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文檔簡介

1、(一)說明計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。計算機系統(tǒng)可分為:微程序機器級,一般機器級(或稱機器語言級),操作系統(tǒng)級,匯編語 言級,高級語言級。(二)請說明SRAM的組成結(jié)構(gòu),與 SRAM相比,DRAM在電路組成上有什么不同之處SRAM存儲器由存儲體、讀寫電路、地址譯碼電路、控制電路組成,DRAM還需要有動態(tài)刷新電路。(三)請說明程序查詢方式與中斷方式各自的特點。程序查詢方式,數(shù)據(jù)在 CPU和外圍設(shè)備之間的傳送完全靠計算機程序控制,優(yōu)點是硬件結(jié)構(gòu)比較簡單,缺點是 CPU效率低,中斷方式是外圍設(shè)備用來“主動”通知CPU準(zhǔn)備輸入輸出的一種方法,它節(jié)省了 CPU時間,但硬件結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些。(四)簡要描述外設(shè)進

2、行 DMA操作的過程及 DMA方式的主要優(yōu)點。(1)外設(shè)發(fā)出DMA請求;(2)CPU響應(yīng)請求,DMA控制器從CPU接管總線的控制;(3) 由DMA控制器執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送操作; (4 )向CPU報告DMA操作結(jié)束。主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 速度快(五)在寄存器一寄存器型,寄存器一存儲器型和存儲器一存儲器型三類指令中,哪類指令的執(zhí)行時間最長哪類指令的執(zhí)行時間最短為什么寄存器-寄存器型執(zhí)行速度最快,存儲器-存儲器型執(zhí)行速度最慢。因為前者操作數(shù)在寄存器中,后者操作數(shù)在存儲器中, 而訪問一次存儲器所需的時間一般比訪問一次寄存器所需時間長。(六)什么是存儲保護通常采用什么方法當(dāng)多個用戶共享主存時,為使系統(tǒng)能正常工作

3、,應(yīng)防止由于一個用戶程序出錯而破壞其它用 戶的程序和系統(tǒng)軟件,還要防止一個用戶程序不合法的訪問不是分給它的主存區(qū)域。為此, 系統(tǒng)提供存儲保護。通常采用的方法是:存儲區(qū)域保護和訪問方式保護。(七)說明計數(shù)器定時查詢工作原理。計數(shù)器定時查詢方式工作原理:總線上的任一設(shè)備要求使用總線時,通過BR線發(fā)出總線請求。總線控制器接到請求信號以后,在BS線為“ 0”的情況下讓計數(shù)器開始計數(shù),計數(shù)值通過一組地址線發(fā)向各設(shè)備。每個設(shè)備接口都有一個設(shè)備地址判別電路,當(dāng)?shù)刂肪€上的計數(shù)值與請求總線的設(shè)備相一致時,該設(shè)備置“1” BS線,獲得總線使用權(quán),此時中止計數(shù)查詢。(八)什么是刷新存儲器其存儲容量與什么因素有關(guān)為了

4、不斷提供刷新圖像的信號,必須把一幀圖像信息存儲在刷新存儲器,也叫視頻存儲器。其存儲容量由圖像灰度級決定。分辨率越高,灰度級越多,刷新存儲器容量越大。(九)什么是指令周期什么是機器周期什么是時鐘周期三者有什么關(guān)系指令周期是指取出并執(zhí)行一條指令的時間,指令周期常常用若干個 CPU周期數(shù)來表示,CPU周期也稱為機器周期,而一個 CPU周期又包含若干個時鐘周期(也稱為節(jié)拍脈沖或T周期)(十)簡述CPU的主要功能。CPU主要有以下四方面的功能:(1)指令控制:程序的順序控制,稱為指令控制。(2)操作控制:CPU管理并產(chǎn)生由內(nèi)存取出的每條指令的操作信號,把各種操作信號送往相應(yīng)部件,從而控制這些部件按指令的

5、要求進行動作。(3)時間控制:對各種操作實施時間上的控制,稱為時間控制。(4)數(shù)據(jù)加工:對數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算和邏輯運算處理,完成數(shù)據(jù)的加工處理(一)舉出CPU中6個主要寄存器的名稱及功能CPU有以下寄存器:(1)指令奇存器(IR用來保存當(dāng)刖止在執(zhí)行的一條指令。(2)程序計數(shù)器(PC):用來確定下一條指令的地址。(3)地址寄存器(AR):用來保存當(dāng)前 CPU所訪問的內(nèi)存單元的地址。(4)緩沖寄存器(DR):<1>作為CPU和內(nèi)存、外部設(shè)備之間信息傳送的中轉(zhuǎn)站。<2>補償CPU和內(nèi)存、外圍設(shè)備之間在操作速度上的差別。<3>在單累加器結(jié)構(gòu)的運算器中,緩沖寄存器還可兼

6、作為操作數(shù)寄存器。(5)通用寄存器(AC):當(dāng)運算器的算術(shù)邏輯單元( ALU)執(zhí)行全部算術(shù)和邏輯運算時, 為ALU提供一個工作區(qū)。(6) 狀態(tài)條件寄存器: 保存由算術(shù)指令和邏輯指令運行或測試的結(jié)果建立的各種條件碼內(nèi) 容。除此之外,還保存中斷和系統(tǒng)工作狀態(tài)等信息,以便使CPU 和系統(tǒng)能及時了解機器運行狀態(tài)和程序運行狀態(tài)。(十二)CPU管理外圍設(shè)備有幾種方式CPU 管理外圍設(shè)備有五種方式:( 1)程序查詢方式( 2)程序中斷方式( 3)直接內(nèi)存訪問( DMA )方式( 4)通道方式( 5)外圍處理機方式(十三)指令和數(shù)據(jù)都存在內(nèi)存,CPU如何從時間和空間上區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)時間上講, 取指令事

7、件發(fā)生在 “取指周期” ,取數(shù)據(jù)事件發(fā)生在 “執(zhí)行周期” 。從空間上講, 從內(nèi)存讀出的指令流流向控制器 (指令寄存器)。從內(nèi)存讀出的數(shù)據(jù)流流向運算器(通用寄 存器)。(十四)CPU響應(yīng)中斷應(yīng)具備哪些條件(1) 在CPU內(nèi)部設(shè)置的中斷屏蔽觸發(fā)器必須是開放的。(2) 外設(shè)有中斷請求時,中斷請求觸發(fā)器必須處于“1”狀態(tài),保持中斷請求信號。(3) 外設(shè)(接口)中斷允許觸發(fā)器必須為“1 ” ,這樣才能把外設(shè)中斷請求送至CPU。(4) 當(dāng)上述三個條件具備時, CPU在現(xiàn)行指令結(jié)束的最后一個狀態(tài)周期響應(yīng)中斷.(十五)什么是RISCRIS指令系統(tǒng)的特點是什么RISC是精簡指令系統(tǒng)計算機,它有以下特點:(1)

8、選取使用頻率最高的一些簡單指令,以及很有用但不復(fù)雜的指令。( 2)指令長度固定,指令格式種類少,尋址方式種類少。(3) 只有取數(shù) /存數(shù)指令訪問存儲器,其余指令的操作都在寄存器之間進行。(4) 大部分指令在一個機器周期內(nèi)完成。(5) CPU中通用寄存器數(shù)量相當(dāng)多。( 6)以硬布線控制為主,不用或少用微指令碼控制。(7) 一般用高級語言編程,特別重視編譯優(yōu)化工作,以減少程序執(zhí)行時間。(十六)什么是CISCCISC旨令系統(tǒng)的特點是什么CISC是復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機的英文縮寫。其特點是:(1) 指令系統(tǒng)復(fù)雜龐大,指令數(shù)目一般多達(dá)2、3 百條。(2) 尋址方式多(3) 指令格式多(4) 指令字長不固定(

9、5) 可訪存指令不加限制(6) 各種指令使用頻率相差很大(7) 各種指令執(zhí)行時間相差很大(8) 大多數(shù)采用微程序控制器(十七)主存儲器的性能指標(biāo)有哪些含義是什么 存儲器的性能指標(biāo)主要是存儲容量 . 存儲時間、 存儲周期和存儲器帶寬。 在一個存儲器中可 以容納的存儲單元總數(shù)通常稱為該存儲器的存儲容量。 存取時間又稱存儲訪問時間, 是指從 啟動一次存儲器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時間。 存儲周期是指連續(xù)兩次獨立的存儲器操作(如連續(xù)兩次讀操作) 所需間隔的最小時間。 存儲器帶寬是指存儲器在單位時間中的數(shù)據(jù)傳 輸速率。(十八)何謂“總線仲裁”一般采用何種策略進行仲裁,簡要說它們的應(yīng)用環(huán)境。 連接到總線上

10、的功能模塊有主動和被動兩種形態(tài)。 主方可以啟動一個總線周期, 而從方只能 響應(yīng)主方的請求。 每次總線操作, 只能有一個主方占用總線控制權(quán), 但同一時間里可以有一 個或多個從方。除 CPU模塊外,I/O功能模塊也可以提出總線請求。為了解決多個主設(shè)備同 時競爭總線控制權(quán), 必須具有總線仲裁部件, 以某種方式選擇其中一個主設(shè)備作為總線的下 一次主方。一般來說,采用優(yōu)先級或公平策略進行仲裁。在多處理器系統(tǒng)中對CPU模塊的總線請求采用公平原則處理,而對 I/O 模塊的總線請求采用優(yōu)先級策略。(十九)說明總線結(jié)構(gòu)對計算機系統(tǒng)性能的影響。( 1 )最大存儲容量單總線系統(tǒng)中,最大內(nèi)存容量必須小于由計算機字長所

11、決定的可能的地址總線。雙總線系統(tǒng)中,存儲容量不會受到外圍設(shè)備數(shù)量的影響(2)指令系統(tǒng) ,雙總線系統(tǒng),必須有專門的 I/O 指令系統(tǒng) .單總線系統(tǒng),訪問內(nèi)存和 I/O 使用 相同指令(3)吞吐量 ,總線數(shù)量越多,吞吐能力越大 . (二十)集中式仲裁有幾種方式 有三種方式:鏈?zhǔn)讲樵兎绞?、計?shù)器定時查詢方式、獨立請求方式。 (二十一)總線的一次信息傳送過程大致分哪幾個階段 分五個階段: 請求總線、 總線仲裁、 尋址(目的地址) 、信息傳送、 狀態(tài)返回 (或錯誤報告) 。 (二十二)一個計算機系統(tǒng)中的總線,大致分為哪幾類一個計算機系統(tǒng)中的總線分為三類:(1)同一部件如 CPU 內(nèi)部連接各寄存器及運算部

12、件之間的總線,稱為內(nèi)部總線。同一臺計算機系統(tǒng)的各部件,如CPU內(nèi)存、通道和各類I/O接口間互相連接的總線,稱為系統(tǒng)總線 (3)多臺處理機之間互相連接的總線,稱為多機系統(tǒng)總線。(二十三)一個較完善的指令系統(tǒng)應(yīng)包括哪幾類 包括:數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運算指令、邏輯運算指令、程序控制指令、輸入輸出指令、堆棧 指令、字符串指令、特權(quán)指令等。(二十四)外圍設(shè)備的 I/O 控制方式分哪幾類各具什么特點 外圍設(shè)備的 I/O 控制方式分類及特點:(1 )程序查詢方式: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(2)程序中斷方式: 一般適用于隨機出現(xiàn)的服務(wù), 且一旦提出要求應(yīng)立即進行, 節(jié)省了 CP

13、U 的時間,但硬件結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些。(3)直接內(nèi)存訪問( DMA )方式:數(shù)據(jù)傳輸速度很高,傳輸速率僅受內(nèi)存訪問時間的限制。 需更多硬件,適用于內(nèi)存和高速外設(shè)之間大批交換數(shù)據(jù)的場合。(4)通道方式: 可以實現(xiàn)對外設(shè)的統(tǒng)一管理和外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送,大大提高了 CPU的工作效率。(5)外圍處理機方式:通道方式的進一步發(fā)展,基本上獨立于主機工作,結(jié)果更接近一般 處理機。(二十五)簡要說明通用 I/O標(biāo)準(zhǔn)接口 SCSI的性能特點。解:(1)SCS接口總線有8條數(shù)據(jù)線、1條奇偶校驗線、9條控制線組成。使用 50芯電纜, 規(guī)定了兩種電氣條件:單端驅(qū)動和差分驅(qū)動。( 2)總線時鐘頻率高 .(3) SC

14、SI接口總線以菊花鏈形式最多可接8臺設(shè)備。(4) 每個SCS設(shè)備有自己唯一的設(shè)備號 ID=O 7。ID=7的設(shè)備有最高優(yōu)先 權(quán),ID=O的設(shè) 備優(yōu)先權(quán)最低。采用分布式總線仲裁策略。(5) SCS設(shè)備是指連接在 SCS總線上的智能設(shè)備,即除主適配器HBA外,其他SCS設(shè)備 實際是外設(shè)的適配器或控制器。(6)SCS 設(shè)備是智能設(shè)備,對 SCS 總線以至主機屏蔽了實際外設(shè)的固有物理屬性,設(shè)備間 可用一套標(biāo)準(zhǔn)命令進行數(shù)據(jù)傳送。(7)SCS 設(shè)備間是一種對等關(guān)系,而不是主從關(guān)系。(二十六)何謂 CRT的顯示分辨率、灰度級 分辨率是指顯示器所能表示的像素個數(shù)。 像素越密,分辨率越高, 圖像越清晰。分辨率取

15、決 于顯像管熒光粉的粒度、熒光屏的尺寸和CRT電子束的聚焦能力。同時刷新存儲器要有與顯示像素數(shù)相對應(yīng)的存儲空間,用來存儲每個像素的信息。 灰度級是指黑白顯示器中所顯示的像素點的亮暗差別,在彩色顯示器中則表現(xiàn)為顏色的不 同?;叶燃壴蕉?,圖像層次越清楚逼真。(二十七)什么是閃速存儲器它有哪些特點閃速存儲器是高密度、 非易失性的讀 /寫半導(dǎo)體存儲器。 從原理上看, 它屬于 ROM 型存儲器, 但是它又可隨機改寫信息;從功能上看,它又相當(dāng)于RAM,所以傳統(tǒng)ROM與RAM的定義和劃分已失去意義。因而它是一種全新的存儲器技術(shù)。閃速存儲器的特點:(1)固有的非易失性( 2)廉價的高密度( 3)可直接執(zhí)行(

16、4)固態(tài)性能。(二十八)比較水平微指令與垂直微指令的優(yōu)缺點。( 1 )水平型微指令并行操作能力強、效率高、靈活性強,垂直型微指令則較差。(2)水平型微指令執(zhí)行一條指令的時間短,垂直型微指令執(zhí)行時間長。(3)由水平型微指令解釋指令的微程序,具有微指令字比較長,但微程序短的特點,而垂 直型微指令正好相反。(4)水平型微指令用戶難以掌握,而垂直型微指令與指令比較相似,相對來說比較容易掌 握。(二十九) DRAM 存儲器采用何種方式刷新有哪幾種常用的刷新方式DRAM 采用讀出方式進行刷新。因為讀出過程中恢復(fù)了存儲單元的 MOS 柵極電容電荷,并 保持原單元的內(nèi)容, 所以讀出過程就是再生過程。 常用的刷新方式由三種: 集中式、 分散式、 (三十)什么叫指令什么叫指令系統(tǒng)指令就是要計算機執(zhí)行某種操作的命令。 一臺計算機中所有機器指令的集合, 稱為這臺計算 機的指令系統(tǒng)。(三十一) 比較選擇型 DMA 控制器與多路型 DMA 控制器選擇型 DMA 控制器特別適合數(shù)據(jù)傳送率很高以至接近內(nèi)存存取速度的設(shè)備,而不適用慢速 設(shè)備;而多路型 DMA 控制器卻適合于同時為多個慢速外設(shè)服務(wù)。 選擇型 DMA 控制器在物 理上可以連接多個設(shè)備, 而邏輯上只允許接一個設(shè)備; 而多路型不僅在物理上可連接多個外 設(shè),而且在邏輯上也允許這些外設(shè)同時工作。 選擇型以數(shù)

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