計(jì)算機(jī)組成原理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)——詳細(xì)版

1、計(jì)算機(jī)組成原理2009年12月期末考試復(fù)習(xí)大綱第一章1.計(jì)算機(jī)軟件的分類(lèi)。P11 計(jì)算機(jī)軟件一般分為兩大類(lèi)：一類(lèi)叫系統(tǒng)程序，一類(lèi)叫應(yīng)用程序。2.源程序轉(zhuǎn)換到目標(biāo)程序的方法。P12 源程序是用算法語(yǔ)言編寫(xiě)的程序。目標(biāo)程序（目的程序）是用機(jī)器語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的程序。源程序轉(zhuǎn)換到目標(biāo)程序的方法一種是通過(guò)編譯程序把源程序翻譯成目的程序，另一種是通過(guò)解釋程序解釋執(zhí)行。3.怎樣理解軟件和硬件的邏輯等價(jià)性。P14 因?yàn)槿魏尾僮骺梢杂熊浖?lái)實(shí)現(xiàn)，也可以由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)；任何指令的執(zhí)行可以由硬件完成，也可以由軟件來(lái)完成。對(duì)于某一機(jī)器功能采用硬件方案還是軟件方案，取決于器件價(jià)格，速度，可靠性，存儲(chǔ)容量等因素。因此，軟件和硬件

2、之間具有邏輯等價(jià)性。第二章1.定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的表示方法。P16 定點(diǎn)數(shù)通常為純小數(shù)或純整數(shù)。X=XnXn-1.X1X0Xn為符號(hào)位，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)。其余位數(shù)代表它的量值。純小數(shù)表示范圍0|X|1-2-n純整數(shù)表示范圍0|X|2n -1 浮點(diǎn)數(shù)：一個(gè)十進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)N=10E.M。一個(gè)任意進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)N=RE.M其中M稱(chēng)為浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)，是一個(gè)純小數(shù)。E稱(chēng)為浮點(diǎn)數(shù)的指數(shù)，是一個(gè)整數(shù)。比例因子的基數(shù)R=2對(duì)二進(jìn)制計(jì)數(shù)的機(jī)器是一個(gè)常數(shù)。做題時(shí)請(qǐng)注意題目的要求是否是采用IEEE754標(biāo)準(zhǔn)來(lái)表示的浮點(diǎn)數(shù)。32位浮點(diǎn)數(shù)S（31）E（30-23）M（22-0）64位浮點(diǎn)數(shù)S（63）E（62-52）M（51-

3、0）S是浮點(diǎn)數(shù)的符號(hào)位0正1負(fù)。E是階碼，采用移碼方法來(lái)表示正負(fù)指數(shù)。M為尾數(shù)。P18P18 2.數(shù)據(jù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼之間的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)零的三種機(jī)器碼的表示方法。P21 一個(gè)正整數(shù)，當(dāng)用原碼、反碼、補(bǔ)碼表示時(shí)，符號(hào)位都固定為0，用二進(jìn)制表示的數(shù)位值都相同，既三種表示方法完全一樣。一個(gè)負(fù)整數(shù)，當(dāng)用原碼、反碼、補(bǔ)碼表示時(shí)，符號(hào)位都固定為1，用二進(jìn)制表示的數(shù)位值都不相同，表示方法。1.原碼符號(hào)位為1不變，整數(shù)的每一位二進(jìn)制數(shù)位求反得到反碼；2.反碼符號(hào)位為1不變，反碼數(shù)值位最低位加1，得到補(bǔ)碼。例：x= (+122)10=(+1111010)2原碼、反碼、補(bǔ)碼均為01111010 Y=(-122)1

4、0=(-1111010)2原碼11111010、反碼10000101、補(bǔ)碼10000110+0 原碼00000000、反碼00000000、補(bǔ)碼00000000-0 原碼10000000、反碼11111111、補(bǔ)碼100000003.定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的加、減法運(yùn)算：公式的運(yùn)用、溢出的判斷。P63 已知x和y，用變形補(bǔ)碼計(jì)算x+y，同時(shí)指出結(jié)果是否溢出。（1） x=11011 y=00011 （2）x=11011 y=-10101 （3）x=-10110 y=-00001 已知x和y，用變形補(bǔ)碼計(jì)算x-y，同時(shí)指出結(jié)果是否溢出。（1） x=11011 y=-11111 （2）x=10111 y=1

5、1011 （3）x=11011 y=-10011 P63 設(shè)階碼3位，尾數(shù)6位，按浮點(diǎn)運(yùn)算方法，完成下列取值的x+y, x-y運(yùn)算.（2）x= 2-101*（-0.010110）y=2-100*（0.010110）P29 溢出的判斷：第一種方法是采用雙符號(hào)位法（變形補(bǔ)碼）。任何正數(shù)，兩個(gè)符號(hào)位都是“0”， 任何負(fù)數(shù)，兩個(gè)符號(hào)位都是“1”，如果兩個(gè)數(shù)相加后，其結(jié)果的符號(hào)位出現(xiàn)“01”或“10”兩種組合時(shí)，表示發(fā)生溢出。最高符號(hào)位永遠(yuǎn)表示結(jié)果的正確符號(hào)。第二種方法是采用單符號(hào)位法。 P304.運(yùn)算器可以執(zhí)行哪些運(yùn)算？算術(shù)運(yùn)算：加法，減法運(yùn)算，乘法，除法運(yùn)算。邏輯運(yùn)算：邏輯與，或，非運(yùn)算等。5.數(shù)據(jù)

6、的不同進(jìn)制表示。 P18一、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù) 由二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)的基本做法是，把二進(jìn)制數(shù)首先寫(xiě)成加權(quán)系數(shù)展開(kāi)式，然后按十進(jìn)制加法規(guī)則求和。這種做法稱(chēng)為"按權(quán)相加"法。二、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí)，由于整數(shù)和小數(shù)的轉(zhuǎn)換方法不同，所以先將十進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換后，再加以合并。 1. 十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù) 十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)采用"除2取余，逆序排列"法。具體做法是：用2去除十進(jìn)制整數(shù)，可以得到一個(gè)商和余數(shù)；再用2去除商，又會(huì)得到一個(gè)商和余數(shù)，如此進(jìn)行，直到商為零時(shí)為止，然后把先得到的余數(shù)作為二進(jìn)制

7、數(shù)的低位有效位，后得到的余數(shù)作為二進(jìn)制數(shù)的高位有效位，依次排列起來(lái)。2十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù) 十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)采用"乘2取整，順序排列"法。具體做法是：用2乘十進(jìn)制小數(shù)，可以得到積，將積的整數(shù)部分取出，再用2乘余下的小數(shù)部分，又得到一個(gè)積，再將積的整數(shù)部分取出，如此進(jìn)行，直到積中的小數(shù)部分為零，或者達(dá)到所要求的精度為止。 然后把取出的整數(shù)部分按順序排列起來(lái)，先取的整數(shù)作為二進(jìn)制小數(shù)的高位有效位，后取的整數(shù)作為低位有效位。三、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)三位二進(jìn)制數(shù)，得一位八進(jìn)制數(shù)。101010011=（101）5（010）2（011）3=523四、八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)

8、制數(shù)一位八進(jìn)制數(shù)，得三位二進(jìn)制數(shù)。523=（101）5（010）2（011）3=101010011五、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)四位二進(jìn)制數(shù)，得一位十六進(jìn)制數(shù)。1101000101100=（1010）A（0010）2（1100）C =A2C六、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)一位十六進(jìn)制數(shù)，得四位二進(jìn)制數(shù)。A2C =（1010）A（0010）2（1100）C =1101000101100 十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)二進(jìn)制整數(shù)：除2取余用2輾轉(zhuǎn)相除至結(jié)果為1將余數(shù)和最后的1從下向上倒序?qū)懢褪墙Y(jié)果例如302302/2 = 151 余0151/2 = 75 余175/2 = 37 余137/2 = 18 余118/2 =

9、9 余09/2 = 4 余14/2 = 2 余02/2 = 1 余0故二進(jìn)制為100101110二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制從最后一位開(kāi)始算，依次列為第0、1、2.位 第n位的數(shù)（0或1）乘以2的n次方 得到的結(jié)果相加就是答案 例如:01101011.轉(zhuǎn)十進(jìn)制: 第0位:1乘2的0次方=1 1乘2的1次方=2 0乘2的2次方0 1乘2的3次方8 0乘2的4次方0 1乘2的5次方32 1乘2的6次方64 0乘2的7次方0 然后：1208032640107.二進(jìn)制01101011十進(jìn)制107第三章1.主存的性能指標(biāo)有哪些？存儲(chǔ)容量，存取時(shí)間，存儲(chǔ)周期，存儲(chǔ)器帶寬。 存取時(shí)間，存儲(chǔ)周期，存儲(chǔ)器帶寬反映了主存的速度

10、指標(biāo)。2.存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)充方法及應(yīng)用。 P731.字長(zhǎng)位數(shù)擴(kuò)展2.字存儲(chǔ)容量擴(kuò)展P101 1.設(shè)有一個(gè)具有20位地址和32位字長(zhǎng)的存儲(chǔ)器，問(wèn)：（1）該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少個(gè)字節(jié)的信息？（2）如果存儲(chǔ)器由512K*8位SRAM芯片組成，需要多少片？（3）需要多少位地址做芯片選擇？解：（1）220*32/8=222=4M字節(jié)（2）（1024K*32）/（512K*8）=2*4=8片（3）1位5.要求用256K*16位SRAM芯片設(shè)計(jì)1024K*32位的存儲(chǔ)器。SRAM芯片有兩個(gè)控制端：當(dāng)CS有效時(shí)，該片選中。當(dāng)W/R=1時(shí)執(zhí)行讀操作，當(dāng)W/R=0時(shí)執(zhí)行讀操作。解：需要（1024K*32）/（256K*

11、16）=4*2=8片SRAM芯片，需要log2 (1024K /256K)=2位地址做芯片選擇7.某機(jī)器中，已知配有一個(gè)地址空間為0000H-3FFFH的ROM區(qū)域。現(xiàn)在再用一個(gè)RAM芯片（8K*8）形成40K*16位的RAM區(qū)域，起始地址為6000H。假設(shè)RAM芯片有CS和WE信號(hào)控制端。CPU的地址總線(xiàn)為A15 -A0，數(shù)據(jù)總線(xiàn)為D15 -D0，控制信號(hào)為R/W（讀/寫(xiě)），MREQ（訪(fǎng)存），要求：（1）畫(huà)出主存地址框圖。（2）畫(huà)出組成連接框圖。解：（1）需要（40K*16）/（8K*8）=5*2=10片SRAM芯片， log2 (40K /8K)2.2取3位地址做芯片選擇（2）3.雙端口存

12、儲(chǔ)器和多體交叉存儲(chǔ)器的工作原理。P 86雙端口存儲(chǔ)器采用空間并行技術(shù)，具有兩組相互獨(dú)立的控制電路，進(jìn)行并行的獨(dú)立操作。多體交叉存儲(chǔ)器采用時(shí)間并行技術(shù)，具有多個(gè)相互獨(dú)立，容量相同的模塊，各模塊的讀寫(xiě)過(guò)程采用流水線(xiàn)方式重疊進(jìn)行。4.cache存儲(chǔ)器的原理、映射方式、寫(xiě)回方式及相關(guān)的計(jì)算。P93 CPU與cache之間的數(shù)據(jù)交換是以字為單位，而cache與主存之間的數(shù)據(jù)交換是以塊為單位。一個(gè)塊由若干字組成，是定長(zhǎng)的。當(dāng)CPU讀取主存中一個(gè)字時(shí)，便發(fā)出此字的內(nèi)存地址到cache和主存。此時(shí)cache控制邏輯依據(jù)地址判斷此字當(dāng)前是否在cache中：若是，此字立即傳送給CPU；若非，則用主存讀周期把此字從

13、主存讀出送到CPU，與此同時(shí)，把含有這個(gè)字的整個(gè)數(shù)據(jù)塊從主存讀出送到cache中。P94 映射方式 1.全相聯(lián)映射方式 2.直接映射方式 3.組相聯(lián)映射方式 cache的數(shù)據(jù)塊大小稱(chēng)為行，主存的數(shù)據(jù)塊大小稱(chēng)為塊。行與塊是等長(zhǎng)的。在全相聯(lián)映射方式中，將主存中一個(gè)塊的地址（塊號(hào)）與塊的內(nèi)容（字）一起存于cache的行中，其中塊地址存于cache行的標(biāo)記部分中。這種帶全部塊地址一起保存的方法，可使主存的一個(gè)塊直接拷貝到cache中的任意一行上。 直接映射方式：一個(gè)主存塊只能拷貝到cache的一個(gè)特定行位置上去。cache的行號(hào)i和主存的塊號(hào)j有如下函數(shù)關(guān)系：i=j mod m式中m為cache中的總

14、行數(shù)。在直接映射方式中，cache將s位的塊地址分成兩部分：r位作為cache的行地址，s-r位作為標(biāo)記（tag）與塊數(shù)據(jù)一起保存在該行。 組相聯(lián)映射方式：將cache分成u組，每組v行。主存塊存放到哪個(gè)組是固定的，至于存到該組哪一行是靈活的，即有如下函數(shù)關(guān)系：m=u*v組號(hào) q=j mod u塊內(nèi)存地址中s位塊號(hào)劃分成兩部分：低序的d位（2d=u）用于表示cache組號(hào)，高序的s-d位作為標(biāo)記（tag）與塊數(shù)據(jù)一起存于此組的某行中。P99 寫(xiě)回方式 1.寫(xiě)回法 2.全寫(xiě)法 3.寫(xiě)一次法 寫(xiě)回法：當(dāng)CPU寫(xiě)cache命中時(shí)，只修改cache的內(nèi)容，而不立即寫(xiě)入主存；只有當(dāng)此行被換出時(shí)才寫(xiě)回主存

15、。全寫(xiě)法：當(dāng)CPU寫(xiě)cache命中時(shí)，cache與主存同時(shí)發(fā)生寫(xiě)修改，因而較好地維護(hù)了cache與主存的內(nèi)容的一致性。寫(xiě)一次法：寫(xiě)命中與寫(xiě)未命中的處理方法與寫(xiě)回法基本相同，只是第一次寫(xiě)命中時(shí)要同時(shí)寫(xiě)入主存。P102 9.CPU執(zhí)行一段程序時(shí)，cache完成存取的次數(shù)為2420次，主存完成存取的次數(shù)為80次，已知cache存儲(chǔ)周期為40ns，主存存儲(chǔ)周期為240ns，求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間。第四章 1.指令的格式由哪兩部分組成，各部分的作用。P105由操作碼字段和地址碼字段組成。指令的操作碼表示該指令應(yīng)進(jìn)行什么性質(zhì)的操作。指令的地址碼指明指令中所需操作數(shù)的地址。2.根據(jù)操作碼

16、，進(jìn)行有關(guān)指令條數(shù)的計(jì)算。P125 4.指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點(diǎn)。指令格式及尋址方式特點(diǎn)：（1）操作碼字段6位，可指定64種操作。第10到第7位留空。指令長(zhǎng)度為32位，雙字長(zhǎng)二地址指令，用于訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器。（2）RS型指令，一個(gè)操作數(shù)在通用寄存器（共16個(gè)），另一個(gè)操作數(shù)在主存中。（3）有效地址可通過(guò)變址尋址求得，即有效地址等于變址寄存器（共16個(gè)）內(nèi)容加上位移量。3.指令和數(shù)據(jù)的尋址方式。P112指令的尋址方式： 1.順序?qū)ぶ贩绞?2.跳躍尋址方式數(shù)據(jù)的尋址方式： 1.隱含尋址 2.立即尋址 3.直接尋址 4.間接尋址 5.寄存器尋址 6.寄存器間接尋址 7.偏移尋址

17、8.段尋址 9.堆棧尋址 7.偏移尋址：相對(duì)尋址，基址尋址，變址尋址。P125 7.某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)為32位，主存容量為64K字，采用單字長(zhǎng)單地址指令，共有40條指令。試采用直接，立即，變址，相對(duì)四種尋址方式設(shè)計(jì)指令格式。P126 12.根據(jù)操作數(shù)所在位置，指出其尋址方式（填空）：（1）操作數(shù)在寄存器中，為（寄存器）尋址方式。（2）操作數(shù)地址在寄存器中，為（寄存器間接）尋址方式。（3）操作數(shù)在指令中，為（立即）尋址方式。（4）操作數(shù)地址（主存）在指令中，為（直接）尋址方式。（5）操作數(shù)的地址，為某一寄存器內(nèi)容與位移量之和，可以是（相對(duì)，基址，變址）尋址方式。第五章1.CPU的功能和組成部分。P12

18、7 CPU的功能：指令控制，操作控制，時(shí)間控制，數(shù)據(jù)加工。CPU的組成部分：運(yùn)算器，cache，控制器。2.CPU中主要寄存器的作用。 P129指令寄存器（IR）程序計(jì)數(shù)器（PC）數(shù)據(jù)地址寄存器（AR）緩沖寄存器（DR）通用寄存器（R0-R3）狀態(tài)字寄存器（PSW）指令寄存器（IR）用來(lái)保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。程序計(jì)數(shù)器（PC）確定下一條指令的地址。地址寄存器（AR）用來(lái)保存當(dāng)前CPU所訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)cache存儲(chǔ)器中單元的地址。數(shù)據(jù)緩沖寄存器（DR）作為ALU運(yùn)算結(jié)果和通用寄存器之間信息傳送中時(shí)間上的緩沖；補(bǔ)償CPU和內(nèi)存，外圍設(shè)備之間在操作速度上的差別。通用寄存器（R0-R3）當(dāng)算術(shù)邏輯單

19、元（ALU）執(zhí)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算時(shí)，為ALU提供一個(gè)工作區(qū)。狀態(tài)字寄存器（PSW）保存由算術(shù)指令和邏輯指令運(yùn)算或測(cè)試結(jié)果建立的各種條件代碼。3.指令周期、機(jī)器周期、時(shí)鐘周期的定義及三者之間的關(guān)系。P130指令周期：CPU取出一條指令并執(zhí)行這條指令所需的時(shí)間。機(jī)器周期（CPU周期）：從內(nèi)存中讀取一個(gè)指令字的最短時(shí)間。時(shí)鐘周期（節(jié)拍脈沖或T周期）：把一個(gè)機(jī)器周期分為若干個(gè)相等的時(shí)間段，每一個(gè)時(shí)間段稱(chēng)為一個(gè)時(shí)鐘周期。P131 指令周期常常用若干個(gè)CPU周期數(shù)來(lái)表示。一個(gè)CPU周期又包含若干個(gè)時(shí)鐘周期（節(jié)拍脈沖或T周期）。4.用方框圖語(yǔ)言表示指令周期。P139 圖5.14 用方框圖語(yǔ)言表示指令周期P12

20、8 圖5.1 CPU模型P181 參見(jiàn)上圖的數(shù)據(jù)通路，畫(huà)出取數(shù)指令“LAD（R3）,R0”的指令周期流程圖，其含義是將（R3）為地址數(shù)存單元的內(nèi)容取至寄存器R0中，標(biāo)出各微操作控制信號(hào)序列。5.微命令、微操作、相容性微命令、相斥性微命令的概念。P145 微命令：控制部件通過(guò)控制線(xiàn)向執(zhí)行部件發(fā)出的各種控制命令。微操作：執(zhí)行部件接受微命令后所進(jìn)行的操作。相容性微命令：在同時(shí)或同一個(gè)CPU周期內(nèi)可以并行執(zhí)行的微操作。相斥性微命令：不能在同時(shí)或不能在同一個(gè)CPU周期內(nèi)并行執(zhí)行的微操作。6.微指令與機(jī)器指令的關(guān)系。P150 1.一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一個(gè)微程序，這個(gè)微程序是有若干條微指令組成的。 2.指令與內(nèi)

21、存儲(chǔ)器有關(guān)，微指令與控制存儲(chǔ)器有關(guān)。 3.一條指令對(duì)應(yīng)一個(gè)指令周期，一條微指令對(duì)應(yīng)一個(gè)CPU周期。7.流水線(xiàn)中的三種相關(guān)、三種數(shù)據(jù)相關(guān)的名稱(chēng)與判斷。P164 資源相關(guān)，數(shù)據(jù)相關(guān)，控制相關(guān)三種數(shù)據(jù)相關(guān)的名稱(chēng)：寫(xiě)后讀（RAW）讀后寫(xiě)（WAR）寫(xiě)后寫(xiě)（WAW）P1658.流水時(shí)空?qǐng)D的畫(huà)法、吞吐率和加速比的計(jì)算。P182 13.指令流水線(xiàn)有取址（IF），譯碼（ID）,執(zhí)行（EX），訪(fǎng)存（MEM），寫(xiě)回寄存器堆（WB）五個(gè)過(guò)程段，共有20條指令連續(xù)輸入此流水線(xiàn)。（1）畫(huà)出流水處理的時(shí)空?qǐng)D，假設(shè)時(shí)鐘周期為100ns。（2）求流水線(xiàn)的實(shí)際吞吐率（單位時(shí)間里執(zhí)行完畢的指令數(shù)）。（3）求流水線(xiàn)的加速比。第六章1

22、.總線(xiàn)帶寬的計(jì)算。P1852.總線(xiàn)中信息的傳送方式有哪幾種，各有什么特點(diǎn)？P190 串行傳送，并行傳送和分時(shí)傳送。串行傳送：只需要一條傳輸線(xiàn)，且采用脈沖傳送；需要指定位時(shí)間，傳送時(shí)低位在前，高位在后。并行傳送：信息有多少二進(jìn)制位組成，就需要多少條傳輸線(xiàn)，采用電位傳送；并行數(shù)據(jù)傳送比串行數(shù)據(jù)傳送快得多。分時(shí)傳送：一是采用總線(xiàn)復(fù)用方式，某個(gè)傳輸線(xiàn)上既傳送地址信息，又傳送數(shù)據(jù)信息。為此必須劃分時(shí)間片，以便在不同的時(shí)間間隔中完成傳送地址和傳送數(shù)據(jù)的任務(wù)。另一種概念是共享總線(xiàn)的部件分時(shí)使用總線(xiàn)。3.串行方式下波特率的計(jì)算及波形圖的畫(huà)法。P1934.總線(xiàn)的仲裁方式有哪些？集中式仲裁下幾種方式各自的特點(diǎn)。集

23、中式仲裁和分布式仲裁。集中式仲裁：P194（1）鏈?zhǔn)讲樵?xún)方式：總線(xiàn)授權(quán)信號(hào)BG串行的從一個(gè)I/O接口傳送到下一個(gè)I/O接口。優(yōu)點(diǎn)：只用很少幾根線(xiàn)就能按一定優(yōu)先次序?qū)崿F(xiàn)總線(xiàn)仲裁，并且容易擴(kuò)充。缺點(diǎn)：對(duì)詢(xún)問(wèn)鏈的電路故障很敏感，優(yōu)先級(jí)固定，離總線(xiàn)仲裁器越近優(yōu)先級(jí)越高。（2）計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)方式：如果計(jì)數(shù)從“0”開(kāi)始，則與鏈?zhǔn)讲樵?xún)方式相同；如果計(jì)數(shù)從中止點(diǎn)開(kāi)始，則每個(gè)設(shè)備使用總線(xiàn)的優(yōu)先級(jí)相等。（3）獨(dú)立請(qǐng)求方式：每一個(gè)共享總線(xiàn)的設(shè)備均有一對(duì)總線(xiàn)請(qǐng)求線(xiàn)BR和總線(xiàn)授權(quán)線(xiàn)BG。優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間快，對(duì)優(yōu)先次序的確定相當(dāng)靈活。5.總線(xiàn)的定時(shí)有哪幾種？各自的特點(diǎn)。P196同步定時(shí)和異步定時(shí)。同步定時(shí)：采用公共時(shí)鐘，每

24、個(gè)功能模塊什么時(shí)候發(fā)送或接收信息都由統(tǒng)一時(shí)鐘規(guī)定，同步定時(shí)具有較高的傳輸頻率。異步定時(shí)：不需要統(tǒng)一的公共時(shí)鐘信號(hào)，總線(xiàn)周期的長(zhǎng)度是可變的，不把響應(yīng)時(shí)間強(qiáng)加到功能模塊上。允許快速和慢速的功能模塊都能連接到同一總線(xiàn)上。但增加了總線(xiàn)的復(fù)雜性和成本。第七章1.外圍設(shè)備的作用和分類(lèi)。P209除了CPU和主存外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的每一部分都可作為一個(gè)外圍設(shè)備來(lái)看待。外圍設(shè)備的作用是在計(jì)算機(jī)和其他機(jī)器之間，以及計(jì)算機(jī)與用戶(hù)之間提供聯(lián)系。分類(lèi)：輸入設(shè)備，輸出設(shè)備，外存設(shè)備，數(shù)據(jù)通信設(shè)備，過(guò)程控制設(shè)備。2.磁盤(pán)存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)及相關(guān)計(jì)算。 P2161英寸=25.4毫米磁盤(pán)存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)：存儲(chǔ)密度，存儲(chǔ)容量，

25、平均存取時(shí)間，數(shù)據(jù)傳輸率。存儲(chǔ)密度分道密度，位密度和面密度。道密度是沿磁盤(pán)半徑方向單位長(zhǎng)度上的磁道數(shù)，單位道/英寸。位密度是磁道單位長(zhǎng)度上能記錄的二進(jìn)制代碼位數(shù)，單位位/英寸。面密度是位密度和道密度的乘積，單位位/平方英寸。存儲(chǔ)容量是一個(gè)磁盤(pán)存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的字節(jié)總數(shù)。平均存取時(shí)間：存取時(shí)間是指從發(fā)出讀寫(xiě)命令后，磁頭從某一起始位置移動(dòng)至新的記錄位置，到開(kāi)始從盤(pán)片表面讀出或?qū)懭胄畔⒓由蟼魉蛿?shù)據(jù)所需要的時(shí)間。包括：找道時(shí)間，等待時(shí)間和數(shù)據(jù)傳送時(shí)間。找道時(shí)間：將磁頭定位至所要求的磁道上所需的時(shí)間。等待時(shí)間：找道完成后至磁道上需要訪(fǎng)問(wèn)的信息到達(dá)磁頭下的時(shí)間。數(shù)據(jù)傳送時(shí)間：磁頭讀取所訪(fǎng)問(wèn)的信息所用的時(shí)間。

26、數(shù)據(jù)傳輸率：磁盤(pán)存儲(chǔ)器在單位時(shí)間內(nèi)向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。P217P234 6.某雙面磁盤(pán)，每面有220道，已知磁盤(pán)轉(zhuǎn)速r=4000轉(zhuǎn)/分，數(shù)據(jù)傳輸率為185000B/s，求磁盤(pán)總?cè)萘?。解：每道存?chǔ)量=185000B/s*60s/4000轉(zhuǎn)/分=2775B磁盤(pán)總?cè)萘?2775B*220*2=1221000B=1.16MBP234 10.一臺(tái)活動(dòng)頭磁盤(pán)機(jī)的盤(pán)片組共有20個(gè)可用的盤(pán)面，每個(gè)盤(pán)面直徑18英寸，可供記錄部分寬5英寸，已知道密度為100道/英寸，位密度為1000位/英寸（最內(nèi)道），并假定各磁道記錄的信息位數(shù)相同。試問(wèn)：盤(pán)片組總?cè)萘渴嵌嗌僬孜?？若要求?shù)據(jù)傳輸率為1MB/s，磁盤(pán)機(jī)轉(zhuǎn)速每分鐘

27、應(yīng)是多少轉(zhuǎn)？盤(pán)面內(nèi)徑=18/2-5=4英寸 每盤(pán)面道數(shù)=5*100=500道每道存儲(chǔ)量=2*3.14*4*1000=25120b盤(pán)片組總?cè)萘?25120b*500*20=251.2兆位轉(zhuǎn)速r=（1MB/s*60s）/25120b19108.3=19109（轉(zhuǎn)）3.磁盤(pán)cache與主存cache的異同點(diǎn)。P218 主存cache在CPU和主存之間，存取時(shí)間短，全用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。磁盤(pán)cache在主存和磁盤(pán)之間，一次存取的數(shù)量大，數(shù)據(jù)集中，速度要求較主存的cache低，一般由硬件和軟件共從完成。4.分辨率、灰度級(jí)、刷存、刷存帶寬的概念和有關(guān)計(jì)算。P224分辨率是指顯示器所能表示的像素個(gè)數(shù)?；叶燃?jí)是指黑

28、白顯示器中所顯示的像素點(diǎn)的亮暗差別，在彩色顯示器中則表現(xiàn)為顏色的不同?；叶燃?jí)越多，圖像層次越清楚逼真。刷存（刷新存儲(chǔ)器）是指存儲(chǔ)一幀圖像信息的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)量M=r*C。分辨率r越高，顏色深度C越多，刷新存儲(chǔ)器容量越大。如分辨率為1024*1024，256級(jí)顏色深度的圖像，存儲(chǔ)容量M=1024*1024*8bit=1MB。第八章1.CPU與外圍設(shè)備的信息交換方式有哪幾種，各自特點(diǎn)是什么？程序查詢(xún)方式，程序中斷方式，直接內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)（DMA）方式，通道方式。程序查詢(xún)方式：數(shù)據(jù)在CPU和外圍設(shè)備之間的傳送完全靠計(jì)算機(jī)程序控制。優(yōu)點(diǎn)：CPU的操作和外圍設(shè)備的操作能夠同步，而且硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：外圍設(shè)

29、備動(dòng)作很慢時(shí)將浪費(fèi)CPU很多時(shí)間。程序中斷方式：當(dāng)一個(gè)中斷發(fā)生時(shí)，CPU暫停它的現(xiàn)行程序，而轉(zhuǎn)向中斷處理程序程序。當(dāng)中斷處理完畢后，CPU又返回到它原來(lái)的程序停止的地方繼續(xù)執(zhí)行。適用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)，并且一旦提出要求，應(yīng)立即執(zhí)行。直接內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)（DMA）方式：一種完全由硬件執(zhí)行I/O交換的工作方式。DMA控制器從CPU完全接管對(duì)總線(xiàn)的控制。數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過(guò)CPU，而直接在內(nèi)存和外圍設(shè)備之間進(jìn)行，以高速傳送數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸速率很高，傳輸速率僅受到內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間的限制。適用于內(nèi)存和高速外圍設(shè)備之間大批數(shù)據(jù)交換的場(chǎng)合。通道方式：通道是一個(gè)具有特殊功能的處理器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍設(shè)備的統(tǒng)一管理和外圍設(shè)備與內(nèi)

30、存之間的數(shù)據(jù)傳送。2.中斷處理過(guò)程中需注意的問(wèn)題。程序中斷方式，外界中斷請(qǐng)求是隨機(jī)的，但CPU只有在當(dāng)前一條指令執(zhí)行完畢后，轉(zhuǎn)入公操作時(shí)才受理設(shè)備的中斷請(qǐng)求。當(dāng)CPU響應(yīng)外設(shè)的中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)，同時(shí)關(guān)閉中斷（“中斷屏蔽”觸發(fā)器置“1”），并且把程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容，以及當(dāng)前指令執(zhí)行完畢后CPU的狀態(tài)都保存到堆棧中去；中斷處理過(guò)程是由硬件和軟件結(jié)合來(lái)完成的。3.多級(jí)中斷結(jié)構(gòu)中是怎樣實(shí)現(xiàn)中斷嵌套的？ P2471.在一個(gè)多級(jí)中斷結(jié)構(gòu)中，若有n級(jí)中斷，在CPU中就有n個(gè)中斷請(qǐng)求觸發(fā)器和n個(gè)中斷屏蔽觸發(fā)器。2.在某一級(jí)中斷被響應(yīng)后，要置“1”（關(guān)閉）本級(jí)和優(yōu)先權(quán)低于本級(jí)的中斷屏蔽觸發(fā)器，置“0”（開(kāi)放）更高級(jí)的中斷屏蔽觸發(fā)器。使用中斷堆棧保存現(xiàn)場(chǎng)信息。保存和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程按先進(jìn)后出的順序進(jìn)行。3.當(dāng)本級(jí)或低級(jí)中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，則不響應(yīng)；當(dāng)更高級(jí)的中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，則重