計算機(jī)期末考試簡答題復(fù)習(xí)及答案

計算機(jī)期末考試簡答題復(fù)習(xí)及答案計算機(jī)期末考試簡答題復(fù)習(xí)及答案計算機(jī)期末考試簡答題復(fù)習(xí)及答案計算機(jī)期末考試簡答題復(fù)習(xí)及答案編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:計算機(jī)期末考試簡答題復(fù)習(xí)1.在定點(diǎn)機(jī)中采用單符號位，如何判斷補(bǔ)碼加減運(yùn)算是否溢出，有幾種方案？

答：定點(diǎn)機(jī)中采用單符號位判斷補(bǔ)碼加減運(yùn)算是否溢出有兩種方案。(1)參加運(yùn)算的兩個操作數(shù)(減法時減數(shù)需連同符號位在內(nèi)每位取反，末位加1)符號相同，結(jié)果的符號又與操作數(shù)的符號不同，則為溢出。(2)求和時最高位進(jìn)位與次高位進(jìn)位異或結(jié)果為1時，則為溢出。2.試比較RAM和ROM答：RAM是隨機(jī)存取存儲器，在程序的執(zhí)行過程中既可讀出又可寫人ROM是只讀存儲器，在程序執(zhí)行過程中只能讀出信息，不能寫人信息。3.試比較靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM答：靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM都屬隨機(jī)存儲器，即在程序的執(zhí)行過程中既可讀出又可寫人信息。但靜態(tài)RAM靠觸發(fā)器原理存儲信息只要電源不掉電，信息就不丟失;動態(tài)RAM靠電容存儲電荷原理存儲信息，即使電源不掉電，由于電容要放電，信息也會丟失，故需再生。4.存儲器的主要功能是什么如何衡量存儲器的性能為什么要把存儲系統(tǒng)分成若干不同的層次主要有哪些層次答：存儲器的主要功能是存放程序或各類數(shù)據(jù)。通常用存儲容量、存取周期以及存儲器的帶寬(每秒從存儲器讀出或?qū)懭攵M(jìn)制代碼的位數(shù))三項指標(biāo)來反映存儲器的性能。為了擴(kuò)大存儲器容量和提高訪存速度，將存儲系統(tǒng)分成若于不同層次，有Cache－主存層次和主存－輔存層次。前者為使存儲器與CPU速度匹配，在CPU和主存之間增設(shè)Cache高速緩沖存儲器，其容量比主存小，速度比主存快，用來存放CPU最近期要用的信息，CPU可直接從Cache中取到信息，從而提高了訪存速度。后者為擴(kuò)大存儲器容量，把主存和輔存統(tǒng)一成一個整體，從整體上看，速度取決于主存，容量取決于輔存，稱為虛存。CPU只與主存交換信息，但程序員可用指令地址碼進(jìn)行編程，其位數(shù)與虛存的地址空間對應(yīng)。5.什么是刷新刷新有幾種方式簡要說明之答：動態(tài)RAM靠電容存儲電荷原理存儲信息，電容上的電荷要放電，信息即丟失。為了維持所存信息，需在一定時間(2ms)內(nèi)，將所存信息讀出再重新寫人(恢復(fù))，這一過程稱為刷新，刷新是一行一行進(jìn)行的，由UPU自動完成。刷新通常可分集中刷新和分散刷新兩種。集中刷新即在2ms時間內(nèi)，集中一段時間對存儲芯片的每行刷新一遍，在這段時間里不能對存儲器進(jìn)行訪問，即所謂死時間。分散刷新是將存儲系統(tǒng)周期分為兩半，前半段時間用來進(jìn)行讀/寫操作，后半段時間用來進(jìn)行刷新操作，顯然整個系統(tǒng)的速度降低了，但分散刷新沒有存儲器的死時間。還可將這兩種刷新結(jié)合起來，即異步刷新，這種刷新可在2ms時間內(nèi)對存儲芯片的每一行刷新一遍，兩行之間的刷新間隔時間為2ms/芯片的行數(shù)。6.存儲芯片內(nèi)的地址譯碼有幾種方式？是分析它們各自的特點(diǎn)及應(yīng)用場合。

答：存儲芯片內(nèi)的地址譯碼有兩種方式，一種是線選法，適用于地址線較少的芯片。其特點(diǎn)是地址信號只須經(jīng)過一個方向的譯碼就可選中某一存儲單元的所有位。另一種是重合法(雙重譯碼)，適用于地址線較多的芯片。其特點(diǎn)是地址線分成兩組，分別經(jīng)行、列兩個方向譯碼，只有行、列兩個方向均選中的存儲元才能進(jìn)行讀/寫。7.簡述主存的讀/寫過程答：主存儲器的讀出過程是:CPU先給出地址信號，然后給出片選(通常受CPU訪存信號控制)信號和讀命令，這樣就可將被選中的存儲單元內(nèi)的各位信息讀至存儲芯片的數(shù)據(jù)線上。主存儲器的寫人過程是:CPU先給出地址信號，然后給出片選(通常受CPU訪存信號控制)信號和寫命令，并將欲寫人的信息送至存儲器的數(shù)據(jù)線上，這樣，信息便可寫人到被選中的存儲單元中。8.提高訪存速度可采取哪些措施？

答：提高訪存速度可采取三種措施。(1)采用高速器件，選用存取周期短的芯片，可提高存儲器的速度。(2)采用Cache,CPU將最近期要用的信息先調(diào)人Cache，而Cache的速度比主存快得多，這樣CPU每次只需從Cache中取出(或存人)信息，從而縮短了訪存時間，提高了訪存速度。(3)調(diào)整主存結(jié)構(gòu)，如采用單體多字結(jié)構(gòu)(在一個存取周期內(nèi)讀出多個存儲字，可增加存儲器的帶寬)，或采用多體結(jié)構(gòu)存儲器(參考第16題答案)。9.什么是快速緩沖存儲器，它與主存有什么關(guān)系？

答：快速緩沖存儲器是為了提高訪存速度，在CPU和主存之間增設(shè)的高速存儲器，它對用戶是透明的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調(diào)人緩存，這樣CPU每次只需訪問快速緩存就可達(dá)到訪問主存的目的，從而提高了訪存速度。主存的信息調(diào)人緩存要根據(jù)一定的算法，由CPU自動完成。凡是主存和緩存已建立了對應(yīng)關(guān)系的存儲單元，它們的內(nèi)容必須保持一致，故凡是寫人緩存的信息也必須寫至與緩存單元對應(yīng)的主存單元中.10.什么是“程序訪問的局部性”存儲系統(tǒng)中哪一級采用了程序訪問的局部性原理

答：所謂程序訪問的局部性即程序執(zhí)行時對存儲器的訪問是不均勻的，這是由于指令和數(shù)據(jù)在主存的地址分布不是隨機(jī)的，而是相對地簇聚。存儲系統(tǒng)的Cache-主存級和主存-輔存級都用到程序訪問的局部性原理。對Cache-主存級而言，把CPU最近期執(zhí)行的程序放在容量較小、速度較高的Cache中。對主存-輔存級而言，把程序中訪間頻度高、比較活躍的部分放在主存中，這樣既提高了訪存的速度又?jǐn)U大了存儲器的容量。11.使用4K*8位的RAM芯片組成一個容量為8K*16位的存儲器，畫出結(jié)構(gòu)框圖，并標(biāo)明途中信號線的種類、方向和條數(shù)。答：用4片4K×8位的RAM芯片可組成容量為8K×16位的存儲器，其結(jié)構(gòu)框圖如圖5.1所示。12.設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用作為訪存控制信號（低電平有效），用作為讀/寫控制信號（高電平為讀，低電平為寫）?，F(xiàn)有下列存儲芯片：1K*4位RAM，4K*8位RAM，2K*8位ROM以及74138億馬奇和各種門電路，如圖4.14所示。畫出CPU與存儲芯片的連接圖，要求：（1）主存地址空間分配：8000H-87FFH微系統(tǒng)程序區(qū)；8800H-8BFFH為用戶程序區(qū)。（2）合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片。（3）詳細(xì)畫出存儲芯片的片選邏輯。答：根據(jù)主存地址空間分配，選出所用芯片類型及數(shù)量。即A15…A11…A7…A3…A010000000000000002K×8位ROM1片100010111111111110001000000000001K×4位RAM2片100010111111111110101100000000001K×4位RAM2片1010111111111111CPU與存儲芯片的連接圖如圖5.2所示。圖5.2第11題答案13.在32題給出的條件下，畫出CPU與存儲芯片的連接圖，要求；（1）主存地址空間分配：A000-A7FFH微系統(tǒng)程序區(qū)；A800H-AFFH為用戶程序區(qū)。（2）合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片，并寫出每片存儲芯片的二進(jìn)制地址范圍。（3）詳細(xì)畫出存儲芯片的片選邏輯。答：.根據(jù)主存地址空間分配，對應(yīng)A000H@@A7FFH系統(tǒng)程序區(qū)，選用一片2Kx8位RAM芯片;對應(yīng)A80f1H一AFFFH用戶程序區(qū)，選用4片1Kx4位RAM芯片。每片存儲芯片的地址范圍如下。CPU與存儲芯片的連接圖如圖5.3所示。A15…A11…A7…A3…A010100000000000002K×8位ROM1片101001111111111110101000000000001K×4位RAM2片101010111111111110101100000000001K×4位RAM2片1010111111111111圖5.3第12題答案14.一個較完善的指令系統(tǒng)應(yīng)包括哪幾類指令？

答：包括數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算指令、程序控制指令、輸入/輸出指令、堆棧指令、字符串操作指令、特權(quán)指令等。15.在寄存器-寄存器型、寄存器-存儲器型和存儲器-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)行時間最短為什么答：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要的時間一般比訪問一次寄存器所需要的時間長。16.簡述微程序控制器和組合邏輯（硬布線）控制器哪一種速度更快為什么

答：組合邏輯（硬布線）控制器的速度更快。因為微程序控制器使每條機(jī)器指令都轉(zhuǎn)化為一段微程序，并存儲在控制存儲器內(nèi)。微操作序列有微指令形成。增加了一級控制存儲器，所以速度變慢。17.指令和數(shù)據(jù)均放在主存中，CPU如何從時間和空間兩個方面對它們加以區(qū)別？

答：從時間上將，取指令事件發(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)存讀出指令流流向控制器的指令寄存器IR，從內(nèi)存讀出數(shù)據(jù)流流向運(yùn)算器的通用寄存器。18.I/O的編址方式有幾種各有何特點(diǎn)

答：I/O設(shè)備的編址方式有兩種：統(tǒng)一編址和不統(tǒng)一編址（單獨(dú)編址）。所謂統(tǒng)一編址即在主存地址空間劃出一定的范圍作為I/O地址，這樣通過訪存指令即可實(shí)現(xiàn)對I/O的訪問，但是主存容量相應(yīng)減少。所謂不統(tǒng)一編址即I/O和主存的地址是分開的，I/O地址不占主存空間，故這種編址不影響主存容量，但訪問I/O時必須有專用的I/O指令。19.I/O與主機(jī)交換信息有哪幾種控制方式各有何特點(diǎn)

答：主機(jī)與I/O交換信息的控制方式有：（1）程序查詢方式。其特點(diǎn)是主機(jī)與I/O串行工作。CPU啟動I/O后，時刻查詢I/O是否準(zhǔn)備好，若設(shè)備準(zhǔn)備就緒，CPU便轉(zhuǎn)入處理I/O與主機(jī)間傳送信息的程序；若設(shè)備未做好準(zhǔn)備，則CPU反復(fù)查詢，“踏步”等待直到I/O準(zhǔn)備就緒為止。可見這種方式CPU效率很低。（2）程序中斷方式。其特點(diǎn)是主機(jī)與I/O并行工作。CPU啟動I/O后，不必時刻查詢I/O是否準(zhǔn)備好，而是繼續(xù)執(zhí)行程序。當(dāng)I/O準(zhǔn)備就緒時，向CPU發(fā)中斷請求信號，CPU在適當(dāng)?shù)臅r候響應(yīng)I/O的中斷請求，暫?，F(xiàn)行程序為I/O服務(wù)。這種方式消除了“踏步”現(xiàn)象，提高了CPU的效率。（3）DMA方式。其特點(diǎn)是主機(jī)與I/O并行工作，主機(jī)與I/O之間有一條直接數(shù)據(jù)通路。CPU啟動I/O后，不必查詢I/O是否準(zhǔn)備好（4）通道方式。通道是一個具有特有功能的處理器，CPU把部分權(quán)利下放給通道，由它實(shí)現(xiàn)對外圍設(shè)備的統(tǒng)一管理和外圍設(shè)備與主存之間的數(shù)據(jù)交換，大大提高了CPU的效率，但它是以花費(fèi)更多的硬件為代價的。（5）I/O處理機(jī)方式。它是通道方式的進(jìn)一步發(fā)展，CPU將I/O操作及外圍設(shè)備的管理權(quán)全部交給I/O處理機(jī)，其實(shí)質(zhì)是多機(jī)系統(tǒng)，因而效率有更大提高。20.一般小型或微型機(jī)中，I/O與主機(jī)交換信息由幾種方式各有何特點(diǎn)哪種方式CPU效率最高？

答：在小型或微型機(jī)中，I/O與主機(jī)交換信息有三種方式：程序查詢方式、程序中斷方式、和DMA方式，其中DMA方式CPU效率最高。三種方式的特點(diǎn)詳見上題答案。21.什