计算机组成原理总结_mar计算机组成原理-优快云博客
（一）填空题
- 冯.诺依曼计算机体系结构中，它包括控制器、运算器、存储器、输入设备以及输出设备五大部分。
- 控制器按控制信号产生方式不同可分为组合逻辑控制器和微程序控制器。 微程序&组合
- 在计算机系统中，多个系统部件之间传送信息的公共通路称为 总线 。 就其传输的信息性质而言，在公共通路上传送的信息包括数据，地址、控制信息。
- 根据操作数所在的位置,指出其寻址方式:
- 操作数在寄存器中,为 寄存器 寻址方式;
- 操作数地址在寄存器中,为_寄存器间址_寻址方式;
- 操作数在指令中,为 立即数 寻址方式;
- 操作数地址(主存)在指令中, 为_直接_ 寻址方式;
- 操作数地址,为某一寄存器中的内容与位移量之和则可以是_基址_ 、_变址_ 或_相对_ 寻址方式;
- 浮点数加、减法运算在对阶时，总是使 小阶向大阶 看齐。
- 为了把主存块放到cache 中，必须采用某种方法把主存地址定位到cache中，称 缓存映射 。有直接映射、组相联映射、全相联映射三种方式。
- 所谓 超标量(Superscalar)流水计算机 ，是指它具有两条以上的指令流水线。
- 常见集中式仲裁方式有链式查询方式、计数器定时查询方式和独立请求方式。
- 在计算机中表示带符号二进制数称为“机器数”，其有三种表示方式：原码、反码和补码。
- 直接内存访问(DMA)方式是完全由硬件执行I/O交换的工作方式，数据交换不经过cpu，而是直接在内存和I/O设备之间进行。
- 半导体静态的（随机存取存储器）SRAM靠 触发器 存贮信息，半导体（动态随机存取存储器）DRAM则是靠 电容 存贮信息。
- 计算机指令系统按复杂程度可分为_CISC_和____RISC__ 。
- 在计算机术语中，将运算器、控制器、cache合在一起，称为_CPU_ ，而将 CPU 和存储器、I/O设备组合在一起，成为主机。
- 如果采用偶校验，数据1101110的校验位的值是____1____。 数据01101101的奇校验位为 0 ，偶校验位为 1 。
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统计数据中的1的个数。遍历给定的数据，计算其中1的个数。 对于数据01101101，1的个数为5。
-
判断奇校验位。如果1的个数是奇数，则奇校验位为0；如果1的个数是偶数，则奇校验位为1。 对于数据01101101，1的个数为奇数，因此奇校验位为0。
-
判断偶校验位。如果1的个数是奇数，则偶校验位为1；如果1的个数是偶数，则偶校验位为0。 对于数据01101101，1的个数为奇数，因此偶校验位为1。
-
因此，数据01101101的奇校验位为0，偶校验位为1。
-
- Cache是一种 高速缓存 存储器，是为了解决CPU和_主存__ 之间 速度___上不匹配而采用的一项重要硬件技术。
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即主存储器和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是解决__CPU和主存之间速度不匹配。
计算机的存储器系统是指cache,___内存____，_ 外存 _。
-
- 指令格式中，操作码字段表征指令的操作的特性和功能，地址码字段指示 操作数的位置_。
- RISC指令系统最大特点是：指令条数少、指令长度固定、 指令格式和寻址方式种类少。
- 数的真值变成机器码可采用 原码 表示法， 补码 表示法， 反码 表示法， 移码 表示法。
- 移码表示法主要用于表示浮点数的阶码E，以利于比较两个指数或阶码的大小和 对阶 操作。
- 相联存储器是按 内容指定方式 进行寻址的存储器。
- CPU从存储器 取出一条指令并执行这条指令的时间和称为指令周期。由于各种指令的操作功能不同，各种指令的指令周期是 不相同的 。
- 寄存器是操作数据的地方，存储器是存放数据的地方。
- 对存储器的要求是容量大 ，速度快 ， 成本低 。为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。（大块体）
- 外存储器与内存储器相比，外存储器 速度慢__，_容量大 ，成本低。
- 衡量总线性能的重要指标是 总线带宽 ，它定义为总线本身所能达到的最高_传输率_。
- 磁表面存储器主要技术指标有_存储密度 ， 存储容量 ， 平均存取时间_和数据传输率。
- 虚拟存储器指的是主存——外存层次，它给用户提供了一个比实际主存空间大得多的 程序地址 空间。
- 访问主存的指令和数据存在于cache中称为 命中 。命中的次数与访存次数之比称为 命中率
- 浮点数加法需要经过_对阶、尾数运算、规格化 舍入和判溢出。
- 在I/O控制方式中，主要由程序实现的是 程序 中断方式 和 程序 查询方式 。
- 在I/O控制方式中，主要由硬件实现的是 DMA方式 和 通道方式 。
- PCI总线是 64 位的。
- 总线数据通信方式按照传输定时的方法可分为 同步 式和 异步 式两类。
- 计算机的外围设备是指除了CPU和内存以外的其它设备。
- 在运算过程中出现数据超出表示范围的现象,就发生 溢出 ,这时,运算结果是 错误 的。
- 计算机的软件是计算机系统结构的重要组成部分,也是计算机不同于一般电子设备的本质所在。
- 如指令中的地址码就是操作数的有效地址，那么这种寻址方式称为操作数的寻址方式
- EPROM是指 紫外线 擦除，可编程的 可读 存储器。
- 一位十进制数，用BCD码表示需要 4 位二进制码，用ASCII码表示需要 7 位二进制码。
- 能被CPU直接访问的存储器是 内存储器。
- cpu能直接访问的存储器是有三种：内部寄存器register、高速缓冲存储器Cache、内存储器RAM
- 移码表示法主要用于表示 浮点 数的阶码E，有利于比较两个数_ 阶码 _的大小。
- 完整的计算机系统应包括配套的 硬件系统 和 软件系统 。
- 系统总线中地址线的功能是用于指定 _存储器__ 和I/O设备 单元或端口 的地址。
- 串行传输只需 _一条_数据传输线，线路的成本低，适合于__短距离__的数据传输。
- 指令格式是指令字用二进制代码表示的结构形式，通常由 操作码字段和 操作数_字段组成。
- CD-ROM光盘是___只读型_ 型光盘，可用做计算机的 _外部_ 存储器和数字化多媒体设备。
- 微程序控制器主要由 控制存储器 、 微命令寄存器 、微地址寄存器和地址转移逻辑等组成
- 运算器虽有许多部件组成，但核心部件是__算数逻辑运算（单元 ）运算部件。
- CPU响应中断时，进入“中断周期”采用硬件方法保护并更新程序计数器PC内容，而不是由软件完成，主要因为能进入_中断处理__ 并能正确__返回_ 源程序。
- 磁盘上常用的记录方式可分为归零制、不归零制,_调相_制, 调频 制等多种类型。
- 存储___程序__ 并按__ _程序 _顺序执行,这是冯·诺依曼型计算机的工作原理。
- 在黑白显示器中，显示的灰度级是指 像素点的亮暗差别_。
- 打印机根据印字方式可以分为击打式和非击打式两大类，在击打式类打印机中，只有针型打印型打印机才能打印汉字。
- 存储器的最大容量可由存储器的 内存和外存之和 确定，通常我们称1GB=_1024_MB。
- 当前汉字在计算机中的编码分为_输入_码和 机内_码两种
- 软磁盘和硬磁盘的 存储原理 和记录方式基本相同,但在结构和 性能 上存在较大差别。
- 运算器的主要功能是进行算术运算 与 逻辑运算 运算。
- 目前计算机进行DMA传送时，CPU一般是要让出对系统总线的控制权，交给DMA控制。
- 为提高大批量数据传送的效率，在输入输出系统中引入__ DMA__方式进行数据传送。
- 分布式仲裁方式是以优先级仲裁策略为基础的仲裁方式。
- 总线的一次信息传送过程大致分五个阶段:请求总线、总线仲裁、寻址(目的地址)、 信息传送、状态返回(错误报告)。
- 同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率，是因为同步通信用一个公共时钟进行同步。
- 在集中式总线仲裁中，独立请求方式响应时间最快，菊花链方式对电路故障最敏感。
- 采用串行接口进行7位ASCII码传送，带有一位奇校验位，1位起始位和1位停止位，当波特率为9600波特是字符传输速率为873.
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字符传输速率 = 9600 / (7 + 1 + 1 + 1) = 9600 / 10 = 960
因此，采用串行接口进行7位ASCII码传输，带有一位奇校验位，1位起始位和1位停止位，波特率为9600波特时，字符传输速率为873字符/秒。
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系统总线中地址线的功能是指定主存和I/O设备接口电路的地址。
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系统总线中控制线的功能是提供主存、I/O接口设备的控制信号和响应信号。
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存储总线周期用于对内存读写；I/O总线周期对接口中的端口进行读写。
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PCI总线的基本传输功能是猝发式传送。利用桥可以实现总线间的猝发式传送，使所有的存取都按CPU的需要出现在总线上。PCI允许多条总线并行工作。
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PCI是一个与处理器无关的高速外围总线，它采用同步时序协议和集中式仲裁策略，并具有自动配置的能力。
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PCI总线中三种桥：HOST桥、PCI/LAGACY总线桥、PCI/PACI 桥。
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虚拟存储技术就是利用一个实际存在的容量较小的物理空间模拟一个 比实际内存空间大得多的存储空间。
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I/O设备的编址方式通常有 独立编址 和 统一编址 两种方式。
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条件转移、无条件转移、转子程序、返主程序、中断返回指令都属于程序控制类指令，这类指令在指令格式中所表示的地址不是 操作数 的地址，而是___下一条指令_的地址。
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循环冗余码简称为多项式 码。
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寄存器间接寻址方式中，操作数处在内存中。
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用浮点数来表示的优点是数值范围不受限制 与 表示格式不受限制 。
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在定点二进制运算器中， 减法运算一般通过 补码运算的二进制加法器（利用补码化为加法）来实现。
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InfiniBand是一个高性能的I/O标准，数据传输率达30GB/s，他可连接64000台服务器，适用于高成本的较大规模的计算机系统。
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Pentium系统有两类中断源：由CPU外部的硬件信号引发的称为中断；它又可分为可屏蔽中断 和 非屏蔽中断 ；由指令执行引发的称为 异常 ；其中一种是执行异常；另一种是 执行软件中断指令 。
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IEEE 1394是 串行 I/O标准接口,与SCSI并行I/O标准接口相比,它具有更高的数据传输率和数据传输实时性,具有更小的体积和连接的方便性。
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SCSI是系统级接口,是处于主适配器和智能设备控制器之间的并行I/O接口。SCSI-3标准允许SCSI总线上连接的设备由___8___个提高到___16__个,可支持___16__位数据传输。
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通道的功能是执行通道指令，组织外围设备和内存进行数据传输，按I/O指令要求启动外围设备、向CPU报告中断等。根据通道的工作方式，通道分为选择通道、多路通道两种类型。
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一个定点数由符号位和数值域两部分组成。按小数点位置不同，定点数有( 纯小数 )和(纯整数 )两种表示方法。
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虚拟存储器系统由（ 主存-辅存）两级存储器组成，主要解决存储器的（扩大存储容量）问题。
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DMA控制器按其结构，分为（选择型 ）DMA控制器和（多路型 ）DMA 控制器。前者适用于高速设备，后者适用于慢速设备。
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衡量总线性能的重要指标是（总线带宽 )，它定义为总线本身所能达到的最高传输速率，单位是（MB/s）。
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三种常用的偏移寻址是（相对寻址 基址寻址 变址寻址）。
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存储器容量扩展方法有（字扩展）和（位扩展）两种。
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磁盘的平均存取时间主要由（寻道时间、旋转等待时间、）和数据传送时间三部分组成。
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在独立请求方式下，若有N个设备，则有N个总线请求信号和N个总线响应信号。
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在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有溢出判断电路 ，它一般用 异或门来实现。
（二）计算
设总线的时钟频率为8MHZ，一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？
解：由于：f=8MHz,T=1/f=1/8M秒，因为一个总线周期等于一个时钟周期
所以：总线带宽=16/（1/8M） = 128Mbps=16MBps
在一个32位的总线系统中，总线的时钟频率为66MHZ，假设总线最短传输周期为4个时钟周期，试计算总线的最大数据传输率。若想提高数据传输率，可采取什么措施？
解：总线传输周期=4*1/66M秒
总线的最大数据传输率=32/(4/66M)=528Mbps=66MBps
若想提高数据传输率，可以提高总线时钟频率、增大总线宽度或者减少总线传输周期包含的时钟周期个数。
在异步串行传送系统中，字符格式为：1个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终止位。若要求每秒传送120个字符，试求传送的波特率和比特率。
解：一帧包含：1+8+1+2=12位
故波特率为：（1+8+1+2）*120=1440bps
比特率为：8*120=960bps
什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？
解：存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。
存储器带宽 = 1/200ns ×32位 = 160M位/秒 = 20MB/秒（注：1ns=10-9s）
4.7. 一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？
1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位，8K×8位
解：地址线和数据线的总和 = 14 + 32 = 46根；
选择不同的芯片时，各需要的片数为：
1K×4：（16K×32） / （1K×4） = 16×8 = 128片
2K×8：（16K×32） / （2K×8） = 8×4 = 32片
4K×4：（16K×32） / （4K×4） = 4×8 = 32片
16K×1：（16K×32）/ （16K×1） = 1×32 = 32片
4K×8：（16K×32）/ （4K×8） = 4×4 = 16片
8K×8：（16K×32） / （8K×8） = 2×4 = 8片
6.4. 设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。 -13/64，-87
解：真值与不同机器码对应关系如下：
真值
-13/64
-87
原码
1.001 1010
1，101 0111
补码
1.1100110
1，0101001
反码
1.1100101
1，0101000
6.5. 已知[x]补，求[x]原和x。
[x1]补=1.1100; [x2]补=1.1001; [x4]补=1.0000;
[x5]补=1,0101; [x6]补=1,1100; [x8]补=1,0000;
解：[x]补与[x]原、x的对应关系如下：
真值
-1/4
-7/16
-1
-11
-4
-16
[x]补
1.1100
1.1001
1.0000
1,0101
1,1100
1,0000
[x]原
1.0100
1.0111
无
1,1011
1,0100
无
x
-0.0100
-0.0111
-1.0000
-1011
-0100
-10000
6.9. 当十六进制数9B和FF分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用一位符号位）？
解：真值和机器数的对应关系如下：
原码
补码
移码
无符号数
9BH
-27
-101
+27
155
原码
补码
移码
无符号数
FFH
-128
-1
+128
256
6.12. 设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符）。写出-27/1024、-86.5所对应的机器数。要求如下：
（1）阶码和尾数均为原码。
（2）阶码和尾数均为补码。
（3）阶码为移码，尾数为补码。
解：据题意画出该浮点数的格式：
阶符1位
阶码4位
数符1位
尾数10位
将十进制数转换为二进制: x1= -27/1024= -0.0000011011B = 2-5*(-0.11011B）
x3=-86.5=-1010110.1B=27*(-0.10101101B)
则以上各数的浮点规格化数为：
（1）[x1]原=1，0101；1.110 110 000 0
[x3]原=0，0111；1.101 011 010 0
（2）[x1]补=1，1011；1.001 010 000 0
[x3]补=0，0111；1.010 100 110 0
（3）[x1]移补=0，1011；1.001 010 000 0
[x3]移补=1，0111；1.010 100 110 0
6.19. 设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。
（2）A=19/32，B=-17/128，求A-B。
（4）A=-87，B=53，求A-B。
解：（2）A=19/32= 0.100 1100B, B= -17/128= -0.001 0001B
[A]补=00.100 1100, [B]补=11.110 1111 , [-B]补=00.001 0001
[A-B]补=[A]补+[-B]补
=00.1001100 + 00.0010001
=00.1011101 ——无溢出
A-B= 0.101 1101B = 93/128B
（4）A= -87= -101 0111B, B=53=110 101B
[A]补=11, 010 1001, [B]补=00, 011 0101, [-B]补=11, 100 1011
[A-B]补=[A]补+[-B]补
= 11,0101001 + 11,1001011
= 10,1110100 —— 溢出
6.20. 用原码一位乘和补码一位乘（Booth算法）、两位乘计算x·y。
（1）x= 0.110 111，y= -0.101 110；（4）x= 0.110 11，y= -0.111 01。
解：先将数据转换成所需的机器数，然后计算，最后结果转换成真值。
（1）[x]原=0.110111，[y]原=1.101110，x*=0.110111， y*=0.101110
原码一位乘：
| 部分积 | 乘数y* | 说明 |
| 0.000 000 | 101110 | 乘数为0右移 |
| 0.000 000 +0.110 111 | 010111 | 乘数为1，加上x* |
| 0.110 111 0.011 011 +0.110 111 | 010111 101011 | 右移一位 乘数为1，加上x* |
| 1.010 010 0.101 001 +0.110 111 | 101011 010101 | 右移一位 乘数为1，加上x* |
| 1.100 000 0.110 000 | 010101 001010 | 右移一位 乘数为0，右移一位 |
| 0.011 000 +0.110 111 | 000101 | 乘数为1，加上x* |
| 1.001 111 0.100 111 | 000101 100010 | 右移一位 |
即x*×y*=0.100 111 100 010，z0=x0Å y0=0 Å1=1，
[x×y]原=1.100 111 100 010；x·y= -0. 100 111 100 010
补码一位乘：[x]补=00.110111，[-x]补=11.001001，[y]补=11.010010
| 部分积 | 乘数 | Yn+1 | 说明 |
| 00 . 000 000 00 . 000 000 +11 . 001 001 | 1 010 010 0 101 001 | 0 0 | Ynyn+1=00，部分积右移1位 Ynyn+1=10，部分积加[-x]补 |
| 11 . 001 001 | 右移1位 | ||
| 11 . 100 100 +00 . 110 111 | 1 010 100 | 1 | Ynyn+1=01，部分积加[x]补 |
| 00 . 011 011 | 右移1位 | ||
| 00 . 001 101 00 . 000 110 +11 . 001 001 | 1 101 010 1 110 101 | 0 0 | Ynyn+1=00，部分积右移1位 Ynyn+1=10，部分积加[-x]补 |
| 11 . 001 111 | 右移1位 | ||
| 11 . 100 111 +00 . 110 111 | 1 111 010 | 1 | Ynyn+1=01，部分积加[x]补 |
| 00 . 011 110 00 . 001 111 +11 . 001 001 | 0 111 101 | 0 | 右移1位 Ynyn+1=10，部分积加[-x]补 |
| 11 . 011 000 | 0 111 10 |
即 [x×y]补=1.011 000 011 110，x·y= -0.100 111 100 010
（4）[x]原=0.11011,[y]原=1.11101,x*=0.11011,y*=0.11101
原码一位乘：
| 部分积 | 乘数y* | 说明 |
| 0.000 00 | 11101 | 乘数为1，加x* |
| +0.110 11 | 右移1位 | |
| 0.011 01 | 11110 | 乘数为0，右移1位 |
| 0.001 10 | 11111 | 乘数为1，加x* |
| +0.110 11 | ||
| 1.000 01 | 11111 | 右移1位 |
| 0.100 00 | 11111 | 乘数为1，加x* |
| +0.110 11 | ||
| 1.010 11 | 11111 | 右移1位 |
| 0.101 01 | 11111 | 乘数为1，加x* |
| +0.110 11 | ||
| 1.100 00 | 11111 | 右移1位 |
| 0.11000 | 01111 |
补码一位乘：[x]补=00.11011，[-x]补=11.00101，[y]补=1.00011
| 00.00000 | 000110 |
| +11.00101 | |
| 11.00101 | 000110 |
| 11.10010 | 1100011 |
| 11.11001 | 0110001 |
| +00.11011 | |
| 00.10100 | |
| 00.01010 | 0011000 |
| 00.00101 | 0001100 |
| 00.00010 | 1000110 |
| +11.00101 | |
| 11.00111 | 10001 |
6.21. 用原码加减交替法和补码加减交替法计算x÷y。
（2）x=-0.10101， y=0.11011；
（4）x=13/32， y= -27/32。
- [x]原=1.10101 x*=0.10101 [X*]补=1.01011 XfÅYf=1
-
0.10101
+1.00101
1.11010
0
1.10100
+0.11011
0.01111
0
0.11110
+1.00101
0.00011
011
0.00110
+1.00101
1.01011
0110
0.10110
+0.11011
1.10001
01100
1.00010
+0.11011
1.11101
011000
[y]原=0.11011 y*=0.11011 [Y*]补=0.11011 [-y*]补=1.00101
[x/y]原=1.11000
（4）做法相同，打表格太累，仅给出结果。[x/y]原=1.0111
（三）简答题
名词解释: 总线带宽, 总线宽度, 总线工作频率, 总线复用.
- 总线宽度: 通常指数据总线的根数.
- 总线带宽: 总线的数据传输率, 指单位时间内总线上传输数据的位数;
- 总线频率: 指总线信号的时钟频率(工作频率)
- 总线复用: 指同一条信号线可以分时传输不同的信号.
计算机中引入Cache-主存和主-辅存层次的目的分别是什么？Cache-主存层次常用的地址映像方法和替换算法分别是什么？
- Cache(高速缓冲存储器)是为了解决主存与CPU的速度差异而采用的技术, 引入主-辅存层次的目的是弥补主存容量不足.
- Cache-主存层次常用的地址映像方法是组相联映像, 替换算法是LRU替换算法.
主存单元的地址分配: 大端, 小端; 按整数边界存放
- 大端模式: 是指将数据的低位(比如 1234 中的 34 就是低位)放在内存的高地址上, 而数据的高位(比如 1234 中的 12 就是高位)放在内存的低地址上.
- 小端模式: 是指将数据的低位放在内存的低地址上, 而数据的高位放在内存的高地址上. 这种存储模式将地址的高低和数据的大小结合起来, 高地址存放数值较大的部分, 低地址存放数值较小的部分, 这和我们的思维习惯是一致, 比较容易理解.
总结SRAM和DRAM的区别.
- SRAM: 读写速度快, 生产成本高, 多用于容量较小的高速缓冲存储器.
- DRAM: 读写速度较慢, 集成度高, 生产成本低, 多用于容量较大的主存储器.
动态半导体存储器(DRAM)为什么要刷新? 如何刷新?主要包含哪三种刷新方式?
- 因为动态存储器信息的存储是靠充电电容存储的, 电荷会慢慢泄漏, 所以要经常性, 周期性地充电, 这就是刷新.
- 读出的过程就是刷新的过程.
- 三种刷新方式: 集中刷新, 分散刷新, 异步刷新.
分辨率和灰度级.
- 分辨率是显示器所能显示的像素个数, 屏幕上的每一个光点就是一个像素. 以宽, 高的像素表示, 例如800 * 600 等. 像素越密, 分辨率越高, 图像越清晰.
- 灰度级: 灰度级是指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别, 在彩色此案时期中测表现为颜色的不同, 灰度级越多, 图像层次越清楚逼真.
计算机内部如何判断补码加/减运算的结果是否发生溢出?
- 双符号位, 最高位进位, 符号相同操作数的运算后与原操作数的符号不同则溢出.
浮点数加减运算的步骤有哪些?
- 1.对阶. 2.尾数求和. 3.规格化. 4.舍入. 5.溢出判断.
两个浮点规格化数相乘, 是否可能需要右规? 为什么? 是否可能需要左规? 为什么? 其规格化次数可否确定?
- 两个浮点规格化数相乘, 不可能需要右规. 可能需要左规, 因为规格化的尾数是纯小数, 两个纯小数相乘不会得到整数, 但会变得更小.
- 左规最多只需一次.
简述微程序的基本思想.
- 一条微指令包含若干微命令, 控制一步操作; 一段微程序包含若干微指令, 解释执行一条机器指令; 微程序事先存放在控存中.
影响指令流水线性能的因素有哪三个?
1.结构相关. 2.数据相关. 3.控制相关.
影响流水线性能的因素主要有哪几种？请简要加以说明。
结构相关：是当多条指令进入流水线后，硬件资源满足不了指令重叠执行的要求时产生的。不同指令争用同一功能部件产生资源冲突。
数据相关：是指令在流水线中重叠执行时，当后继指令需要用到前面指令的执行结果时发生的。可能改变对操作数的读写访问顺序。
控制相关：是当流水线遇到分支指令和其它改变PC值的指令时引起的。
为了保证DRAM的存储信息不遭破坏，必须在电荷漏掉前就进行充电，称为刷新。常见的刷新方式有哪三种，试分析它们间的区别。
集中刷新：是在规定的一个刷新周期内，对全部存储单元集中一段时间逐行进行刷新，此刻必须停止读/写操作。
分散刷新：是指对每行存储单元的刷新分散到每个存储周期内完成。
异步刷新：是前两种方式的结合，既可缩短“死时间”，又充分利用最大刷新间隔2ms的特点。
说明计算机九大寻址方式及有效地址EA计算方法。
立即寻址：无需寻址 隐含寻址：无需寻址 直接寻址：EA=A 间接寻址：EA=(A) 相对寻址：EA=(PC)+A
基址寻址：EA=(BR)+A 变址寻址：EA=(IX)+A 寄存器寻址：EA=Rj 寄存器间接寻址：EA=(Rj)
按传输信息的不同，系统总线可分为哪几类？并加以简单描述。
数据总线：用来传输各种功能部件间的数据信息，是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关，一般为8/16/32位。
地址总线：主要用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址。
控制总线：用来发送各种控制信号的传输线，通常对任意控制线而言，它的传输是单向的。
试说明具有Cache-主存结构的计算机，CPU在访问存储器时的工作流程。
CPU欲读取主存某字时，有两种可能：一种是所需要的字已经在缓存中，即可直接访问Cache；另一种是所需的字不在Cache内，此时需将该字所在的主存整个字块一次调入Cache中（Cache与主存之间是字块传输)。当Cache未满时，主存块可被调入缓存块中，称该主存块与缓存块建立了联系。当Cache已满时，无法接收来自主存块的信息，就由Cache内的替换机构按一定的算法从Cache内移除哪块返回主存，并把新的主存块调入Cache中。
在写操作时，要考虑Cache和主存的数据一致性的问题，试说明写回法和写直达法的区别。
写回法（拷回法）：写操作时只把数据写入Cache而不写入主存（减少了主存的写操作次数），写操作时间=访Cache时间。但当（读操作且Cache已满时）Cache数据被替换出来时才写回主存，增加了Cache复杂性。
写直达法（存直达法）：写操作时数据既写入Cache又写入主存，写操作时间=访存时间，它能随时保证主存与Cache的数据始终一致，但增加了访存次数。（读操作时不涉及对主存的写操作，更新策划较容易实现。）
说明Cache-主存的地址映像有哪三种方式，说明他们的基本映像原理。
直接映射：将主存空间按Cache的尺寸分区，每区内相同的块号映像到Cache中相同的块位置。优：实现简单；缺：不够灵活
全相连映射：主存中的每一个字块可映射到Cache任何一个字块位置上，当访问一个块中的数据时，块地址要与Cache块表中的所有地址标记进行比较以确认是否命中。
组相连映射：是直接映射和全相连映射的一种折中方案，这种方案将存储空间分为若干组，各组间是直接映射，而组内各块间是全相连映射。
试说明指令周期，机器周期，时钟周期之间的关系。
一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期（节拍），每个指令周期内的机器周期数可以不等，每个机器周期内的节拍数也可以不等。
试说明单译码方式（线选法）和双译码方式（重合法）的区别。
存储芯片内的地址译码器有两种方式：一种是线选法，适用于地址线较少的芯片。地址信号只需经过一个方向的译码器就可以选中某一存储单元的所有位，结构较简单。
另一种是重合法，适用于地址线较多的芯片。地址线分为两组，分别经行地址译码器和列地址译码器，通过两者“与”选中存储单元才能进行读/写。
计算机的五大基本组成是什么？
运算器：用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器里。
存储器：用来存放数据和程序。
控制器：用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算的结果。
输入设备：用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式，常见的有键盘、鼠标等。
输出设备：可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式，如打印机输出等。
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