计算机组成原理复习题.docx

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计算机组成原理复习题

计算机组成原理复习题

1.什么是“存储程序控制”？

①计算机（指硬件）应由运算器，存储器，控制器，输入设备和输出设备5大基本不部件组成。

②计算机内部采用二进制表示指令和数据。

③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后在启动计算机工作，这就是存储程序的基本含义。

2.根据冯·诺依曼的计算机结构准则，计算机应有哪五大部件组成？

运算器，存储器，控制器，输入设备和输出设备

3.计算机的存储器的主要功能是什么？

常见的存储系统分为几级？

各级有什么差异？

存储器是用来存放程序和数据的部件，它是一个记忆装置，也是计算机实现“存储程序控制”的基础。

常见的存储系统分为三级。

主存储器：

可CPU直接访问，存储速度快，容量较小，一般用来存放当前正在执行的程序和数据。

辅助存储器：

设置在主机外部，存储容量大，价格较低，存储速度慢，一般不用来存放暂时不参与运行的程序和数据，CPU不可直接访问。

辅存中的程序和数据在需要时才传送带主存。

Cache：

存储速度比主存更快，容量更小，用来存放当前最紧急的程序和数据。

4.按传送信息的不同可以将系统总线分成哪几种？

三态门，单向和双向总线

5.大、中型计算机系统有哪几部分连接而成？

主机，通道，设备存储器，外部设备。

6.设机器的字长为4位，其能够表示的最大有符号整数是多少？

7

7.字母“a”的ASCII码为97,给出字母“c”的ASCII码和字母“A”的ASCII码？

99,65

8.根据GB2312-80每个汉字的编码为几个字节？

2字节

9.若汉字的字形码采用64*64的点阵，则每个汉字的字形码需要占几个字节？

512个字节

10.求有效信息为1100B，生成多项式为1011B的CRC码。

11.机器指令通常是由哪几个字段组成？

操作码字段，地址码字段

12.指令系统指的是什么？

一台计算机的所有指令的集合构成该机的指令系统，它是计算机的主要属性，位于硬件和软件的交界面上。

13.按指令功能指令可以分为哪几种类型？

数据传送类指令，运算类指令，程序控制类指令，输入输出类指令

14.运算类指令可以细分为哪几种？

算术运算类指令，逻辑运算类指令，移位类指令

15.设某计算机为定长指令字结构，指令长度为12位每个地址码占3位，试提出一种分配方案，使该指令系统包含：

4条三地址指令，8条二地址指令，180条单地址指令。

4条三地址指令000xxxyyyzzz即0

011xxxyyyzzz3

8条二地址指令100000yyyzzz20H

100111yyyzzz27H

180条单地址指令101000000zzz140H

111110011zzz1F3H

16.已知：

X=0.1101,Y=-0.1011,求X×Y。

|X|=00.1101→B，|Y|=.1011→C，0→A

AC附加位说明

C4=1，+[-X]

部分积右移一位

C4=1，+[X]

部分积右移一位

C4=0，+0

部分积右移一位

C4=1，+[X]补

部分积右移一位

00.00001011

+[X]00.1101

00.1101

→00.01101101

+[X]00.1101

01.0011

→00.1001

+000.00001110

00.1001

→00.01001111

+[X]00.1101

01.0001

→00.10001111

因为PS=XS⊕YS=0⊕1=1

所以X×Y=-0.10001111

17.已知X=-0.1101，Y=0.1011，求X×Y

C4C5=10，+[-X]补

部分积右移一位

C4C5=11，+0

部分积右移一位

C4C5=01，+[X]补

部分积右移一位

C4C5=10，+[-X]补

部分积右移一位

C4C5=01，+[X]补

AC附加位说明

00.00000.10110

+[-X]补00.1101

00.1101101011

→00.0110

+000.0000

00.0110

→00.0011010101

+[-X]补11.0011

11.0110

→11.1011001010

+[-X]补00.1101

00.1000

→00.0100000101

+[-X]补11.0011

11.0111

所以[X×Y]补=1.01110001

X×Y=-0.10001111

18.浮点数加减运算举例

有两浮点数为A=0.101110×2-01

B=-（0.101011）×2-10

尾数和阶码均为二进制表示，假设这两数的格式为：

阶码4位，用移码（偏置值为23）表示；尾数8位，用补码表示，包含一位符号位，即

阶码尾数

[A]浮=0111；0.1011100

[B]浮=0110；1.0101010

（1）对阶

求阶差：

△E=EA-EB=-1-（-2）=1

△E=1，表示EA>EB。

按对阶规则，将MB右移一位，EB+1→EB，得：

[B]’浮=0111；1.1010101

（2）尾数求和

00.1011100

+11.1010101

00.0110001

（3）尾数结果规格化

由于结果的尾数是非规格化的数，故应左规。

尾数左移一位，阶码减1.最后结果为

[A+B]浮=0110；0.110001

即A+B=（0.110001）×2-10未发生溢出。

19.按存取方式可将存储器分为哪几种？

随机存取存储器，只读存储器，顺序存取存储器，直接存取存储器

20.RAM可以分为哪几种？

静态RAM,动态RAM.

21.动态存储器常见的刷新方式有哪几种？

集中式，分散式，异步式。

22.根据编程方法的不同，可将ROM分为哪几种？

掩模式ROM，一次可编程ROM，可擦除可编程ROM,闪速存储器。

23.根据擦除方法的不同，可将EPROM可分为哪几种？

紫外线擦除，电擦除。

24.什么是主存带宽？

与主存周期密切相关的指标是主存的宽带，又称为数据传输率，表示每秒从主存进出信息的最大数量。

25.哪些是易失性存储器？

哪些是非易失性存储器？

易失性存储器：

半导体RAM

非易失性存储器：

ROM,磁芯存储器，磁表面存储器，光存储器。

26.主存的存取时间和存取周期有什么差别？

存取时间：

又称为访问时间和读写时间，它是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。

存取周期：

又称为读写周期和访存周期，是指主存进行一次完整的读写操作所需的全部时间，即连续两次访问存储器操作之间所需的最短时间。

27.位扩展连接举例

28.字扩展连接举例

29.字和位同时扩展连接举例

30.什么是程序的局部性？

程序的局部性有两个含义：

时间局部性和空间局部性。

时间局部性：

如果一个存储单元被访问，则可能该单元很快被再次访问。

空间局部性：

如果一个存储单元被访问，则该单元的邻近单元也可能很快被访问。

31.什么是Cache地址的全相联映像？

全相联映像是让主存中任何一个块均可以映像装入袋Cache中任何一个块的位置上。

32.什么是Cache地址的直接映像？

直接映像是主存中的每一个块只能被放置到Cache中唯一的一个指定位置，如果这个位置已有内容，则产生块冲突，原来的块将无条件被替换出去。

33.什么是Cache地址的组相联映像？

组相联映像将cache分成若干组，主存中的块可以直接映像装入cache中对应组内的任何一块位置上，即组间采取直接映像，组内采取全相联映像。

组相联映像实际上是全相联映像和直接映像的折中方案，所以其优点和缺点介于全相联和直接映像方式的优缺点之间。

34.Cache的替换算法有哪几种？

随机算法，先进先出算法，近期最少使用算法。

35.什么是Cache的写直达法？

这种方法有什么优缺点？

写直达法是指CPU在执行写操作时，必须把数据同时写入cache和主存。

当某一块需要替换时，也不必把这一块写回到主存中去，新调入的块可以立即把这一块覆盖掉。

这种方法实现简单，而且能随时保持主存数据的正确性，但可能增加多次不必要的主存写入，会降低存取速度。

36.什么是Cache的写回法？

这种方法有什么优缺点？

写回法是指CPU在执行写操作时，被写数据只写入cache，不写入主存。

仅当需要替换时，才把已经修改过的cache块写回到主存。

在采用这种更新策略的cache块表中，一般有一个标志位，当一块中的任何一个单元被修改时，标志位被置“1”。

在需要替换掉这一块时，如果标志位为“1”，则这一块不必写回主存，只要用新调入的块覆盖掉这一块即可。

这种方法操作速度快，但因主存中的字块未随时修改而有可能出错。

37.CPU中的寄存器可以分为哪两大类。

通用寄存器，专用寄存器

38.计算机的指令部件的主要任务完成的工作是什么？

指令部件的主要任务是完成取指令并分析指令。

39.计算机的指令部件包括哪几个部分？

程序计数器，指令寄存器，指令译码器，地址形成部件

40.根据产生微操作控制信号的方式不同，控制器可分为哪几种？

组合逻辑型，存储逻辑型，组合逻辑和存储逻辑相结合型

41.微操作是什么？

一条指令的取出和执行可以分解成很多最基本的操作，这种最基本的不可再分解的操作称为微操作

42.CPU的控制方式可分为哪几种方式？

同步控制方式，异步控制方式，联合控制方式。

43.一条指令运行过程可分为哪几个阶段？

取指令阶段，分析取数阶段，执行阶段。

44.什么是微程序设计？

微程序设计技术的实质是将程序设计技术和存储技术相结合，即用程序设计的思想方法来组织操作控制逻辑，将微操作控制信号按一定规则进行信息编码（代码化），形成控制字（微指令）。

再把这些微指令按时间先后排列起来构成微程序，存放在一个只读的控制存储器中。

45.一条微指令通常至少包括哪几部分？

各部分有什么作用？

（1）操作控制字段，又称微操作码字段，用以产生某一步操作所需的各微操作控制信号。

（2）顺序控制字段，又称微地址码字段，用以控制产生下一条要执行的微指令地址。

46.微命令是什么？

微命令即控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令

47.微周期是什么？

从控制存储器中读出微指令的时间加上执行该条微指令的时间

48.什么是外部设备？

计算机系统中输入、输出设备（包括外存储器）的统称。

对数据和信息起着传输、转送和存储的作用。

49.外部设备主要完成的任务有哪些？

主要用来完成数据的输入输出，成批存储以及对信息加工处理。

50.终端设备一般分为哪几大类？

通用终端设备和专用终端设备

51.磁介质存储器的存储容量可分为哪几种？

非格式化容量，格式化容量

52.什么是道密度？

道密度又叫横向密度，指垂直于磁道方向上单位长度中的磁道数目。

53.什么是磁道？

磁道是磁头写入磁场在记录介质上形成的磁化轨迹。

54.什么是位密度？

位密度又叫纵向密度，指沿磁道方向上单位长度中所记录的二进制信息的位数。

55.什么是磁盘的寻道时间、等待时间、平均存取时间？

寻道时间：

磁头从原先位置移动到目的磁道所需时间。

等待时间：

在到达目的磁道以后，等待被访问的记录块旋转到磁头下方。

平均存取时间:

从原来的位置移动到指定位置并完成读写操作的时间的平均值。

56.什么是误码率

误码率是衡量磁介质存储器出错概率的参数，它等于读出的出错信息位数和读出的总的信息位数之比。

57.什么是软错误

它是由偶尔落入记录介质和读写磁头之间的尘埃或电磁干扰引起的，可用重复的读操作来改写，又称为可恢复错误。

58.磁盘地址一般用什么表示？

驱动器号，圆柱面号，记录面号，扇区号。

59.CD-ROM、CD-R、CD-RW有什么不同？

CD-ROM:

只读型光盘，由生产厂家预先写入数据和程序，使用时用户只能读出，不能写入和修改。

CD-R:

可以由用户写入信息，写入后可多次读出，但只能写入一次，信息写入后不能修改，又称一次性光盘。

CD-RW：

可以写入，擦除，重写的可逆性系统，可重复读写。

60.描述一下CD-R光盘的读过程。

光盘读出时，用比写入功率低的激光束（约几毫瓦），连续照射在光盘上。

由于有凹坑处的反射光弱，无凹坑处的反射光强，根据这一原理，当激光照射到光盘后，由光检测器将介质表面反射率的变化转变为电信号，经过数据检测，译码后送人到计算机中，即可读出光盘上记录的信息。

由于读出光束的功率仅是写入光束功率的1/10，因此不会融出新的凹坑。

61.从键盘可以输入什么？

字符和数字信息。

62.键盘的键开关可以分为哪几种。

键开关分为接触式和非接触式两大类

63.鼠标可以用于输入什么？

矢量信息，坐标数据

64.鼠标按其内部结构的不同可分为哪几种？

机械式鼠标，光机式鼠标，光电式鼠标

65.描述一下光电式鼠标的工作原理。

光电鼠标内部有一个发光二极管，通过其发出的光线，照亮光电鼠标底部表面，然后将反射回来的一部分光线，经过一组光学透镜，传输到一个光感应器件内成像。

这样，当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。

最后利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。

66.描述一下喷墨打印机的工作原理。

固态喷墨打印机所使用的相变墨在室温下可变为固态，打印时墨被加热液化后喷射到介质上，由于此种墨附着性好、色彩鲜亮、耐水性能好，并且不存在打印头因墨水干涸而造成的堵塞问题。

67.按照打印的工作原理不同，打印机可以分为哪几大类？

击打式打印，非击打式打印。

68.微型计算机的显卡可以分为哪几种？

独立显卡，集成显卡

69.一个计算机的接口中包含有哪几种端口？

一个接口中包含有数据端口、命令端口和状态端口。

70.按数据传送的方式接口可以分为哪几种？

串行接口和并行接口

71.I/O端口编址方法有哪几种？

独立编址，统一编址

72.什么是独立编址？

I／0端口地址空间和主存地址空间相对独立，分别单独编址

73.什么是统一编址？

I／0端口地址和主存单元地址同意编址，把I/O接口中的端口作为主存单元一样进行访问。

74.主机和外设之间的信息传送控制方式有哪几种方式？

程序查询方式，程序中断方式，直接存储器存取方式，I/O通道控制方式。

75.述一下接口的程序查询方式的工作过程。

程序查询方式的工作过程大致如下：

（1）预置传送参数。

在传送数据之前，由CPU执行一段初始化程序，预置传送参数。

传送参数包括存取数据的主存缓冲区首地址和传送数据的个数。

（2）向外设接口发出命令字。

当CPU选中某台外设时，执行输出指令向外设接口发出命令字启动外设，为接收数据或发送数据做应有的操作准备。

（3）从外设接口取回状态字。

CPU执行输入指令，从外设接口中取回状态字并进行测试，判断数据传送是否可以进行。

（4）查询外设标志。

CPU不断查询状态标志。

如果外设没有准备就绪，CPU就踏步等待，转第（3）步。

一直到这个外设准备就绪，并发出“外设准备就绪”信号为止。

（5）传送数据。

只有外设准备好，才能实现主机与外设间的一次数据传送。

输入时，CPU执行输入指令，从外设接口的数据缓冲寄存器中接受数据；输出时，CPU执行输出指令，将数据写入外设接口的数据缓冲寄存器中。

（6）修改传送参数。

每进行一次数据传送之后必须要修改传送参数，其中包括主存缓冲区地址加1，传送个数计数器减1。

（7）判断传送是否结束。

如果传送个数计数器不为0，则转第（3）步，继续传送，知道传送个数计数器为0，表示传送结束。

76.确定中断优先级的原则是什么？

确定中断优先级的原则是：

对那些提出中断请求后需要立刻处理，否则就会造成严重后果的中断源规定最高的优先级；而对那些可以延迟响应和处理的中断源规定较低的优先级。

如故障中断一般优先级较高，其次是简单中断，接着才是I/O设备中断。

77.中断判优的方法有哪几种？

软件判优法，硬件判优电路

78.设有X、Y两个中断源，其中X的优先权最高，Y的优先权次之，请按独立请求方式设计中断判优电路。

79.设有X、Y两个中断源，其中X的优先权最高，Y的优先权次之，请按串行优先链方式设计中断判优电路。

80.描述一下DMA的传送数据的过程。

（1）DMA预处理

在DMA传送之前必须要做准备工作，即初始化。

这是由CPU来完成的。

CPU首先执行几条I/O指令，用于测试外设的状态、向DMA控制器的有关寄存器置初值、设置传送方向、启动该外部设备等。

在这些工作完成之后，CPU继续执行原来的程序，在外设准备好发送的数据（输入）或接受的数据已处理完毕（输出）时，外设向DMA控制器发DMA请求，再由DMA控制器向CPU发总线请求。

（2）数据传送

DMA的数据传送可以以单字节（或字）为基本单位，也可以以数据块为基本单位。

对于以数据块为单位的传送，DMA控制器占用总线后的数据输入和输出操作都是通过循环来实现的。

（3）DMA后处理

当传送长度计数器计到0时，DMA操作结束，DMA控制器向CPU发中断请求，CPU停止原来程序的执行，转去执行中断服务程序做DMA结束处理工作。