計(jì)算機(jī)組成原理簡(jiǎn)答題

計(jì)算機(jī)組成原理簡(jiǎn)答題

  • 影響流水線性能的因素主要有哪幾種?請(qǐng)簡(jiǎn)要加以說明
    • 結(jié)構(gòu)相關(guān):是當(dāng)多條指令進(jìn)入流水線后,硬件資源滿足不了指令重疊執(zhí)行要求時(shí)產(chǎn)生
    • 數(shù)據(jù)相關(guān):是指令在流水線中重疊執(zhí)行時(shí),當(dāng)后繼指令需要用到前面指令的執(zhí)行結(jié)果時(shí)發(fā)生的
    • 控制相關(guān):是當(dāng)流水線遇到分支指令和其它改變PC值的指令時(shí)引起的
  • 常見的刷新方式有哪三種,試分析它們之間的差別
    • 集中刷新:是在規(guī)定的一個(gè)刷新周期內(nèi),對(duì)全部存儲(chǔ)單元集中一段時(shí)間逐行進(jìn)行刷新,此刻必須停止讀/寫操作
    • 分散刷新:是指對(duì)每行存儲(chǔ)單元的刷新分散到每個(gè)存儲(chǔ)周期內(nèi)完成
    • 異步刷新:異步刷新是前兩種方式的結(jié)合,它即可縮短“死時(shí)間”,又充分利用最大刷新間隔2ms的特點(diǎn)
  • 試說明單譯碼方式(線選法)和雙譯碼方式(重合法)的區(qū)別
    • 線選法:適用于地址線較少的芯片。其特點(diǎn)是地址信號(hào)只須經(jīng)過一個(gè)方向的譯碼器就可以選中某一存儲(chǔ)單元的所有位
    • 重合法:適用于地址線較多的芯片继准。其特點(diǎn)是地址線分為兩組,分別經(jīng) 行地址譯碼器和列地址譯碼器,通過兩者“與”選中存儲(chǔ)單元才能進(jìn)行讀/寫
  • 說明計(jì)算機(jī)九大尋址方式及有效地址EA計(jì)算方法
    • 立即尋址:無需尋址
    • 相對(duì)尋址:EA=(PC)+A
    • 寄存器間接尋址:EA=(R)
    • 隱含尋址:無需尋址
    • 基址尋址:EA=(BR)+A
    • 直接尋址:EA=A
    • 變址尋址:EA=(ⅨX)+A
    • 間接尋址:EA=(A)
    • 寄存器尋址:EA=R
  • 按傳輸信息的不同,系統(tǒng)總線可以分為哪幾類?并加以簡(jiǎn)單描述
    • 數(shù)據(jù)總線:用來傳輸各種功能部件之間的數(shù)據(jù)信息,它是雙向傳輸總線,其位數(shù)與機(jī)器字長(zhǎng)狸相、存儲(chǔ)字長(zhǎng)有關(guān),一般是8位,16位或32位
    • 地址總線:主要用來指出數(shù)據(jù)總線上的源數(shù)據(jù)或目的數(shù)據(jù)在主存單元的地址或0設(shè)備的地址
    • 控制總線:用來發(fā)送各種控制信號(hào)的傳輸線,通常對(duì)任意控制線而言,它的傳輸是單向的
  • 分別說明一下名詞MAR,MDR,CU,R,PC的中文名稱及該器件的主要功能
    • MAR:存儲(chǔ)器地址寄存器,用來存放欲訪問的存儲(chǔ)單元的地址,其位數(shù)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)
    • MDR:存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器,用來存放從存儲(chǔ)體某單元取出的代碼或者準(zhǔn)備往某存儲(chǔ)單元存入的代碼,其位數(shù)與存儲(chǔ)字長(zhǎng)相等
    • Cu:控制單元,用來分析當(dāng)前指令所需完成的操作,并發(fā)出各種微操作命令序列,用以控制所有被控對(duì)象
    • R:指令寄存器,用來存放當(dāng)前指令,R的內(nèi)容來自MDR
    • Pc:程序及計(jì)數(shù)器,用來存放當(dāng)前欲執(zhí)行指的地址,它與存的MAR之間有一條直接通路且具有自動(dòng)加1的功能,即可自動(dòng)形成下一條指令的地址
  • 試說明寫回法和寫直達(dá)法的區(qū)別
    • 寫回法:寫操作時(shí)只把數(shù)據(jù)寫入Cache而不寫入主存,伹當(dāng)Cache數(shù)據(jù)被替換出去時(shí)才寫回主存
    • 寫直達(dá)法:寫操作時(shí)數(shù)據(jù)既寫入Cache又寫入主存打瘪。它能隨時(shí)保證主存和cache的數(shù)據(jù)始終一致,但增加了訪存次數(shù)
  • 計(jì)算機(jī)的五大基本組成是什么
    • 運(yùn)算器:用來完成算數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算傻昙,并將運(yùn)算的中間結(jié)果暫存在運(yùn)算器里
    • 存儲(chǔ)器:用來存放數(shù)據(jù)和程序
    • 控制器:用來控制闺骚、指揮程序和數(shù)據(jù)的輸入、運(yùn)行以及處理運(yùn)算的結(jié)果
    • 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)別的信息形式妆档,常見的有鍵盤僻爽,鼠標(biāo)等
    • 輸出設(shè)備:可將機(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)輸出等
  • 試說明漢明碼的校驗(yàn)原理(即如何生成漢明碼贾惦,以及漢明碼檢驗(yàn)原理)胸梆,默認(rèn)偶校驗(yàn)
    • 漢明碼生成步驟
      • 確定校驗(yàn)位的位數(shù)
      • 確定檢驗(yàn)位的位置
      • 分組
      • 生成校驗(yàn)位的值
      • 得出結(jié)論
    • 檢驗(yàn)原理:將己知的漢明碼按照前三步正常進(jìn)行,到第四步時(shí)须板,用H接受P和D
      —起異或碰镜,然后把H倒序排列,若都為0,即無錯(cuò)习瑰。否則绪颖,該序列對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位置出錯(cuò)
  • 試說明循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的校驗(yàn)原理
    • 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼步驟
      • 確定檢驗(yàn)為位數(shù)r
      • 寫出信息多項(xiàng)式M(x)
      • 將信息多項(xiàng)式左移r位,得到M(x)*x^2
      • 用M(x)*x^2除以生成多項(xiàng)式G(x),得到r位校驗(yàn)位
      • M(x)*x^2+R(x)得到 CRC 碼
    • 檢驗(yàn)原理:根據(jù)余數(shù)判出錯(cuò)位甜奄,取反糾錯(cuò)
  • 試說明柠横,具有Cache-主存結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)窃款,CPU在訪問存儲(chǔ)器時(shí)如工作流程
    • CPU欲讀取主存某字時(shí),有兩種可能:一種是所需要的字已經(jīng)在緩存中滓鸠,即可直接訪問Cache雁乡;另一種是所需的字不在Cache內(nèi),此時(shí)需將該字所在的主存整個(gè)字塊一次調(diào)入Cache中(Cache與主存之間是字塊傳送)糜俗。當(dāng)Cache未滿時(shí)踱稍,主存塊可調(diào)入緩存塊,稱該主存塊與緩存塊建立了聯(lián)系悠抹。當(dāng)Cache己滿時(shí)珠月,無法接受來自主存塊的信息,就由Cache內(nèi)的替換機(jī)構(gòu)按—定的算法從Cache內(nèi)移除哪塊返回主存楔敌,并把新的主存塊調(diào)入Cache
  • 說明Cache-主存的地址映象有哪三種方式啤挎,說明他們的基本映象原理
    • 直接映射:將主存空間按Cache的尺寸分區(qū),每區(qū)內(nèi)相同的塊號(hào)映像到Cache中相同的塊位置
    • 全相聯(lián)映射:主存中的每一個(gè)字塊可映射到Cache任何一個(gè)字塊位置上卵凑,當(dāng)訪問一個(gè)塊中的數(shù)據(jù)時(shí)庆聘,塊地址要與Cache塊表中的所有地址標(biāo)記進(jìn)行比較已確定是否命中
    • 組相聯(lián)映射:是直接映射和全相聯(lián)映射的一種折衷方案。該方法將存儲(chǔ)空間分為若干組勺卢,各組之間是直接映射伙判,而組內(nèi)各塊之間則是全相聯(lián)映射
  • 試說明指令周期、機(jī)器周期黑忱、時(shí)鐘周期之間的關(guān)系
    • 一個(gè)指令周期包含若干個(gè)機(jī)器周期宴抚,一個(gè)機(jī)器周期又包含若干個(gè)時(shí)鐘周期(節(jié)拍),每個(gè)指令周期內(nèi)的機(jī)器周期數(shù)可以不等甫煞,每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)的節(jié)拍數(shù)也可以不等
  • 試說明微程序控制器的基本工作原理(即CPU執(zhí)行指令時(shí)的操作過程)
    • 取指階段:取指周期微程序地址的第一條微指令菇曲,然后按順序控制字段形成下一條微指令地址
    • 執(zhí)行階段:當(dāng)取指進(jìn)入指令寄存器通過微地址會(huì)形成微程序的首地址,然后逐條從控制存儲(chǔ)器中讀出微指令抚吠,再執(zhí)行此指令
  • 說明補(bǔ)碼定點(diǎn)加減運(yùn)算常潮,判斷溢出的兩種方法
    • 一位符號(hào)位判斷溢出:參加操作的兩個(gè)數(shù)(減法時(shí)即為被減數(shù)和“求補(bǔ)”以后的減數(shù))符號(hào)相同,其結(jié)果的符號(hào)與原操作數(shù)的符號(hào)不同楷力,即為溢出
    • 兩位符號(hào)位判溢出:使用雙符號(hào)位參加計(jì)算喊式,如果結(jié)果雙符號(hào)位相間,則未溢出弥雹;如果雙符號(hào)位不同,則溢出延届。最高符號(hào)位表其真正的符號(hào)
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