计算机组成原理.docx

《计算机组成原理.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、主观题作业学习中心：____________学号：_______________姓名____________简答题（每题5分）1、试说明计算机系统的层次结构。答：答：计算机系统可分为：微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级），操作系统级，汇编语言级，高级语言级。2、简述基址寻址方式和变址寻址方式有什么异同处？答：基址寻址和变址寻址在形成有效地址时所用的算法是相同的，但是它们两者实际上是有区别的。一般来说，变址寻址中变址寄存器提供修改量(可变的)，而指令中提供基准值(固定的)；基址寻址中基址寄存器提供

2、基准值(固定的)，而指令中提供位移量(可变的)。这两种寻址方式应用的场合也不同，变址寻址是面向用户的，用于访问字符串、向量和数组等成批数据；而基址寻址面向系统，主要用于逻辑地址和物理地址的变换，用以解决程序在主存中的再定位和扩大寻址空间等问题。在某些大型机中，基址寄存器只能由特权指令来管理，用户指令无权操作和修改3、说明存取时间和存取周期的区别。答：存取周期：（1）把信息代码存入存储器，称为“写”，把信息代码从存储器中取出，称为“读”。（2）存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时

3、间（或读写时间），而连续启动两次独立的“读”或“写”操作（如连续的两次“读”操作）所需的最短时间，称为存取周期（或存储周期）。（3）微型机的内存储器目前都由大规模集成电路制成，其存取周期很短，约为几十到一百纳秒（ns）左右存取时间：RAM完成一次数据存取所用的平均时间（以纳秒为单位）。存取时间等于地址设置时间加延迟时间（初始化数据请求的时间和访问准备时间）。读出时间与写入时间统称存取时间。又称存储器访问时间。就是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。具体来讲，从一次读操作命令发出到该操作的完

4、成，将数据读入数据缓冲寄存器谓之所经历的时间，即为存储器存取时间。这里需要指出，存取时间和存储周期不一样，而通常，存储周期略大于存取时间。4、什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？答：指令周期：取出并执行一条指令的时间。机器周期：通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期。(也就是计算机完成一个基本操作所花费的时间)时钟周期：处理操作的最基本单位。(CPU的主频)指令周期、机器周期和时钟周期之间的关系：指令周期通常用若干个机器周期表示，而机器周期时间又包含有若干

5、个时钟周期。答：指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。5、何谓DMA方式？DMA控制器可采用哪几种方式与CPU分时使用内存？答：直接内存访问（DMA）方式是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。DMA控制器从CPU

6、完全接管对总线的控制。数据交换不经过CPU，而直接在内存和I/O设备之间进行。DMA控制器采用以下三种方式：①停止CPU访问内存：当外设要求传送一批数据时，由DMA控制器发一个信号给CPU。DMA控制器获得总线控制权后，开始进行数据传送。一批数据传送完毕后，DMA控制器通知CPU可以使用内存，并把总线控制权交还给CPU。②周期挪用：当I/O设备没有DMA请求时，CPU按程序要求访问内存：一旦 I/O设备有DMA请求，则I/O设备挪用一个或几个周期。③DMA与CPU交替访内：一个CPU周期可分为2个周期

7、，一个专供DMA控制器访内，另一个专供CPU访内。不需要总线使用权的申请、建立和归还过程。6、外围设备的I/O控制方式分哪几类？各具什么特点？答：外围设备的I/O控制方式分类及特点：（1）程序查询方式：CPU的操作和外围设备的操作能够同步，而且硬件结构比较简单（2）程序中断方式：一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了CPU的时间，但硬件结构相对复杂一些。（3）直接内存访问（DMA）方式：数据传输速度很高，传输速率仅受内存访问时间的限制。需更多硬件，适用于内存和高速外设之间大批交换数

8、据的场合。（4）通道方式：可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，大大提高了CPU的工作效率。（5）外围处理机方式：通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近一般处理机。7、为什么外围设备需要通过接口与CPU连接？接口的主要功能有哪些？答：外围设备要通过接口与CPU相连的原因主要有：（1）一台机器通常配有多台外设，它们各自有其设备号（地址），通过接口可实现对设备的选择。（2）I/O设备种类繁多，速度不一，与 CPU速度相差可能很大