計(jì)算機(jī)組成原理考試

1、.1.在計(jì)算機(jī)的控制器和運(yùn)算器CPU和和內(nèi)存一起叫主 機(jī)2.存儲(chǔ)器有 程序 和 數(shù)據(jù)3.微指令一般放在控制存儲(chǔ)器中4.指令執(zhí)行方式有順序和轉(zhuǎn)移兩種5.計(jì)算機(jī)運(yùn)行技術(shù)有三種時(shí)間運(yùn)行空間運(yùn)行時(shí)空運(yùn)行6.微指令編碼方式有三種直接表示譯碼表示混合表示7.微指令分 操作控制和 順序控制8.機(jī)器指令分為 操作碼 和 地址碼9.主存的性能指標(biāo)有延時(shí)和帶寬10.存放下一條指令地址的存儲(chǔ)器是程序寄存器 ，當(dāng)前指令存放在I R 中11.運(yùn)算器的核心單元是 ALU12.總線控制分為集中式和分布式13.磁盤上一系列同心圓是磁 道14.統(tǒng)一編址是將內(nèi)存和外設(shè)進(jìn)行統(tǒng)一編址15.三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)是主存外存和高速緩存16.常用兩

2、種堆棧是存儲(chǔ)器堆棧和寄存器堆棧1.CPU的組成部件及功能：CPU 組件包括運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件。運(yùn)算邏輯部件：可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn) 的算術(shù)運(yùn)算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執(zhí)行地址的運(yùn)算和轉(zhuǎn)換。寄存器部件：包括通用寄存器、專用寄存器和控制寄存器。通用寄存器又可分定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)兩類，它們用來保存指令中的寄存器操作數(shù)和操作結(jié)果。專用寄存器是為了執(zhí)行一些特殊操作所需用的寄存器?？刂萍拇嫫魍ǔＳ脕碇甘緳C(jī)器執(zhí)行的狀態(tài)，或者保持某些指針。控制部件：主要負(fù)責(zé)對(duì)指令譯碼，并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個(gè)操作的控制信號(hào)。2.微程序控制器基本思想，組成部件思想：微程序控制的基本思想，就是仿照通常

3、的解題程序的方法，把操作控制信號(hào)編成所謂的 “微指令”，存放到一個(gè)只讀存儲(chǔ)器里當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時(shí)，一條又一條地讀出這些微指令，從而產(chǎn)生全機(jī)所需要的各種操作控制信號(hào)，使相應(yīng)部件執(zhí)行所規(guī)定的操作。3.程序的查詢，中斷，DMA 。通道1 程序查詢方式程序查詢方式是早期計(jì)算機(jī)中使用的一種方式。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，查詢方式的優(yōu)點(diǎn)是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)比較簡單。但問題是，外圍設(shè)備動(dòng)作很慢，程序進(jìn)入查詢循環(huán)時(shí)將白白浪費(fèi)掉 CPU 很多時(shí)間。這種情況同上述例子中第一種方法相仿，CPU 此時(shí)只能等待，不能處理其他業(yè)務(wù)。即使CPU 采用定期地由主程序

4、轉(zhuǎn)向查詢?cè)O(shè)備狀態(tài)的子程序進(jìn)行掃描輪詢的辦法， CPU 寶貴資源的浪費(fèi)也是可觀的。因此當(dāng)前除單片機(jī)外，很少使用程序查詢方式。2 程序中斷方式中斷是外圍設(shè)備用來“主動(dòng)”通知CPU ，準(zhǔn)備送出輸入數(shù)據(jù)或接收輸出數(shù)據(jù)的一種方法。通常，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，從而可以輸入或輸出一個(gè)數(shù)據(jù)。當(dāng)中斷處理完畢后，CPU 又返回到它原來的任務(wù)，并從它停止的地方開始執(zhí)行程序。這種方式和我們前述例子的第二種方法相類似?？梢钥闯?，它節(jié)省了CPU 寶貴的時(shí)間，是管理I/O操作的一個(gè)比較有效的方法。中斷方式一般可編輯范本.適用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)， 并且一旦提出要求， 應(yīng)立即進(jìn)行。 同程

5、序查詢方式相比，硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一些，服務(wù)開銷時(shí)間較大。3 直接內(nèi)存訪問 (DMA) 方式用中斷方式交換數(shù)據(jù)時(shí)，每處理一次I/O 交換，約需幾十微秒到幾百微秒。對(duì)于一些高速的外圍設(shè)備，以及成組交換數(shù)據(jù)的情況，仍然顯得速度太慢。直接內(nèi)存訪問(DMA) 方式是一種完全由硬件執(zhí)行I/O交換的工作方式。這種方式既考慮到中斷響應(yīng)，同時(shí)又要節(jié)約中斷開銷。此時(shí)，DMA 控制器從 CPU 完全接管對(duì)總線的控制，數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過 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)。這種方式和前述例子 的第三種方法相仿，主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳送速度很高，傳送速率僅受到內(nèi)存訪問時(shí)間的限制。與中斷方式相比，需要更多的硬

6、件。DMA方式適用于內(nèi)存和高速外圍設(shè)備之間大批數(shù)據(jù)交換的場(chǎng)合。4 通道方式DMA方式的出現(xiàn)已經(jīng)減輕了CPU對(duì) I/O操作的控制，使得 CPU的效率有顯著的提高，而通道的出現(xiàn)則進(jìn)一步提高了CPU 的效率。這是因?yàn)椋?CPU 將部分權(quán)力下放給通道。通道是一個(gè)具有特殊功能的處理器，某些應(yīng)用中稱為輸入輸出處理器(IOP) ，它可以實(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)存之間的數(shù)據(jù)傳送。這種方式與前述例子的第 四種方法相仿， 大大提高了 CPU 的工作效率。然而這種提高CPU 效率的辦法是以花費(fèi)更 多硬件為代價(jià)的4.儲(chǔ)存芯片的擴(kuò)展儲(chǔ)存芯片的擴(kuò)展包括：位擴(kuò)展，字?jǐn)U展和字位同時(shí)擴(kuò)展三種。(1) 位擴(kuò)展位擴(kuò)展

7、是指存儲(chǔ)芯片的字(單元 )數(shù)滿足要求而位數(shù)不夠，需要對(duì)每個(gè)存儲(chǔ)單元的位數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。擴(kuò)展的方法是將每片的地址線、 控制線并聯(lián)，數(shù)據(jù)線分別引出。其位擴(kuò)展特點(diǎn)是存儲(chǔ)器的單元數(shù)不變，位數(shù)增加。(2) 字?jǐn)U展字?jǐn)U展是指存儲(chǔ)芯片的位數(shù)滿足要求而字 (單元 )數(shù)不夠，需要對(duì)存儲(chǔ)單元數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。擴(kuò)展的原則是將每個(gè)芯片的地址線、 數(shù)據(jù)線、 控制線并聯(lián)，僅片選端分別引出，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)芯片占據(jù)不同的地址范圍。(3) 字位同時(shí)擴(kuò)展字位同時(shí)擴(kuò)展是指存儲(chǔ)芯片的位數(shù)和字?jǐn)?shù)都不滿足要求，需要對(duì)位數(shù)和字?jǐn)?shù)同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)展。擴(kuò)展的方法是線進(jìn)行位擴(kuò)展， 即組成一個(gè)滿足位數(shù)要求的存儲(chǔ)芯片組， 再用這個(gè)芯片組進(jìn)行字?jǐn)U展，以構(gòu)成一個(gè)既滿足位數(shù)又滿足字?jǐn)?shù)的存儲(chǔ)器。5. 存儲(chǔ)器，浮點(diǎn)加法6. 關(guān)于磁盤的計(jì)算20個(gè)記錄面內(nèi)直徑20cm外直徑30cm道密度5