華師網絡學院作業答案-計算機組成原理問答題

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試談談什么是存儲系統的高速緩沖存儲器(Cache)， 畫出“主存- Cache”這一存儲層次與CPU連接的結構框圖。答案: 答：高速緩沖存儲器是介于CPU與主存之間的用于存放當前最活躍的程序塊和數據的高速、小容量的存儲器。程序中包括指令和要處理的數據，在執行時先必須調到內存中才能執行，CPU直接從內存中將指令或數據取來并加以執行的。CPU是如何知道取來的是指令還是數據？說明理由。答案: 答：取指周期中從內存讀出的信息流是指令流，它流向控制器；而在執行器周期中從內存讀出的信息流是數據流，它由內存流向運算器。完整的計算機指令系統按功能劃分，可分為哪些基本類型的指令？并就每種基本指令簡單舉例說明。答案: 答：指令系統按功能劃分的種類：數據傳送類、算邏運算類、程序控制類、I/O指令類及其它類。1)??? 數據傳送指令 存、取數指令，傳送指令，成組傳送，字節交換，清累加器AC等。功能：MM、RR、MR。2) 算邏運算指令功能：實現數據信息的加工，代碼的轉換、判斷等。①. 算術運算指令定點-浮點加減乘除、求補、算術移位、比較等。② 邏輯運算指令－、∧、∨、?、邏輯移位、裝配、拆卸等。3) 程序控制指令功能：控制程序的轉向包括：無條件轉移，條件轉移，轉子和返主，中斷返回等指令。4) I/O指令功能： ① 控制外設的動作 ② 測試外設的工作狀態 ③ 實現外設與主機間的數據交換5) 其它指令PSW的位置、復位，測試指令，堆棧指令，特權指令，停機指令，控制臺指令等。目前的計算機系統中通常所采用的多級存儲器體系結構是什么？并簡述各級存儲器承擔的職能。答案: ?? 答：目前的計算機系統中通常所采用的多級存儲器體系結構是：高速緩沖存儲器(cache)、主存儲器和外存儲器。各級存儲器承擔的職能各不相同。其中cache主要強調快速存取，以便使存取速度和CPU的運算速度相匹配；外存儲器主要強調大的存儲容量，以滿足計算機的大容量存儲要求；主存儲器介于cache與外存之間，要求選取適當的存儲容量和存取周期，使它能容納系統的核心軟件和較多的用戶程序。在微命令的分段編碼方式中，分段的原則是什么？答案: 答：A、相互有一定關系又不能在同一微周期出現(相斥性)的微命令可編在同一字段內；可能在同一微周期出現(相容性)的微命令應編在不同的字段內；B、分段應與數據通路的結構相適應，便于微命令的設計、修改、查找。C、每個字段的位數不能太多(2~4位)。精簡指令系統計算機RISC，其指令系統的最大特點是什么？減少指令種類的一種有效做法是指令的替代實現，試舉例說明。答案: 解：RISC指令系統的主要特點是：(1)??? 指令數目較少，一般都選用使用頻度最高的一些簡單指令。(2)??? 指令長度固定，指令格式種類少，尋址方式種類少。(3)??? 大多數指令可在一個機器周期內完成。(4)??? 通用寄存器數量多，只有存數指令或取數指令訪問存儲器，而其余指令均在寄器之間進行操作。什么是微命令間的相容和互斥？微命令主要有哪幾種編碼方式，各有什么特點？答案: 答：(1)相容性是可能同時出現的微命令, 相斥性是不能同時出現的微命令。 (2) A、直接表示法 優點：簡單，直觀，快速。缺點：微指令字太長，位信息利用率低。 B、編碼表示法 優點：微指令字長適中，譯碼器不龐大，能實現并行操作，速度較快。 C、混合表示法: 把直接表示法和編碼表示法相混合使用。什么是同步定時，異步定時？比較它們的優缺點。答案: 答：?(1)同步定時，總線上所有部件都在公共時鐘線上的同步信號協調下工作。其特點是有公共時鐘。異步定時，總線上的設備(部件)有各自的時鐘，它們之間通常采用“應‐答”方式進行通信。其特點是無公共時間標準。(2) 同步定時方式具有較高的傳輸頻率，但不適合存取時間差別大的設備之間的通信。異步定時方式具有可靠性高，適用于存取時間不同的部件之間的通信。但傳輸效率較低。什么叫虛擬存儲器？PC的虛存地址是46位，按字節編址，則其虛存空間有多大？答案: 答：虛擬存儲器是一個容量非常大的存儲器的邏輯模型，借助于磁盤等輔存來擴大主存容量，是指“主存－外存”的存儲層次。???PC的虛存地址是46位，按字節編址，則其虛存空間有64TB。什么叫Cache的命中率？在有Cache的計算機中，CPU訪問內存的平均周期與哪些因素有關？ 答案: 答：CPU在Cache中訪問到的次數n1與總的訪問次數n的比，稱為命中率H。不命中率(脫靶率)：1－H 有Cache時的CPU訪存平均周期tAtA=H×tc +(1-H)×tm 式中：tc -- Cache存儲周期，tm -- 主存存儲周期可見，CPU訪問內存的平均周期與Cache的命中率、Cache的存儲周期tc、主存存儲周期tm有關；而Cache的命中率又與映射方式、替換策略以及Cache的容量大小等有關。什么叫堆棧？計算機中有哪兩種形式的堆棧？常用的是哪一種？有何優點？答案: 答：按后進先出方式工作的存儲單元的集合叫堆棧。計算機中堆棧的實現有二種結構，一種是寄存器堆棧(串聯堆棧、下壓堆棧)，另一種是存儲器堆棧。前者是在CPU中設置一組專門的具有對位串聯的若干個寄存器組成，配合堆棧指令實現堆棧操作；后者則是在內存開辟專門用于堆棧的存儲區，另加堆棧指針SP組成，配合堆棧指令實現其操作。由于存儲器堆棧是使用容量較大的內存部分存儲區，因此具有堆棧區的位置靈活和容量可變等特點，是常用的一種。計算機中時序信號的作用是什么？設計計算機啟停電路的基本要求是什么？答案: 答：時序信號的作用：為計算機各部分的協調工作提供時序標志。設計計算機啟停電路的要求：1)啟動時一定要從第一個節拍電位的前沿開始工作；2)停機時一定要在指令最末一個節拍脈沖結束后，才關閉時序發生器。按中斷源與CPU的關系不同，中斷可分為內中斷和外中斷兩大類，試說明這兩類中斷一般包括哪些方面的中斷。答案: 答：按中斷源性質與CPU的關系分：① 處理機內的中斷(內中斷)② 系統內外設的中斷(外中斷)集中式總線仲裁方式有哪三種，其特點是什么？答案: 答：(1)鏈式查詢方式。BG按優先級由高至低依次傳送的總線查詢方式。所需傳輸線少，便于更改和擴充。(2)計數器定時查詢方式。優先次序可靈活變動。(3)獨立請求方式。響應速度快，對優先次序的控制靈活。馮?諾依曼型計算機主要由哪幾個功能部件組成？簡述它們的主要功能。答案: 答：馮?諾依曼型計算機的硬件主要有：1)存儲器，其功能是存儲程序和數據信息；2)運算器(ALU)，實現算術運算和邏輯運算功能的部件，其功能有運算即完 關?鍵?詞： 網絡學院 作業 答案 計算機 組成 原理 問答題

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總結

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