发布时间 : 星期三 文章计算机组成原理必看总结更新完毕开始阅读6242d97add88d0d232d46a9d
一，冯.诺依曼机的特点：
1． 计算机由运算器，存储器，控制器和输入设备，输出设备五大部件组成 2． 指令和数据以同等地位存于存储器内，并可按地址访问 3． 指令和数据均用二进制代码表示
4． 指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存 储器中的位置。
5． 指令在存储器内按顺序存放 6． 以运算器为中心
计算机与日常使用的袖珍计算机的本质区别在于 自动化程度的高低 二，计算机的硬件指标
（1） 机器字长：CPU 一次能处理数据的位数，通常与 CPU 寄存器位数有关
（2） 存储容量： 包括主存和辅存， 是存放二进制代码的总和， 可以用位或字节来衡量。 （3） 运算速度：可以用 MIPS,CPI(每执行一条指令所需要的时钟周期数)或 FLOPS(每 秒浮点运算次数)。
三，电子管-----晶体管--------中小规模集成电路----------大规模集成电路
计算机分类方法很多， 按信息的形式可以分为数字计算机和模拟计算机， 前者以离散型 数字脉冲形式传递， 而后者的信息是以连续型电波形式传递的， 两者结合为数字模拟混合 式计算机。
1946 年研制成功的第一台计算机称为 ENIAC.
数控机床是计算机在过程控制方面的应用， 邮局实现信息自动分拣是计算机在模式识别方 面的应用。
计算机在过程控制应用中，除计算机外，A/D 转换器是重要部件，能把模拟量转换成计算 机能识别的信号。
计算机发展至今，虽然与早期相比面貌全非，但存储程序的特点不变 四，摩尔定律：
微芯片上集成的晶体管数目以每三年翻两番的规律递增，由于受到物理极限的制约， 不能永远生效
五，什么是总线？特点？
总线是连接多个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。而且在某一个时刻允 许有一个部件向总线发送信息，但多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。 总线周期：申请分配阶段，寻址阶段，传送阶段，结束阶段 六，
总线控制包括 ：总线判优控制和总线通信控制。前者又分为集中式和分布式良种，其中 集中式总线判优逻辑有链式查询，计数器定时查询，独立请求方式。后者主要分同步通信 ， 异步通信，半同步通信和分离式通信。 七，分离式通信
将一个总线的传输周期分为两个子周期，每个子周期可以供不同的模块申请，每个模块都 可以成为主模块， 获得总线使用权的主模块采用同步方式传送， 且仅在传送命令和数据时占
用总线，两个传输子周期只有单方向的信息流，总线没有空闲等待时间，可以充分发挥总线 的有效占用。
八，试比较链式查询方式，计数器定时查询方式和独立请求方式各自 的特点。
解： （1）链式查询方式只需要一个总线请求线，1 根总线忙线，一个总线同意线，设备优
先级固定，容易扩充设备，但对电路故障敏感（2）计数器定时查询方式有总线请求和总线 忙线，还有 （N 为设备数）根设备地址线来实现查询。设备优先级可以不固定，控制比 链式查询复杂，电路故障不如链式查询方式敏感。 （3）独立请求方式控制线数量多，N 个设
备共有 N 根总线请求线和 N 根总线同意线，线路复杂，响应时间快，且设备优先级的次序
控制灵活。
九，影响总线带宽的因素 ：总线宽度，传输距离，时钟工作频率以及传输形式。 十，按数据传送方式不同，总线可以分为：串行传输总线和并行传输 总线 。
十一，什么是总线判优？为什么
当总线上有多个主设备同时要求占用总线时， 通过总线控制器， 按一定的优先登记顺序确 定某个主设备可以占用总线。
十二，什么是总线标准？为什么要制定总线标准？ 国际公布或推荐的互联各个模块的标准， 这个标准为各模块互联提供一个标准界面， 这个标
准界面对它两端的模块都是透明的， 即界面的任一方只需根据总线标准的要求来完成自身一
方接口的功能，而不必考虑对方与界面的接口方式。
原因：使系统设计简化，便于哦快生产批量化，确保其性能稳定，质量可靠，实现可移化 ， 便于维护，教好地解决了系统，模块，设备与总线之间不适应，不通用及不匹配等问题。 十三， 同步通信和异步通信的区别，说明通信双方如何联络？
同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟， 总线上的所有设备按统一的传输周期 进行传输，通信双方按约定好的时序联络。后者没有公共时钟，没有固定的传输周期，采用 应答方式通信，具体的联络方式有不互琐，半互琐和全互琐三种，不互琐方式通信双方没有 相互制约关系， 半互琐方式通信双方有简单的制约方式， 全互琐方式通信双方有完全的制约
关系，其中全互琐通信可靠性最高。
半导体静态 RAM 依据 的原理存储信息，半导体动态 RAM 依据 存储信息 ， 因此一般在 2ms 内
刷新一次，刷新与行地址有关，该地址由刷新地址计数器给出。
RAM 的速度指标一般用 存取周期 表示，而磁盘存储器的速度指标一般包括：寻找时间， 等待时间，数据传输时间
半导体静态 RAM 进行读/写操作时，必须先接受地址信号，再接受片选和读写信号。 磁表面存储器的记录方式总体上可以分为 归零制 和 不归零制 两大类 使用高速缓冲存储器是为了解决 CPU 和主存的速度匹配问题，提高访存速度。缓存的地址 对用户是 透明的， 存储管理器主要由硬件实现， 使用虚拟存储器是为了解决 扩大存储器容
量，存储管理主要由 硬件和操作系统实现。
Cache 的命中率是指 CPU 要访问的信息已经在 Cache 中的比率，命中率与 Cache 的块长和
容量有关。
Flashmeroy 具有高性能，低功耗，高可靠性以及瞬时启动的能力，常作为固态盘，用于便携
式电脑中。
计算机系统中常用的存储器有(1)SRAM(2)DRAM,(3)Flash(4)EPROM(5)硬盘存储器(6)软盘 存储器，其中非易失性存储器有 3456，具有在线能力的有 12356，可以单字节修改的有 12 ， 可以快速读出的存储器包括 1234。
主存储器的技术指标有存储容量，存取周期，和存储器带宽。磁表面存储器的技术指标有记 录密度，存储容量，平均寻址时间，数据传输速率和误码率。 存储器的带宽是指： 每秒从存储器中读出和写入的二进制代码位数， 加大存储器带宽可以采
用：单体多字结构，低位交叉多体并行结构。
在写操作时，对 Cache 与主存单元同时修改的方法称为：写直达法；若每次只暂时写入到 Cache，直到替换时才写入主存的方法称为：写回法
层次化存储器结构设计的依据是——程序访问的局部性原理
一个四路组相联的 Cache 共有 64 块，主存有 8192 块，每块 32 字，则在主存地址中的主存
字块标记为 位，组地址为 位，字块内为 位。
高位交叉编址的存储器能够提高访存速度的原因是：各个提分别响应不同请求源的请求， 实 现多体并行。
低位交叉编址的存储器能够提高访存速度的原因是：不改变每个体的存取周期的前提下， 增 加存储器的带宽。
试比较静态 RAM 和动态 RAM
两者都属于随机存储器，即在程序的执行过程中，既可以读出又可以写入信息
但前者靠触发器原理存储信息，只要电源不掉电，信息就不丢失；后者靠电容存储电荷原理 存储信息，即使电源不掉电，由于电容要放电，信息也会丢失，故需要再生。 什么是刷新？几种方式，请简要论述之。
动态 RAM 靠电容存储电荷原理存储信息，电容上的电荷要放电，信息即丢失，为了维持所
存信息，需要在一定时间（2ms）内，将所存信息读出再重新写入，这一个过程称为刷新 。 刷新是一行一行进行的，由 CPU 自动完成。
刷新通常氛围集中刷新和分散刷新两种。集中刷新即在 2ms 内，集中一段时间对存储芯 片的 每行刷新一遍，在这段时间里不能对存储器进行访问，即所谓死时间。分散刷新就是 将存储系统周期分为两半，前半时间用来读/写操作，后半时间用来进行刷新操作，显然整 个系统的速度降低了，但分散刷新没有存储器的死时间。可以将这两种刷新方式结合起来 ， 即异步刷新，这种刷新可以在 2ms 内对存储芯片的每一行刷新一遍，两行之间的刷新时间 间隔为 2ms/行数。
存储芯片内的译码方式有几种？试分析各自的特点以及应用场合。
两种，一种是线选法，适用于地址线较少的芯片，特点是地址信号只须经过一个方向的译 码就可以选中某一个存储单元的所有位。另一种是重合法，适用于地址线较多的芯片，特点 是地址线分成两组，分别经过行，列两个方向译码，只有行，列两个方向均选中的存储单元 才能进行读/写。
为什么多体结构存储器能提高访存速度？
多体结构存储器将存储器分成若干个独立的模块， 每个模块的容量和存取周期均相等， 各个
模块都有独立的地址寄存器，地址译码器，驱动电路和读写电路，它们可以独立的进行读写 操作。
若将这些独立的模块按高位交叉编址， 而且使不同的请求源同时访问不同的模块， 便可以提
高访存速度。
若将这些独立的模块按低位交叉编址， 便可以使存储器在不改变存取周期的前提下， 增加存
储器的带宽，对 m 个模块而言，存储器的带宽可以提高到 m 倍。 提高访存速度的措施：
（1） 采用高速部件，选用存取周期短的芯片，可以提高存储器的速度。
（2） 采用 Cache，CPU 将最近期要使用的信息先调入 Cache，而 Cache 的速度比主寸快 得多，这样 CPU 每次只需要从 Cache 中取出或存入信息，从而缩短了访存时间
（3） 调整主存结构，如采用单体多字结构（在一个存取周期内读出多个存储字，可增加 存储器带宽）或采用多体并行结构存储器。
设写入磁盘存储器的数据代码是 1011011100，分别画出归零制(RZ),不归零制(NRZ),调相制 (PM)，调频制(FM)四种记录方式的写磁头电流波形。磁表面存储器中，设写入代码 是 11010011，试画出不归零制，调相制和调频制的写电流波形，并指出哪些有自同步能力。 说明调用中断服务程序和调用子程序的区别。
（1） 中断服务程序与中断时 CPU 正在进行的程序是相互独立，它们之间没有确定的关 系。子程序调用时候转入的子程序与 CPU 正在执行的程序段是同一程序的两部分。
（2） 除了软中断，通常中断产生都是随机的，而子程序调用是由 CALL 指令（子程序调 用指令）引起的。
（3） 中断服务程序的入口地址可以通过硬件向量法产生向量地址，再由向量地址找到入 口地址。而子程序调用的子程序入口地址是由 CALL 指令中的地址码给出的。
（4） 调用中断服务程序和子程序都需保护程序断点，前者由中断隐指令完成，后者由 CALL 指令本身完成。
（5） 处理中断服务程序时，对多个同时发生的中断需要进行裁决，而调用子程序时一般 没有这种操作。
（6） 在中断服务程序和所调用的子程序都有保护寄存器内容的操作。