寻址方式？它们各有什么特点？简述什么是寄存器寻址方式和寄存器间址方式？它们各有什么特点？简述什么是堆栈寻址？堆栈的工作特点是什么？指令的基本格式OP （OP*规定操作、MOD规定寻址方式、REG规定所涉及的寄存器编 号）+人1（地址部分，由AC取代A1、A3,由IP取代A4） = D霍夫曼编码方法的应用对象和编码原则？操作数来源与寻址方式（CPU、内存、I/O、指令），例寄存器寻址和寄存器间接寻址的操 作数来源有何不同？寻址方式及其特点（立即、直接、间接、隐含、寄存器、寄存器间址、基址、变址、相 对段

10、寻址）；已知寻址方式，计算实址地址（不考虑段寻址）。程序控制类指令的特点和功能；IP的作用：控制程序执行的顺序（或走向）转移指令（条件、无条件、绝对、相对转移）调用子程序指令及返回指令（IP f（M） SP，（M） SP -IP）中断操作和中断返回（I/O接口中的中断矢量-IP，（M） SP -IP）总的特点为新地址-IP。IP具有自动指向下一条指令地址的功能IP+1 - IP堆栈的定义及工作过程FILO原则SP指向栈顶由下往上生成第五章CPU简述中央处理器CPU有哪些基本功能？分别由什么部件来实现？简述取指操作与取数操作有何区别？并简述其过程。简述指令周期、CPU周期、时钟周期的定义及相互之

11、间的关系？简述微程序、微指令、微命令的定义及相互关系简述流水线中导致访存冲突（资源冲突）的原因和常用的解决办法？微程序控制的基本思想是什么？微程序控制器的特点是什么？当遇到何种情况时流水线工作将受阻，效率将降低？什么是指令周期？指令周期是否有一个固定值？为什么？指令周期、机器周期、时钟周期的定义及相互关系同步（异步）控制方式的特点：以时定序（以序定时），由统一的时序信号对微操作的 执行进行控制的方式（由非统一的时序信号（根据被控部件的应答）对微操作的执行进行控 制的方式取指过程与取数过程的区别，简述其过程？控制器的功能：取指、译码，形成控制信号；指令通道（IP-内存一IR-ID-CU（CON）

12、指令、微程序、微指令、微命令、微操作的定义与相互关系？微命令分段编译法的分段原则是什么非访内指令和直接访内指令的执行过程非访内：取指（送出IP-内存，IP+1 -IP；/RD有效（启动存储器）/CS；读出指令-IR-ID-CU），执指（不同指令过程不尽相同）直接访内指令：取指；形成地址（根据各种寻址方式形成地址一AR）；执指（取数AR-内存；/RD、/CS 有效；内存数据-DR；运算，对DR中的内容进行数据处理，其过程对应不同的指令 不尽相同）已知结构图，分析指令通道与数据通道的建立控制ROM与主存ROM的区别位于控制器中（存放微程序）位于CPU外（存放程序和数据）组合逻辑控制方式与微程序控制方式的区别CU由与门和或门阵列构成，不能修改由R