山东大学计算机组成原理三套题汇总要点.pdf
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1、计算机组成原理 一、名词解释 1总线: 就是多个信息源分时传送数据到多个目的地的传送通路 2指令系统: 一台计算机所能执行的全部指令的总和 3微指令:在一个单位时间中,能实现一定操作功能的微命令的集合。 4溢出: 在定点小数机器中,数的表示范围为|1. 在运算过程中如出现大于1 的现象 1寻址方式: 表示指令中操作数所在的方法称为寻址方式 2指令周期: 是完成一条指令所用的时间 3虚拟存储器:是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。 4多级中断: 是指计算机系统中有相当多的中断源,根据各中断事件的轻重缓急程度不同而分成若 干级别,每一中断级分配给一个优先权。 1基本字长: 是指参与运算的数的基
2、本位数,它是由加法器、寄存器、数据总线的位数决定的 2数据通路: 数字系统中 ,各个子系统通过数据总线连接形成的数据传送路径 3程序中断: 在计算机执行当前程序时,系统中出现了某些紧急需处理的异常事件或特殊请求,CPU 应暂时中止现行程序的执行,转去处理这些事件或特殊请求,待处理完毕后CPU 自动恢复原来被子中止 的程序继续运行。 4灰度级: 指所显示像素点的亮暗差别,在彩色显示器中表现为颜色的不同。 二、填空题 1按冯诺依曼设计原则,其硬件是由(运算器)、 (控制器)、 (存储器)、 (输入设备)和(输出设备) 组成。 2计算机系统是由(硬件系统)和(软件系统)两大部分构成。 3计算机最主要
3、的三大性能指标是(基本字长) 、 (存储容量) 、和(运算速度) 。 4一个完善的指令系统应满足(完备性 ) 、 (有效性 ) 、 (规整性 ) 、和( 兼容性 )的要求。 5堆栈的硬件是由(堆栈区 )和( 堆栈指针 )构成,存取是按(后进先出 )原则。 6通常控制器的设计可分为(组合逻辑型 )和( 存储逻辑型 ) ,前者采用的核心器件是(门电路 ) , 后者采用的核心器件是(微程序控制器) 。 7主机与外设的连接方式有( 辐射型连接 ),( 总线型连接 ) 和( 辐射 , 总线型连接 ) 。 8目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是( 程序查询 ) 和( 程序中断 。 二、填空题
4、1计算机指令的基本格式应包括(操作码 )和( 地址码 )两部分。在间接寻址方式中,地址码部分表 示的是( 地址内容 +偏移量 ) ;在相对寻址方式中,地址码部分表示的是(寄存器内容 +位移量 ) 。 2按功能分类,存储器可以分为(高速缓冲存储器) 、 (外存储器 ) 、 (主存储器 )等。 3源数据为10010111,若采用奇校验,则其校验位是(1) 。 4CPU 响应某中断请求的条件是一条指令结束时且(没有更紧迫的任务时) 、 (有中断请求 )和(CPU 允许中断 ) 。 5微指令的格式有(垂直 )型微指令、 ( 水平 )型微指令和混合型微指令。 6输入输出设备的编址方式有(统一编址 )和(
5、 单独编址 ) 。 二、填空题 1计算机指令的基本格式应包括(操作码 )和( 地址码 )两部分。根据操作数所在位置,指出其寻址 方式:操作数在指令中为(立即 )寻址方式,操作数的存储单元地址在指令中,为(间接 )寻址方式。 2存储器地址译码电路的译码方式有(单译码方式 )和( 双译码方式 )两种方式。 3 (361)10= (1011010010)2 = (2D2)16。 4CPU 响应可屏蔽中断应满足的三个条件是(有中断请求 ) 、CPU 允许接受中断请求和(一条指令 执行完毕 ) 。中断周期结束后进入(中断响应 )周期。 5微指令的类型通常有(垂直 )型微指令、 (水平 )型微指令和混合型
6、微指令。 6通常控制器的设计可分为(组合逻辑型 )和( 存储逻辑型 ) ,前者采用的核心器件是(门电路 ) , 后者采用的核心器件是(控制存储器 ) 7主机与外设的连接方式有(辐射型连接) 、 (总线型连接)和( 辐射、总线型连接) 。 8目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是(程序查询 )和( 程序中断 ) 。 三、简答题 1简述中断的处理过程。它与程序查询方式有何不同点? 中断处理过程可粗略的分为以下四个过程:保护当前正在运行程序的现场;分析是何种 中断,以便转去执行相应的中断处理程序;执行相应的中断处理程序;恢复被中断程序的现场。 程序查询方式控制简单,但外设和主机不能同时工作
7、,各外设之间也不能同时工作系统效率很低。因 此,仅适用于CPU 的速度不是很高,而且外设的种类和数目不多,数据传送率较低的情况。而中断 的处理方式不仅适用于外设的数据交换,也适用于对外界的随机事件的处理。 2按通道的工作方式,通道分哪几类?简述其特点。 答案要点: 按通道的工作方式,通道可分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道三种类型。 特点: 字节多路通道:1)有多个子通道,设备间可(分时)并行操作。2)数据以字节为单位交叉传 送。 3)适合于连接大量的低速设备。 选择通道: 1)被选中的外设采用独占方式使用通道。2)数据以成组(数据块)方式进行传输。3) 适合于连接高速外设。 数组多路通
8、道:是将前二者的优点结合在一起的一种通道结构。数组多路通道含有多个子通道,可同 时执行多个通道程序,数据以成组方式进行传送。既具有多路并行操作能力,又有很高的数据传输率,可 用来连接多台中高速的外设。 3画图说明存储系统的层次结构,并说明各种存储器的特点。 答案: 存储系统的层次结构如图所示: 存储器的特点:1)高速缓存:存放当前要执行的程序和数据。速度快,可与CPU 速度匹配;存储容 量较小。成本高。 2)主存储器:存放正在执行的程序和数据,CPU 可直接访问,容量较大,速度较高,每位价格介于 高速缓存和辅存之间。 3)辅助存储器:存放当前暂不参与运行的程序和数据文件,CPU 不能直接访问;
9、容量极大而速度较 低,单位成本低。 三、简答题 1试分析比较DMA 方式和中断传送方式的异同点,说明DMA 方式为什麽不能替代中断方式。 1答案要点 :相同点 :1)两种方式均为目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式。 2)两种方式下主机和外设之间均可实现一定程度的并行工作。 不同点: 1)中断传送方式是通过中断服务处理程序来完成信息交换;而DMA 方式则 是用硬件代替软件来实现数据的传输。2)中断传送方式不仅适合于一般的信息交换,还适合对随机事件 的处理。 3)DMA 方式适合于高速外设和主机之间的信息交换,对高速外设采用程序中断方式传送数据往 往回丢失数据。 DMA 方式不能替代中
10、断方式的原因: 1)DMA 方式只能用于高速外设与内存直接交换信息,却不能像中断方式那样处理随机的异常现象。 2)在 DMA 方式的数据传输过程中,需用到中断方式。 CPU 高速缓存 主存储器 I/O 控制 辅助存储器 磁鼓磁盘磁带 2何为三级存储体系结构?分析采用这种结构的原因和优点? 答案要点: 把各种不同存储容量,不同存取速度的存储器,按一定的体系结构组织起来,使所存放的程序 和数据按层次分布在各存储器中,形成一个统一整体的存储系统。由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存 储器构成的三级存储系统可以分成两个层次,其中高速缓存和主存间称为Cache-主存存储层次,主存和 辅存间称为主-辅存存储
11、层次。这就是三级存储体系结构。 采用 Cache-主存存储层次的原因和优点:在速度方面,计算机的主存和CPU 一直保持了大约一个数 量级的差距。显然这个差距限制了CPU 速度潜力的发挥。为了弥合这个差距,设置Cache 是解决存取速 度的重要方法。在CPU 和主存之间设置Cache,构成 Cache-主存层次,则从CPU 的角度看, Cache-主存 层次的速度接近于Cache,容量与每位价格则接近于主存。因此,解决了速度与成本之间的矛盾。 采用主 -辅存存储层次的原因和优点:由于成本和工艺的原因,主存的存储容量受到了限制,另一方 面,系统程序、应用程序及各种信息量要求主存容量越来越大。采用“
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