第1-3章計(jì)算機(jī)組成原理課后習(xí)習(xí)題答案

1、第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論 什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件硬件和軟件哪個(gè)更重要解：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。硬件即指計(jì)算機(jī)的實(shí)體部分，它由看得見摸得著的各種電子元器件，各類光、電、機(jī)設(shè)備的實(shí)物組成，如主機(jī)、外設(shè)等。軟件是看不見摸不著的，由人們事先編制成具有各類特殊功能的信息組成，用來充分發(fā)揮硬件功能，提高機(jī)器工作效率，便于人們使用機(jī)器，指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)工作的程序、資料、數(shù)據(jù)集合。硬件和軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中相互依存，缺一不可，因此同樣重要。 如何理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)解：（1）第一級(jí)：實(shí)際機(jī)器M1 (機(jī)器語言機(jī)器)，機(jī)器語言程序直接在M1上執(zhí)行；（2）第二級(jí)：虛擬機(jī)器M2（

2、匯編語言機(jī)器），將匯編語言程序先翻譯成機(jī)器語言程序，再在M1上執(zhí)行；（3）第三級(jí)：虛擬機(jī)器M3(高級(jí)語言機(jī)器)，將高級(jí)語言程序先翻譯成匯編語言程序，再在M2、M1（或直接到M1）上執(zhí)行；（4）第零級(jí)：微程序機(jī)器M0（微指令系統(tǒng)），由硬件直接執(zhí)行微指令。（5）實(shí)際上，實(shí)際機(jī)器M1和虛擬機(jī)器M2之間還有一級(jí)虛擬機(jī)，它是由操作系統(tǒng)軟件構(gòu)成，該級(jí)虛擬機(jī)用機(jī)器語言解釋操作系統(tǒng)。（6）虛擬機(jī)器M3還可以向上延伸，構(gòu)成應(yīng)用語言虛擬系統(tǒng)。 說明高級(jí)語言、匯編語言和機(jī)器語言的差別及聯(lián)系。解：機(jī)器語言由0、1代碼組成，是機(jī)器能識(shí)別的一種語言。用機(jī)器語言編寫程序時(shí)要求程序員對(duì)他們所使用的計(jì)算機(jī)硬件及其指令系統(tǒng)十分熟

3、悉，編寫程序難度很大，操作過程也極易出錯(cuò)。匯編語言是符號(hào)式的程序設(shè)計(jì)語言，匯編語言是面向機(jī)器的語言，它由一些特殊的符號(hào)表示指令。用匯編語言編寫的匯編語言程序必須先被翻譯成機(jī)器語言程序，才能被機(jī)器接受并自動(dòng)運(yùn)行。匯編語言的每一條語句都與機(jī)器語言的某一條語句（0、1代碼）一一對(duì)應(yīng)。高級(jí)語言是面向用戶的語言，與具體的計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)無關(guān)、對(duì)問題的描述更接近于人們習(xí)慣，且易于掌握和書寫。它具有較強(qiáng)的通用性，程序員完全不必了解、掌握實(shí)際機(jī)器M1的機(jī)型、內(nèi)部的具體組成及其指令系統(tǒng)，只要掌握這類高級(jí)語言的語法和語義，便可直接用這種高級(jí)語言來編程，給程序員帶來了極大的方便。但是，用高級(jí)語言編寫的高級(jí)語言程序必須

4、先被翻譯成匯編語言程序，然后再將其翻譯成機(jī)器語言程序或者將高級(jí)語言程序直接翻譯成機(jī)器語言程序才能被機(jī)器接受并自動(dòng)運(yùn)行。 如何理解計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)解：計(jì)算機(jī)組成是指如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)的屬性，它包含了許多對(duì)程序員來說是透明的硬件細(xì)節(jié)。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是指那些能夠被程序員所見到的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性，即概念性的結(jié)構(gòu)與功能特性，通常是指用機(jī)器語言編程的程序員所看到的傳統(tǒng)機(jī)器的屬性，包括指令集、數(shù)據(jù)類型、存儲(chǔ)器尋址技術(shù)、I/O機(jī)理等等，大都屬于抽象的屬性。 馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么解：馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是：（1）計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備

5、五大部件組成；（2）指令和數(shù)據(jù)以同等地位存放于存儲(chǔ)器內(nèi)，并可以按地址訪問；（3）指令和數(shù)據(jù)均用二進(jìn)制表示；（4）指令由操作碼、地址碼兩大部分組成，操作碼用來表示操作的性質(zhì)，地址碼用來表示操作數(shù)在存儲(chǔ)器中的位置；（5）指令在存儲(chǔ)器中順序存放，通常自動(dòng)順序取出執(zhí)行；（6）機(jī)器以運(yùn)算器為中心（典型的馮·諾依曼機(jī)）。 畫出計(jì)算機(jī)硬件組成框圖，說明各部件的作用及計(jì)算機(jī)硬件的主要技術(shù)指標(biāo)。解： 現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)組成框圖如圖所示：圖 以存儲(chǔ)器為中心的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)框圖各部件的作用：(1)運(yùn)算器用來完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，并將運(yùn)算的中間結(jié)果暫存在運(yùn)算器內(nèi)；(2)存儲(chǔ)器用來存放數(shù)據(jù)和程序；(3)控制器用來控制

6、、指揮程序和數(shù)據(jù)的輸入，運(yùn)行以及處理運(yùn)算結(jié)果。(4)輸入設(shè)備用來將人們熟悉的信息形式轉(zhuǎn)換為機(jī)器能識(shí)別的信息形式，常見有鍵盤、鼠標(biāo)等。(5)輸出設(shè)備可以將機(jī)器運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為人們熟悉的信息形式，如打印機(jī)輸出，顯示器輸出。硬件的主要技術(shù)指標(biāo)：(1) 機(jī)器字長：指CPU一次能處理數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與CPU的寄存器位數(shù)有關(guān)。(2) 存儲(chǔ)容量：包括主存容量和輔存容量，存放二進(jìn)制代碼的總數(shù)存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)×存儲(chǔ)字長。(3) 運(yùn)算速度：主頻、Gibson法、MIPS每秒執(zhí)行百萬條指令、CPI執(zhí)行一條指令所需時(shí)鐘周期數(shù)、FLOPS每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)。 解釋概念：主機(jī)、CPU、主存、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)元件、存儲(chǔ)基元

7、、存儲(chǔ)元、存儲(chǔ)字、存儲(chǔ)字長、存儲(chǔ)容量、機(jī)器字長、指令字長。解：主機(jī)：是計(jì)算機(jī)硬件的主體部分，由CPU和主存儲(chǔ)器MM合成為主機(jī)。CPU：中央處理器，是計(jì)算機(jī)硬件的核心部件，由運(yùn)算器和控制器組成（早期的運(yùn)算器和控制器不在同一芯片上，現(xiàn)在的CPU內(nèi)除含有運(yùn)算器和控制器外還集成了CACHE）。主存：計(jì)算機(jī)中存放正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，為計(jì)算機(jī)的主要工作存儲(chǔ)器，可隨機(jī)存?。挥纱鎯?chǔ)體、各種邏輯部件及控制電路組成。存儲(chǔ)單元：可存放一個(gè)機(jī)器字并具有特定存儲(chǔ)地址的存儲(chǔ)單位。存儲(chǔ)元件：存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的物理元件，是存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位，又叫存儲(chǔ)基元或存儲(chǔ)元，不能單獨(dú)存取。存儲(chǔ)字：一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代

8、碼的邏輯單位。存儲(chǔ)字長：一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的位數(shù)。存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器中可存二進(jìn)制代碼的總量（通常主、輔存容量分開描述）。機(jī)器字長：指CPU一次能處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與CPU的寄存器位數(shù)有關(guān)。指令字長：一條指令的二進(jìn)制代碼位數(shù)。 解釋英文代號(hào)：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS解：全面的回答應(yīng)分英文全稱、中文名、功能三部分。CPU：Central Processing Unit，中央處理機(jī)（器），是計(jì)算機(jī)硬件的核心部件，主要由運(yùn)算器和控制器組成。PC：Program Counter，程序計(jì)數(shù)器，其功能是存放當(dāng)前欲

9、執(zhí)行指令的地址，并可自動(dòng)計(jì)數(shù)形成下一條指令地址。IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令。CU：Control Unit，控制單元（部件），為控制器的核心部件，其功能是產(chǎn)生微操作命令序列。ALU：Arithmetic Logic Unit，算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，為運(yùn)算器的核心部件，其功能是進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算。ACC：Accumulator，累加器，是運(yùn)算器中既能存放運(yùn)算前的操作數(shù)，又能存放運(yùn)算結(jié)果的寄存器。MQ：Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法運(yùn)算時(shí)存放乘數(shù)、除法時(shí)存放商的寄存器。X：此字母沒有專指的縮寫含

10、義，可以用作任一部件名，在此表示操作數(shù)寄存器，即運(yùn)算器中工作寄存器之一，用來存放操作數(shù)；MAR：Memory Address Register，存儲(chǔ)器地址寄存器，在主存中用來存放欲訪問的存儲(chǔ)單元的地址。MDR：Memory Data Register，存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)緩沖寄存器，在主存中用來存放從某單元讀出、或要寫入某存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)。I/O：Input/Output equipment，輸入/輸出設(shè)備，為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱，用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與傳送。MIPS：Million Instruction Per Second，每秒執(zhí)行百萬條指令數(shù)，為計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度指標(biāo)的一種計(jì)量單位。 畫

11、出主機(jī)框圖，分別以存數(shù)指令“STA M”和加法指令“ADD M”（M均為主存地址）為例，在圖中按序標(biāo)出完成該指令（包括取指令階段）的信息流程。假設(shè)主存容量為256M*32位，在指令字長、存儲(chǔ)字長、機(jī)器字長相等的條件下，指出圖中各寄存器的位數(shù)。解：主機(jī)框圖如圖所示（省略了在圖中標(biāo)出信息流程）。圖 細(xì)化的計(jì)算機(jī)組成框圖（1）STA M指令：PCMAR，MARM，MMDR，MDRIR，OP(IR) CU，Ad(IR) MAR，ACCMDR，MARM，WR（2）ADD M指令：PCMAR，MARM， MMDR，MDRIR，OP(IR) CU，Ad(IR) MAR，RD，MMDR，MDRX，ADD，AL

12、UACC，ACCMDR，WR假設(shè)主存容量256M*32位，在指令字長、存儲(chǔ)字長、機(jī)器字長相等的條件下，ACC、X、IR、MDR寄存器均為32位，PC和MAR寄存器均為28位。 根據(jù)迭代公式=1/2(yn+x/yn)，初始態(tài)y0=1，要求精度為，試編制求的解題程序（指令系統(tǒng)自定），并結(jié)合所編程序簡述計(jì)算機(jī)的解題過程。解：主要有以下步驟：(1) 取X到ACC(2) 加1存于ACC(3) 除2存于MQ，又MQ主存單元m(4) 取X到ACC(5) 將y1從m中取出，執(zhí)行mX，ACC÷XMQ，得x/ yn(6) MQACC，執(zhí)行ynx/ yn，即ACCXACC(7) 除2得結(jié)果于MQ，又MQA

13、CC，MQm(8) ACCXACC，然后判斷ACC與的大小，若|ACC|則到(9)，否則返回(5)(9) 打印m(10) 停機(jī) 指令和數(shù)據(jù)都存于存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們解：計(jì)算機(jī)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下2種方法：（1）通過不同的時(shí)間段來區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即在取指令階段（或取指微程序）取出的為指令，在執(zhí)行指令階段（或相應(yīng)微程序）取出的即為數(shù)據(jù)。（2）通過地址來源區(qū)分，由PC提供存儲(chǔ)單元地址的取出的是指令，由指令地址碼部分提供存儲(chǔ)單元地址的取出的是操作數(shù)。 什么是指令什么是程序解：指令：指令是指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的命令，它由一串二進(jìn)制數(shù)碼組成，告訴計(jì)算機(jī)從事某一特殊運(yùn)算的代碼。一條指令通常由操作碼

14、和地址碼兩部分組成。程序：程序是為實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)或解決特定問題而用計(jì)算機(jī)語言編寫的命令序列的集合。為實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的而進(jìn)行操作的一系列語句和指令。第2章 計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用 通常，計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代以什么為依據(jù)解：早期的計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代主要以組成計(jì)算機(jī)基本電路的元器件為依據(jù)，如電子管、晶體管、集成電路等。進(jìn)入20世紀(jì)70年代后，通常人們以微處理器為標(biāo)志來劃分微型計(jì)算機(jī)，如286機(jī)、386機(jī)、486機(jī)、pentium機(jī)。 舉例說明專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)的區(qū)別。解：按照計(jì)算機(jī)的效率、速度、價(jià)格和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性可以將計(jì)算機(jī)劃分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。通用計(jì)算機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，但犧牲了效率、速度和經(jīng)濟(jì)性，而

15、專用計(jì)算機(jī)是最有效、最經(jīng)濟(jì)和最快的計(jì)算機(jī)，但適應(yīng)性很差。例如個(gè)人電腦和計(jì)算器。 什么是摩爾定律該定律是否永遠(yuǎn)生效為什么解：Gordon Moore提出的“微芯片上集成的晶體管的數(shù)目每3年翻兩番”的規(guī)律，這就是人們常稱的Moore（摩爾）定律。該定律不能永遠(yuǎn)生效。原因有：其一，硅芯片的集成度要受其物理極限的制約，集成度不可能永無止境地提高；其二由于芯片集成度提高時(shí)，其制作成本也在不斷提高；其三，隨著集成度的提高，微處理器內(nèi)部的功耗、散熱、線延遲等一系列的問題將難以解決。所以該定律不能永久生效。 舉3個(gè)實(shí)例，說明網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。解：例1：電子商務(wù)。電子商務(wù)的應(yīng)用中，任何一個(gè)組織結(jié)構(gòu)可利用Inter

16、net來改變他們與客戶、供應(yīng)商、業(yè)務(wù)伙伴和內(nèi)部員工的交流，也可以認(rèn)為是消費(fèi)者、銷售者和結(jié)算部門之間利用Internet完成商品采購和支付的過程。例2：網(wǎng)絡(luò)教育。通過網(wǎng)絡(luò)教育的應(yīng)用，學(xué)生受教育可以不受時(shí)間、空間和地域的限制，通過網(wǎng)絡(luò)延伸到全球的每個(gè)角落，建立真正意義上的開放式虛擬學(xué)校，每個(gè)學(xué)生可以在任意時(shí)刻、任意地點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)自由地學(xué)習(xí)。例3：敏捷制造。敏捷制造的應(yīng)用中，當(dāng)出現(xiàn)某種市場機(jī)遇時(shí)，由于敏捷制造基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所形成的虛擬企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)絡(luò)若干個(gè)具有核心組織者，他們以各自的資金、技術(shù)、廠房、設(shè)備等優(yōu)勢，通過國家的法律和彼此的合同，組建成一個(gè)虛擬企業(yè)。該企業(yè)不必有集中的辦公場地和固定的組織機(jī)構(gòu)，完

17、全通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的技術(shù)設(shè)計(jì)、制造、網(wǎng)上銷售和網(wǎng)上服務(wù)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，以最優(yōu)化的組合、最低的成本獲取最大的利潤。 舉例說明人工智能方面的應(yīng)用有哪些答：模式識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域：圖像處理技術(shù)，圖像識(shí)別技術(shù)等。文字、語音識(shí)別、語言翻譯應(yīng)用領(lǐng)域：手寫體的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)，語音錄入計(jì)算機(jī)的軟件，文字、語言翻譯機(jī)等。專家系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域：遠(yuǎn)程虛擬治療，虛擬課堂，虛擬考試等。機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域：海底探測，智能機(jī)器人等。 舉例說明哪些計(jì)算機(jī)的應(yīng)用需采用多媒體技術(shù)。解：（1）通信：例如視頻會(huì)議技術(shù)；（2）產(chǎn)品展示：其實(shí)就是廣告行業(yè)；（3）軍事：飛行仿真訓(xùn)練系統(tǒng)、視景仿真；（4）辦公自動(dòng)化：移動(dòng)多媒體辦公自動(dòng)化系統(tǒng)；（5）

18、創(chuàng)作：主要應(yīng)用在影視作品中，如合成音樂、電子動(dòng)畫；（6）教育：遠(yuǎn)程教育，虛擬演播室。 設(shè)想一下計(jì)算機(jī)的未來。解：計(jì)算機(jī)技術(shù)是世界上發(fā)展最快的科學(xué)技術(shù)之一，產(chǎn)品不斷升級(jí)換代。當(dāng)前計(jì)算機(jī)正朝著巨型化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)本身的性能越來越優(yōu)越，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。21世紀(jì)除了人們繼續(xù)追求超級(jí)智能計(jì)算機(jī)的問世外，更引人注目的是價(jià)格低廉、使用方便、體積更小、外形多變、具有人性化的計(jì)算機(jī)的研究和應(yīng)用。在普及型的計(jì)算機(jī)發(fā)展同時(shí)，大型系統(tǒng)也將獲得巨大發(fā)展，將來由低價(jià)、通用的多處理機(jī)組成的群機(jī)系統(tǒng)來代替單一的大型系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展主要有多極化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體化的特點(diǎn)。未來計(jì)算機(jī)

19、發(fā)展方向有量子計(jì)算機(jī)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，化學(xué)、生物計(jì)算機(jī)和光計(jì)算機(jī)等。第3章 系統(tǒng)總線 什么是總線總線傳輸有何特點(diǎn)為了減輕總線負(fù)載，總線上的部件應(yīng)具備什么特點(diǎn)解：總線是連接多個(gè)部件的信息傳輸線，是各部件共享的傳輸介質(zhì)?？偩€傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是：某一時(shí)刻，只允許有一個(gè)部件向總線發(fā)送信息，而多個(gè)部件可以同時(shí)從總線上接受相同的信息。為了減輕總線負(fù)載，總線上的部件應(yīng)通過三態(tài)驅(qū)動(dòng)緩沖電路與總線連通?？偩€如何分類什么是系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線又分幾類它們各有何作用是單向的還是雙向的它們與機(jī)器字長、存儲(chǔ)字長、存儲(chǔ)單元有何關(guān)系解：總線的分類：（1）按數(shù)據(jù)傳送方式分：并行傳輸總線和串行傳輸總線；（2）按總線的使用范圍分：計(jì)算機(jī)總

20、線、測控總線、網(wǎng)絡(luò)通信總線等；（3）按連接部件分：片內(nèi)總線、系統(tǒng)總線和通信總線。系統(tǒng)總線是指CPU、主存、I/O設(shè)備（通過I/O接口）各大部件之間的信息傳輸線，又叫板級(jí)總線和板間總線。按系統(tǒng)總線傳輸信息不同，可分為3類：數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。（1）數(shù)據(jù)總線：數(shù)據(jù)總線是用來傳輸各功能部件之間的數(shù)據(jù)信息，它是雙向傳輸總線，其位數(shù)與機(jī)器字長、存儲(chǔ)字長有關(guān)，一般為8位、16位或32位。（2）地址總線：地址總線主要是用來指出數(shù)據(jù)總線上的源數(shù)據(jù)或目的數(shù)據(jù)在主存單元的地址。地址總線上的代碼是用來指明CPU欲訪問的存儲(chǔ)單元或I/O端口的地址，由CPU輸出，是單向的，地址線的位數(shù)與存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)有關(guān)，如

21、地址線有20根，則對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)為220。（3）控制總線：控制總線是用來發(fā)出各種控制信號(hào)的傳輸線，使各部件能在不同時(shí)刻占有總線使用權(quán)，控制總線還起到監(jiān)視各部件狀態(tài)的作用。對(duì)任一控制線而言，其傳輸是單向的，但對(duì)于控制總線總體來說，可認(rèn)為是雙向的。常用的總線結(jié)構(gòu)有幾種不同的總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)的性能有什么影響舉例說明。解：總線結(jié)構(gòu)通常有單總線結(jié)構(gòu)和多總線結(jié)構(gòu)。（1）單總線結(jié)構(gòu)是將CPU、主存、I/O設(shè)備（通過I/O接口）都掛在一組總線上，允許I/O設(shè)備之間、I/O設(shè)備與CPU之間或I/O設(shè)備與主存之間直接交換信息。這種結(jié)構(gòu)簡單，也便于擴(kuò)充，但是所有的傳送都通過這組共享總線，易形成瓶頸。這類總線多數(shù)

22、為小型機(jī)或微型機(jī)所采用。（2）多總線結(jié)構(gòu)又分為雙總線結(jié)構(gòu)、三總線結(jié)構(gòu)和四總線結(jié)構(gòu)。將速率不同的I/O設(shè)備進(jìn)行分類，然后將它們連接在不同的通道（具有特殊功能的處理器）上，那么計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的利用率將會(huì)更高，由此發(fā)展成多總線結(jié)構(gòu)。舉例：PCI總線結(jié)構(gòu)PCI總線ISA、EISACPU存儲(chǔ)器33PCI橋標(biāo)準(zhǔn)總線控制器SCSI 控制器8MHz的16位數(shù)據(jù)通路圖文傳真Modem33MHz的32位數(shù)據(jù)通路多媒體高速局域網(wǎng)高性能圖形圖 PCI總線結(jié)構(gòu)由圖可見，PCI總線是通過PCI橋路與CPU總線相連。為什么要設(shè)置總線判優(yōu)控制常見的集中式總線控制有幾種各有何特點(diǎn)哪種方式響應(yīng)時(shí)間最快哪種方式對(duì)電路故障最敏感解：總線

23、判優(yōu)控制（或稱仲裁邏輯）解決多個(gè)部件同時(shí)申請(qǐng)總線時(shí)的使用權(quán)分配問題，分為集中式和分布式兩種，前者將控制邏輯集中在一處（如在CPU中），后者將控制邏輯分散在與總線連接的各個(gè)部件或設(shè)備上。常見的集中式總線控制有三種：鏈?zhǔn)讲樵?、?jì)數(shù)器定時(shí)查詢、獨(dú)立請(qǐng)求；特點(diǎn)：鏈?zhǔn)讲樵兎绞竭B線簡單，易于擴(kuò)充，對(duì)電路故障最敏感；計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式優(yōu)先級(jí)設(shè)置較靈活，對(duì)故障不敏感，連線及控制過程較復(fù)雜；獨(dú)立請(qǐng)求方式速度最快，但硬件器件用量大，連線多，成本較高。解釋下列概念：總線寬度、總線帶寬、總線復(fù)用、總線的主設(shè)備（或主模塊）、總線的從設(shè)備（或從模塊）、總線的傳輸周期和總線的通信控制。解：總線寬度：通常指數(shù)據(jù)總線的根數(shù)；總

24、線帶寬：總線的數(shù)據(jù)傳輸率，指單位時(shí)間內(nèi)總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)；總線復(fù)用：指同一條信號(hào)線可以分時(shí)傳輸不同的信號(hào)。總線的主設(shè)備（主模塊）：指一次總線傳輸期間，擁有總線控制權(quán)的設(shè)備（模塊）；總線的從設(shè)備（從模塊）：指一次總線傳輸期間，配合主設(shè)備完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備（模塊），它只能被動(dòng)接受主設(shè)備發(fā)來的命令；總線的傳輸周期：指總線完成一次完整而可靠的傳輸所需時(shí)間；總線的通信控制：指總線傳送過程中雙方的時(shí)間配合方式。試比較同步通信和異步通信。解：同步通信：指通信雙方由統(tǒng)一時(shí)標(biāo)控制數(shù)據(jù)傳送的通信，控制方式簡單，靈活性差，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時(shí)，總線工作效率明顯下降。適合于總線長度較短、各部件存取時(shí)間比

25、較一致的場合。異步通信：指沒有統(tǒng)一時(shí)鐘控制的通信，部件間采用應(yīng)答方式進(jìn)行聯(lián)系，控制方式較同步復(fù)雜，靈活性高，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時(shí)，有利于提高總線工作效率。畫圖說明異步通信中請(qǐng)求與回答有哪幾種互鎖關(guān)系解：有三種：不互鎖方式、半互鎖方式和全互鎖方式。請(qǐng)求回答請(qǐng)求回答請(qǐng)求回答（a）不互鎖 （b）半互鎖 （c）全互鎖圖 異步通信中請(qǐng)求與回答的幾種互鎖關(guān)系為什么說半同步通信同時(shí)保留了同步通信和異步通信的特點(diǎn)解：半同步通信既能像同步通信那樣由統(tǒng)一時(shí)鐘控制，又能像異步通信那樣允許傳輸時(shí)間不一致，因此工作效率介于兩者之間。分離式通信有何特點(diǎn)，主要用于什么系統(tǒng)解：（1）各模塊欲占用總線使用權(quán)都必須提

26、出申請(qǐng)；（2）在得到總線使用權(quán)后，主模塊在限定的時(shí)間內(nèi)向?qū)Ψ絺魉托畔?，采用同步方式傳送，不再等待?duì)方的回答信號(hào)；（3）各模塊在準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的過程中都不占用總線，使總線可接受其他模塊的請(qǐng)求；（4）總線被占用時(shí)都在做有效工作，或者通過它發(fā)送命令，或者通過它傳送數(shù)據(jù)，不存在空閑等待時(shí)間，充分地利用了總線的有效占用，從而實(shí)現(xiàn)了總線在多個(gè)主、從模塊間進(jìn)行信息交叉重疊并行式傳送，這對(duì)大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是極為重要的。什么是總線標(biāo)準(zhǔn)為什么要設(shè)置總線標(biāo)準(zhǔn)你知道目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有哪些什么叫plug and play哪些總線有這一特點(diǎn)解：所謂總線標(biāo)準(zhǔn)，可視為系統(tǒng)與各模塊、模塊與模塊之間的一個(gè)互連的標(biāo)準(zhǔn)界面。總線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置主要解決不同廠家各類模塊化產(chǎn)品的兼容問題；目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有：ISA、EISA、PCI等；plug and play：即插即用，EISA、PCI等具有此功能。畫一個(gè)具有雙向傳送功能的總線邏輯圖。  D7D6D0D0D6D7CPU至I/OI/O至CPU圖 具有雙向傳送功能的總線邏輯圖 設(shè)數(shù)據(jù)總線上接有A、B、C、D四個(gè)寄存器