計(jì)組簡答題整理九題

1、.1、簡單描述計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu) ，說明各層次的主要特點(diǎn) 。解 ： 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)硬件與軟件組成的綜合體 ，可以把它看成是按功能劃分多級(jí)層次結(jié)構(gòu) 。第 0 級(jí)是硬聯(lián)邏輯級(jí)，由計(jì)算機(jī)的內(nèi)核，由門、觸發(fā)器等邏輯電路組成。第 1 級(jí)是微程序級(jí) 。 機(jī)器語言是微指令集 ，用微指令編寫的微程序直接由硬件執(zhí)行。第 2級(jí)是傳統(tǒng)機(jī)器級(jí) 。 機(jī)器語言是該機(jī)的指令集 ，用機(jī)器指令編寫的程序可以由微程序進(jìn)行解釋 。第 3 級(jí)是操作系統(tǒng)級(jí) 。 它既要直接管理傳統(tǒng)機(jī)器的軟硬件資源 ，又是傳統(tǒng)機(jī)器的延伸 。第 4級(jí)是匯編語言級(jí) 。 機(jī)器語言是匯編語言，完成匯編語言翻譯的程序叫做匯編程序 。第5 級(jí)是高級(jí)語言級(jí)。機(jī)器語

2、言就是各種高級(jí)語言 ，通常用編譯程序來完成高級(jí)語言翻譯的工作 。第 6級(jí)是應(yīng)用語言級(jí) 。這級(jí)語言就是各種面向問題的應(yīng)用語言 。2請例舉5種或以上常用的數(shù)據(jù)尋址方式，并闡述各自的操作數(shù)所在的位置和地址的形成方法。解： 寄存器尋址、立即尋址、直接尋址、間接尋址、相對尋址、基址尋址、變址尋址等。立即尋址：位置：地址碼字段。方法：只要取出指令就取出了可以立即使用的操作數(shù)。寄存器尋址：位置：指定的寄存器。方法：地址碼部分給出某一個(gè)通用寄存器的編號(hào)，這個(gè)指定的寄存器中存放著操作數(shù)。直接尋址：位置：主存儲(chǔ)器。方法：指令中地址碼字段給出的地址A就是操作數(shù)的有效地址。間接尋址：位置：主存儲(chǔ)器。方法：按指令的地址

3、碼字段先從主存中取出操作數(shù)的有效地址。變址尋址：位置：主存儲(chǔ)器。方法：變址寄存器中的內(nèi)容與指令中給出的形式地址A相加，形成操作數(shù)有效地址?；穼ぶ罚何恢茫褐鞔鎯?chǔ)器。方法：基址寄存器的內(nèi)容與指令中給出的位移量D相加，形成操作數(shù)有效地址。相對尋址：位置：主存儲(chǔ)器。方法：由程序計(jì)數(shù)器PC提供基準(zhǔn)地址，指令中的地址碼字段作為位移量D，兩者相加后得到操作數(shù)的有效地址。3、請簡述cache的地址映射方式，簡述各自的特點(diǎn)，并比較優(yōu)缺點(diǎn)。解：直接映射、全相聯(lián)映射、組相聯(lián)映射。直接映射：特點(diǎn)：主存中每一個(gè)塊只能被放置到Cache中唯一的一個(gè)指定位置，若這個(gè)位置已有內(nèi)容，產(chǎn)生塊沖突，原來的塊將無條件被替換出去。優(yōu)

4、點(diǎn)：成本低，易實(shí)現(xiàn)，地址變換速度快。缺點(diǎn)：不夠靈活，Cache的塊沖突概率最高，空間利用率最低。全相聯(lián)映射：特點(diǎn)：讓主存中任何一個(gè)塊均可以裝入到Cache中任何一個(gè)塊的位置上。優(yōu)點(diǎn)：方式靈活，Cache的塊沖突概率最低、空間利用率最高。缺點(diǎn)：地址變換速度慢，成本高。組相聯(lián)映射：特點(diǎn)：將Cache分成若干組，主存中的塊直接映像裝入Cache中對應(yīng)組內(nèi)的任何一塊位置上（組間采取直接映射，組內(nèi)采取全相聯(lián)映射）優(yōu)缺點(diǎn)：介于全相聯(lián)映射和直接映射的優(yōu)缺點(diǎn)之間。4、請簡述RISC和CISC計(jì)算機(jī)的指令集特點(diǎn)，并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。解：RISC是精簡指令集計(jì)算機(jī)的簡稱，其特點(diǎn)是指令集簡單、指令編碼較為規(guī)范、易用

5、流水線的技術(shù)提高性能、一般采用load-store結(jié)構(gòu)、通用寄存器的個(gè)數(shù)較多，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡單、主頻高，缺點(diǎn)是程序較大、依賴編譯器的優(yōu)化。CISC是復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)的簡稱，其特點(diǎn)是指令集復(fù)雜、指令條數(shù)多、指令編碼不規(guī)范、流水線的實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜、一般支持多種尋址方式，優(yōu)點(diǎn)是程序較小、編譯器的要求較低，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)復(fù)雜、主頻較低。5、為什么要設(shè)立總線仲裁機(jī)構(gòu)？集中式總線控制常用哪些方法？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？解：由于總線是公共的，為了保證同一時(shí)刻只有一個(gè)申請者使用總線，總線控制機(jī)構(gòu)中設(shè)置有總線判優(yōu)和仲裁控制邏輯 ，即按照一定的優(yōu)先次序來決定哪個(gè)部件首先使用總線 ，只有獲得總線使用權(quán)的部件，才能開始數(shù)據(jù)傳送 。集

6、中式總線控制有3種常見的優(yōu)先權(quán)仲裁方式 ：鏈?zhǔn)讲樵兎绞?、計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式、和獨(dú)立請求方式 。它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)是：鏈?zhǔn)讲樵兊膬?yōu)點(diǎn)是只用很少幾根線就能按一定的優(yōu)先次序來實(shí)現(xiàn)總線控制，并易于擴(kuò)充。缺點(diǎn)是對查詢鏈的故障很敏感 ，查詢的優(yōu)先級(jí)是固定的 。計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式可以方便地改變優(yōu)先次序 ，增加系統(tǒng)的靈活性 ，但控制線數(shù)稍多 。獨(dú)立請求方式的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快 ，然而這是以增加控制線數(shù)和硬件電路為代價(jià)的 。此方式對優(yōu)先次序的控制也是相當(dāng)靈活的 ，它可以預(yù)先固定，也可以通過程序來改變優(yōu)先次序 。6、 試概況通道控制方式和DMA方式的異同點(diǎn)？解 ：DMA和通道控制方式最基本的相同點(diǎn)是從CPU中接管外

7、設(shè)與主存交換數(shù)據(jù)過程的控制權(quán)，使外設(shè)能與主機(jī)并行工作。它們之間主要的不同之處在于： DMA與通道的工作原理不同。DMA通過專門設(shè)計(jì)的硬件控制邏輯來控制數(shù)據(jù)交換的過程 ；而通道則是一個(gè)具有特殊功能的處理器，它具有自己的指令和程序，通過執(zhí)行通道程序來控制數(shù)據(jù)交換的過程。 DMA與通道的功能不同。通道是在DMA的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此通道要比DMA的功能更強(qiáng)。 DMA與通道所控制的外設(shè)類型不同。DMA只能控制速度較快、類型單一的外設(shè) ；而通道則可以支持多種類型的外設(shè)。7、 試比較Cache與虛擬存儲(chǔ)器的異同？解：同：都需要對地址或標(biāo)記進(jìn)行判斷。當(dāng)Cache或主存已滿都要使用替換算法。異：Cache的

8、容量小，保存的信息只是主存中最急需執(zhí)行的若干塊的副本。虛擬存儲(chǔ)器將主存或輔存的地址空間統(tǒng)一編址，形成一個(gè)龐大的存儲(chǔ)空間。在這個(gè)大空間里，用戶可以自由編程。虛擬存儲(chǔ)器是利用輔助硬件找出虛地址和實(shí)地址之間的對應(yīng)關(guān)系，并判斷這個(gè)虛地址指示的存儲(chǔ)單元內(nèi)容是否已裝入主存。Cache是用主存地址的塊號(hào)字段訪問Cache標(biāo)記，并將取出的標(biāo)記和主存地址的標(biāo)記字段相比較。若相等，說明訪問Cache有效，稱Cache命中；若不相等，說明訪問Cache無效，稱Cache不命中或失效。虛擬存儲(chǔ)器的判斷是如果已在主存中，則通過地址變換，CPU可直接訪問主存的實(shí)際單元；如果不在主存中，則把包含這個(gè)字的一頁或一個(gè)程序段調(diào)入

9、主存后再由CPU訪問。8、指令中地址，地址碼的位數(shù)與直接訪問的主存容量和最小尋址單位有什么關(guān)系？說明什么是基址尋址，有什么作用？解：關(guān)系：主存容量越大，所需的地址碼位數(shù)越長。對于相同容量來說，如果以字節(jié)為最小尋址單位，地址碼的位數(shù)就需要長些，但是可以方便地對每一個(gè)字符進(jìn)行處理；如果以字為最小尋址單位，地址碼的位數(shù)可以減少，但對字符操作比較困難?；穼ぶ罚夯芳拇嫫鞯膬?nèi)容與指令中給出的位移量D相加，形成操作數(shù)有效地址，再從有效地址到主存儲(chǔ)器中取操作數(shù)。作用：基址尋址面向系統(tǒng)，主要用于邏輯地址和物理地址的變換，用以解決程序在主存中的再定位和擴(kuò)大尋址空間等問題。9、 請簡述漢字國標(biāo)碼、區(qū)位碼、機(jī)內(nèi)碼、字型碼區(qū)別與聯(lián)系。國標(biāo)碼是一個(gè)四位十六進(jìn)制數(shù)，區(qū)位碼是一個(gè)四位的十進(jìn)制數(shù)，每個(gè)國標(biāo)碼或區(qū)位碼都對應(yīng)著一個(gè)唯一的漢字或符號(hào)，但因?yàn)槭M(jìn)制數(shù)我們很少用到，所以大家常用的是區(qū)位碼，它的前兩位叫做區(qū)碼，后兩位叫做位碼。國標(biāo)碼是漢字信息交換的標(biāo)準(zhǔn)編碼，但因其前后字節(jié)的最高位為0，與ASCII碼發(fā)生沖突