计算机组成原理简答题

1、问答：1. 什么就是大小端对齐 itle-E dian 就就是低位字节排放在内存得低地址端，高位字节排放在内存得高地址端。 ? g-End a就就是高位字节排放在内存得低地址端，低位字节排放在内存得高地址端。 ?2.什么就是指令周期、机器周期与时钟周期？三者有何关系?答：指令周期就是U 完成一条指令得时间；机器周期就是所有指令执行过程得一个基准时间 ,机器周期取决于指令得功能及器件得速度;一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期，每个指令周期内得机器周期数可以不等,每个机器周期内得节拍数也可以不等。3.什么就是总线判优？为什么需要总线判优?答：总线判优就就是当总线上各个

2、主设备同时要求占用总线时，通过总线控制器，按一定得优先等级顺序确定某个主设备可以占有总线。因为总线传输得特点就就是在某一时刻允许一个部件向总线发送信息,如果有两个以上得部件同时向总线发送信息,势必导致信号,只冲突传输无效，故需用判优来解决。4. 什么就是“程序访问得局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问得局部性原理答: 所谓程序访问得局部性即程序执行时对存储器得访问就是不均匀得,这就是由于指令与数据在主存得地址分布不就是随机得,而就是相对地簇聚。存储系统得Cach -主存级与主存辅存级都用到程序访问得局部性原理.对 Ca e主存级而言,把 C U最近期执行得程序放在容量较小、速度较高得Ce中

3、。对主存辅存级而言，把程序中访问频度高、比较活跃得部分放在主存中，这样既提高了访存得速度又扩大了存储器得容量。5.指令与数据都存于存储器中，从时间与地址两个角度,说明计算机如何区分它们？解：计算机区分指令与数据有以下2 种方法：通过不同得时间段来区分指令与数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出得为指令，在执行指令阶段(或相应微程序 )取出得即为数据。通过地址来源区分，由 C 提供存储单元地址得取出得就是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址得取出得就是操作数。6.除了采用高速芯片外,从计算机得各个子系统得角度分析，指出6 种以上（含6 种 )提高整机速度得措施。针对存储器，可以采用C he主

4、存层次得设计与管理提高整机得速度；针对存储器，可以采用多体并行结构提高整机得速度;针对控制器 ,可以通过指令流水设计技术提高整机得速度；针对控制器 ,可以通过超标量设计技术提高整机得速度;针对运算器，可以对运算方法加以改进，如两位乘，或用快速进位链；针对 I/ 系统，可以运用DMA 技术不中断现行程序，提高CPU 得效率。7. I/O 有哪些编址方式 ?各有何特点？解：常用得/O 编址方式有两种：I/O与内存统一编址与I 独立编址。特点 :I/O 与内存统一编址方式得/O 地址采用与主存单元地址完全一样得格式,I/O设备与主存占用同一个地址空间,CPU 可像访问主存一样访问O 设备 ,不需要安

5、排专门得指令. /O 独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一套完全不同于主存地址格式得地址编码 ,此时 I/O 地址与主存地址就是两个独立得空间，CU需要通过专门得I/O指令来访问 O 地址空间。8. 什么就是指令周期？什么就是机器周期?什么就是时钟周期 ?三者之间得关系如何？指令周期就是完成一条指令所需得时间 . 包括取指令、分析指令与执行指令所需得全部时间。机器周期也称为 CP周期 , 就是指被确定为指令执行过程中得归一化基准时间， 通常等于取指时间 ( 或访存时间） 。时钟周期就是时钟频率得倒数 , 也可称为节拍脉冲或 T 周期，就是处理操作得最基本单位。一个指令周期由若干个机器周期组

6、成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。9. 简要说明 C U 与 I/ 之间传递信息可采用哪几种联络方式？它们分别用于什么场合 ?答：C U 与 I O 之间传递信息常采用三种联络方式: 直接控制（立即响应)、 同步、异步 . 适用场合分别为：直接控制适用于结构极简单、速度极慢得I/ 设备， PU 直接控制外设处于某种状态而无须联络信号。同步方式采用统一得时标进行联络，适用于CPU 与 I/O 速度差不大 ,近距离传送得场合.异步方式采用应答机制进行联络,适用于 CP与 O 速度差较大、远距离传送得场合。10. 设 C U 内得部件有 :PC 、IR 、MA 、 R、 ACC 、ALU 、C

7、U ，且采用非总线结构。写出取址周期得全部微操作： C-MA 1M （MAR ） MDR D - IROP(IR) -U(） + C写出存数指令全部微操作:Ad （ IR ） MA 1 WACC MDRMDR-M(M R)加法指令全部微操作（ I ） - AR 1- M （ MAR) R（ C)+ （ DR)- CC11. 在什么条件下， I O 设备可以向 U 提出中断请求 ?解：I/O 设备向 CPU 提出中断请求得条件就是:I/O 接口中得设备工作完成状态为中断屏蔽码为（ MASK 0） ,且 CP查询中断时，中断请求触发器状态为1( =1），1（ I T =112. 简述中断得流程。（

8、 1) 中断源未被屏蔽、完成工作情况下提出中断请求（ 2 )各种中断请求根据优先级进行排队(3）CPU开中断情况下、且指令周期结束响应中断请求（ )CPU执行中断隐指令 （保护硬件现场、 关中断,根据中断向量找到中断服务程序入口),（5） 中断服务程序中保护软件现场，（如果就是多重中断,则开中断)，执行相应得服务，返回前需要恢复软件现场.（6） 中断返回指令恢复硬件现场.13.什么就是快速缓冲存储器，它与主存有什么关系?答 :快速缓冲存储器就是为了提高访存速度，在CPU 与主存之间增设得高速存储器,它对用户就是透明得。只要将U 最近需用得信息从主存调入缓存，这样P每次只需访问快速缓存就可达到访

9、问主存得目得,从而提高了访存速度。主存得信息调入缓存要根据一定得算法， 由 CPU 自动完成。 凡就是主存与缓存已建立了对应关系得存储单元,它们得内容必须保持一致，故凡写入缓存得信息也必须写至与缓存单元对应得主存单元中。14. 什么就是中断隐指令有哪些功能解中断隐指令 :CPU 响应中断之后 ,经过某些操作 ,转去执行中断服务程序.这些操作就是由 硬 件 直 接 实 现 得 功 能这 些 操 作 包 括 : （ 1) 保 存 断 点(2 ）暂 不 允 许 中 断(3) 引出中断服务程15. 什么就是单重中断，什么就是多重中断？实现多重中断得条件就是 : 提前开中断 ,即在中断服务程序中保护好软

10、件现场后就将中断允许触发器设置为 1。实现单重中断得条件就是:在中断服务结束才开中断，将中断允许触发器设置为1.计算题：、按机器补码浮点运算步骤，计算x 补 ,x 2-0 1( 、 100 010）， =2- 10(-0 、 0111 1）x211( 0、 100 0），y 010（、 11111） x 补 =1,101;1、 11 110, 补 =1，110； 1、 100 011) 对阶 :过程同 ()得 1),则 x补 =1， 110;1、101 1112)尾数运算：Mx 补 My 补= 1、 10111 1、 10001 = 11、10 0Mx 补 My 补=11、 1011 +0、

11、0111 = 00、00 1103)结果规格化： x+y 补=11， 110;1、010 00,已就是规格化数补 =1， 11； 00、001 110 11，100；0、 11000 (尾数左规2 次，阶码减）4)舍入：无）溢出：无则： x+ = 00（-、 1 00) y=1000、 1 1 0006、 按机器补码浮点运算步骤，计算xy补 ,x=2 1 1（ -0、 00 01)，y=2 1 0( 0、 1 111)x补 0， 10； 1、 011 11， y补 =0，10;1、110 001 1）对阶 :E补=0， 101+11，100=00,001 0，应 Ey 向对齐 ,则： E补 1

12、=0,100+00， 0=00，101=Ex 补y补 =0,01;1、 111 00（）2）尾数运算 : x补 + My 补 =11、 01101+ 11、11000(1) 1、 0100 1（ 1)M 补 My 补= 1、 11 10、00011（1)= 11、1 00(）3）结果规格化：x+y 补=00， 101;1、 01 01（ 1），已就是规格化数 y补 =00,1 ;1、 00 010(1)00,1 ;11、000 01 (尾数左规 1 次，阶码减 )4)舍入 : x+y补 0，101; 1、010 011（舍 ) x y补 不变5)溢出 :无则： x+y= 101（-0、101)

13、7、 按机器补码浮点运算步骤，计算 x y补、 11 0，y=2 10 、10（ 0、11 00）解 : 先将 x、 y 转换成机器数形式 :（ 1)x=2 011 0 、 10 100 ， y= 010（ -0 、 11 1 0) 补 =， 01； 0、 101 1 0， y补 =1，110； 1、 10010 Ex补 , 01， 补 = ,110, M 补 =0、 101 100, My 补=1、 100 1001 ）对阶： 补 = x补 -E 补 =1， 01 00,010= ， 11 ，应 E向 Ey 对齐，则： Ex 补 +1=1， 101 0,001=11 ， 110 = 补补 =

14、，110；0、 011102) 尾数运算 :Mx 补 +M 补= 、1 11 +1、 00 0= 1、1110 0 x 补 +-My补 0、 010 + 00、 011100= 0、 1100103) 结果规格化 : x+y补 =1 ,1 ;11 、 11 0 0 = 11 ， 011； 1、 00 00 （尾数左规次，阶码减3） y 补 = 1， 110； 00、 1 010,4）舍入 : 无已就是规格化数。5）溢出：无则： x+y -101 ( 、 11 00 ） -y= 01 0、 18、现有A、 B、四个中断源，响应优先级由高到低按A BC ，要使其处理优先级由高向低按AD C 顺序排

15、列，先写出各中断源屏蔽字。若中断服务程序得执行时间为 2 s， 4 个中断源同时发出请求, 画出 C U 执行程序得轨迹.中断源屏蔽字ACD答：、中断源屏蔽字 1119、设某机配有、B、 C、 D 四台设备，其优先顺序就是A BC ,B0100现要求将中断处理次序改为D A C B（）写出每个中断源对应得C0110D0 屏蔽字（ ) 按下图时间轴给出得四个中断源得请求时刻, 画出 C U 执行程序得轨迹 . 设每个中断源得中断服务程序时间均为0s.中断源屏 蔽字答题:A中断源屏蔽字B1 0B0 00D01101111 0在程序查询方式得输入输出系统中,假设不考虑处理时间,每一个查询操作需要1个

16、时钟周期 ,CPU 得时钟频率为 50 HZ. 现有鼠标与硬盘两个设备， 而且 C U 必须每秒对鼠标进行30 次查询，硬盘以 32 位字长为单位传输数据,即每 3位被 CPU 查询一次 ,传输率为 2MB/S 。求 CP对这两个设备查询所花费得时间比率,由此可得出什么结论 ?答:CPU 每秒对鼠标进行 3次查询，所需得时钟周期数为1 0x 30 30根据 CP得时钟频率为 50 MH ，即每秒 50 x 06 个时钟周期 ,故对鼠标得查询占用 CPU 得时间比率为（ 3000/（ 50 x 106)） x I00 =0、 0 6%可见 ,对鼠标得查询基本不影响C U 得性能。对于硬盘，每32

17、 位被 CPU 查询一次，故每秒查询次数为2 B/4 51则每秒查询得时钟周期数为1 x 512 024、 4x106故对磁盘得查询占用得时间比率为（ 52、 4 x 106)/(5 x 10 )x 0 = 0可见，即使 CPU 将全部时间都用于对硬盘得杳询也不能满足磁盘传输得要求,因此 CPU一般不采用程序查询方式与磁盘交换信息- - - - - - - - - - - - - - 9、在做手术过程中, 医生经常将手伸出，等护士将手术刀递上，待医生提紧后, 护士才松手。如果把医生与护士瞧作就是两个通信模块，上述一系列动作相当于异步通信中得_方式 .30、某一 RAM芯片，其容量为 512 8 位 ,