1. 在计算机术语中,将A._运算器_ 和B._控制器_ 和在一起称为CPU,而将CPU和C._存储器__ 合在一起称为主机。
2. 计算机软件一般分为两大类:一类叫A._系统程序_ ,另一类叫B._应用程序_ 。操作系统属于C._系统程序__ 类。
3. 主存储器容量通常以MB表示,其中M = A._1000000__ ,B._8位(1个字节)__;硬盘容量通常以GB表示,其中G =B. _1000 M。
4. CPU能直接访问A._cache__ 和B._主存__ ,但不能直接访问磁盘和光盘。
5. 指令字长度分为A._单字长__ 、B._半字长__ 、C._双字长__ 三种形式。
6. 计算机系统中,根据应用条件和硬件资源不同,数据传输方式可采用A._并行__ 传送、B._串行__ 传送、C._复用__
7. 通道是一个特殊功能的A._处理器__ ,它有自己的B._指令和程序__ 专门负责数据输入输出的传输控制。
8. 并行I/O接口A._SCSI__ 和串行I/O接口B._IEEE1394__ 是目前两个最具有权威性的标准接口技术。
9.计算机硬件包括A._运算器__、B._适配器字符串是什么存储器__、C._控制器__、D._适配器__、输入输出设备。
10.为了计算机能直接处理十进制形式的数据,采用以下两种表示形式:A._字符串__和 B._压缩的十进制数串__形式。前者主要用在C._非数值__计算的应用领域,后者用于直接完成十进制数的算术运算。
11.cache是一种A._高速缓冲__存储器,是为了解决CPU和主存之间B._速度__不匹配而采用的一项重要的硬件技术,现发展为C._多级cache__体系,D._指令cache与数据cache__
12.指令系统是表征一台计算机性能的重要因素,它的A._格式__和B._功能__不仅直接影响到机器硬件结构,而且也影响到C._系统软件__。
13.并行处理技术概括起来主要有三种形式:A._时间__并行、B._空间__并行、C._时间并行加空间__ 并行。
14.Futurebus+总线能支持A._64__位地址空间,B._64位、128位、256__位数据传输,为下一代C._多处理机__系统提供了一个稳定的平台,适合于高成本较大规模的计算机系统。
15.一个定点数由A._符号位__和B._数值域__两部分组成。根据小数点的位置不同,定点数有C._纯小数__和D._纯整数
16.存储器的技术指标有A._存储容量__、B._存取时间__、C._存储周期__。速度指标还可以用D._存储器带宽__来表示。
17.形成指令地址的方法,称为指令寻址,指令寻址有A._顺序__寻址和B._跳跃__寻址两种,通过使用C._程序计数器__来跟踪指令地址。
18.流水CPU是以A._时间并行性__为原理构造的处理器,是一种非常B._经济而实用__的并行技术。目前的C._高性能_微处理器几乎无一例外地使用了流水技术。
19.当代流行的标准总线追求与A._结构__、B._CPU__、C._技术__无关的开发技术标准。
20.在计算机系统中,CPU对外围设备的管理,除了程序查询方式、程序中断方式外,还有A._DMA__方式、B._通道__方式和C._外围处理机__方式。
一个较完善的指令系统应包括哪几类?
包括:数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指令、堆栈指令、字符串指令、特权指令等。
什么是闪速存储器?它有哪些特点?
闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器。从原理上看,它属于ROM型存储器,但是它又可随机改写信息;从功能上看,它又相当于RAM,所以传统ROM与RAM的定义和划分已失去意义。因而它是一种全新的存储器技术。
闪速存储器的特点:(1)固有的非易失性
(2)廉价的高密度(3)可直接执行 (4)固态性能
比较水平微指令与垂直微指令的优缺点。
(1)水平型微指令并行操作能力强、效率高、灵活性强,垂直型微指令则较差。
(2)水平型微指令执行一条指令的时间短,垂直型微指令执行时间长。
(3)由水平型微指令解释指令的微程序具有微指令字比较长,但微程序短的特点而垂直型微指令正好相反。
(4)水平型微指令用户难以掌握,而垂直型微指令与指令比较相似,相对来说比较容易掌握
CPU响应中断应具备哪些条件?
(1)在CPU内部设置的中断允许触发器必须是开放的。
(2)外设有中断请求时,中断请求触发器必须处于“1”状态,保持中断请求信号。
(3)外设(接口)中断允许触发器必须为“1”,这样才能把外设中断请求送至CPU。
(4)当上述三个条件具备时,CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断。
主存储器的性能指标有哪些?含义是什么?
解:主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽。
存储容量:一个存储器中可以容纳的存储单元总数。
存取时间:又称存储器访问时间,是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。
存储周期:是指连续启动两次独立的存储操作(如连续两次读操作)所需间隔的最小时间。
存储器带宽:在单位时间中主存传输数据的速率。
1. RISC机器有哪些特点?
解:RISC机具有以下特点:
(1)选取使用频率最高的一些简单指令,以及很有用但不复杂的指令。(2)指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式种类少。(3)只有取数/存数指令访问存储器,其余指令的操作都在寄存器之间进行。(4)CPU中通用寄存器数量相当多。
(5)大部分指令在一个机器周期内完成。其意指在采用流水线组织时每个机器周期内能完
成一条指令功能,而并不是说一条指令从取指到完成指定功能只要一个机器周期。(6)以硬布线控制为主,不用或少用微指令码控制。(7)一般用高级语言编程,特别重视编译优化工作,以减少程序执行时间。
2. 指令和数据都以二进制代码存放在内存中,CPU如何区分它们是指令还是数据?
解:从时间上讲,取指令事件发生在“取指周期”;取数据事件发生在“执行周期”。从空间上讲,从内存读出的指令流流向控制器(指令寄存器);从内存读出数据流流向运算器
8.请说明指令周期、机器周期、时钟周期之间的关系。
解:指令周期是指取出并执行一条指令的时间,指令周期常常用若干个CPU周期数来表示,CPU周期也称为机器周期,而一个CPU周期又包含若干个时钟周期(也称为节拍脉冲或T周期)。
3. CPU中有哪些主要寄存器?
解:CPU中的主要寄存器有:指令寄存器(IR)、程序计数器(PC)、地址寄存器(AR)、缓冲寄存器(DR)、通用寄存器(AC)、状态条件寄存器。
4. 中断接口中有哪些标志触发器?功能是什么?
解:中断接口中有四个标志触发器:
(1)准备就绪的标志(RD):一旦设备做好一次数据的接受或发送,便发出一个设备动作完毕信号,使RD标志置“1”。在中断方式中,该标志用作为中断源触发器,简称中断触发器。
(2)允许中断触发器(EI):可以用程序指令来置位。EI为“1”时,某设备可以向CPU发出中断请求;EI为“0”时,不能向CPU发出中断请求,这意味着某中断源的中断请求被禁止。设置EI标志的目的,就是通过软件来控制是否允许某设备发出中断请求。
(3)中断请求触发器(IR:它暂存中断请求线上由设备发出的中断请求信号。当IR标志为“1”时,表示设备发出了中断请求。
(4)中断屏蔽触发器(IM):是CPU是否受理中断或批准中断的标志。IM标志为“0”时,CPU可以受理外界的中断请求,反之,IM标志为“1”时,CPU不受理外界的中断。
有一个16K×16的存储器,由1K×4位的DRAM芯片构成问:
(1)总共需要多少DRAM芯片?
(2)画出存储体的组成框图。
解:(1)芯片1K×4位,片内地址线10位(A9--A0 ),数据线4位。芯片总数
16K×16/(1K×4)=64片
(2)存储器容量为16K,故地址线总数为14位(A13─A0),其中A13A12A11A10通过 4:
16译码器产生片选信号CS0─CS15 。
5.CPU结构如图所示,其中一个累加寄存器AC,一个状态条件寄存器和其它四个寄存器,各部分之间的连线表示数据通路,箭头表示信息传送方向。
(1) 标明图中四个寄存器的名称。
(2) 简述指令从主存取到控制器的数据通路。
(3) 简述数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。
解:(1)a为数据缓冲寄存器DR,b为指令寄存器IR,c为主存地址寄存器,d为程序计数器PC
(2)主存 → 缓冲寄存器DR → 指令寄存器IR → 操作控制器
(3)存储器读:M → DR → ALU → AC 存储器写:AC → DR → M
2. CD-ROM光盘的外缘有5mm的范围因记录数据困难,一般不使用,故标准的播放时间为60分钟。请计算模式1情况下光盘存储容量是多少?
解:扇区总数 = 60 × 60 × 75 = 270000
模式1存放计算机程序和数据,其存储容量为270000 × 2048 /1024 /1024 = 527MB
3. 如图,假设有磁盘、磁带、打印机三个设备同时工作。磁盘以30μs的间隔向控制器发DMA请求,磁带以45μs的间隔发DMA请求,打印机以150μs间隔发DMA请求。根据传输速率,磁盘优先权最高,磁带次之,打印机最低,假设DMA控制器每完成一次DMA传送所需的时间是5μs。若采用多路型DMA控制器,请画出DMA控制器服务三个设备的工作时间图。
解:由图看出,T1间隔中控制器首先为打印机服务,因为此时只有打印机有请求。T2间隔前沿磁盘、磁带同时有请求,首先为优先权高的磁盘服务,然后为磁带服务,每次服务传送一个字节。在90μs时间阶段中,为打印机服务只有一次(T1),为磁盘服务四次(T2,T4,T6,T7)
,为磁带服务三次(T3,T5,T8),从图上看到,在这种情况下DMA尚有空闲时间,说明控制器还可以容纳更多设备。
4. 微程序共有60条微指令,18个微命令(直接控制),6个微程序分支,请画出微程序控制器组成框图,简述各部分的功能。
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