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向问题的应用语言。10、计算机系统的主要技术指标有哪些?计算机系统的主要技术指标有:机器字长、数据通路宽度、主存储器容量和运算速度等。机器字长是指参与运算的数的基本位数,它是由加法器、寄存器的位数决定的。数据通路宽度是指数据总线一次所能并行传送信息的位数。主存储器容量是指主存储器所能存储的全部信息。运算速度与机器的主频、执行什么样的操作、主存储器本身的速度等许多因素有关。11、试计算采用32×32点阵字形的一个汉字字形占多少字节?存储6763个16×16点阵以及24×24点阵字形的汉字库各需要多少存储容量?答:128B216416B486936B12、海明校验码的编码规则有哪些?答:若海明码的最高位号为m,最低位号为1,即HH…HH,则海明码的编码规则是:mm-121(1)校验位与数据位之和为m,每个校验位P在海明码中被分在位号2i-1的位置上,i其余各位为数据位,并按从低向高逐位依次排列的关系分配各数据位。(2)海明码的每一位位码H(包括数据位和校验位)由多个校验位校验,其关系是被校验i的每一位位号要等于校验它的各校验位的位号之和。13、简述CRC码的纠错原理。答:CRC码是一种纠错能力较强的编码。在进行校验时,将CRC码多项式与生成多项式G(X)相除,若余数为0,则表明数据正确;当余数不为0时,说明数据有错。只要选择适当的生成多项式G(X),余数与CRC码出错位位置的对应关系是一定的,由此可以用余数作为依据判断出错位置从而纠正错码。14、运算器由哪几部分组成?答:运算器的基本结构应包括以下几个部分:(1)能实现算术和逻辑运算功能的部件ALU;(2)存放待加工的信息或加工后的结果信息的通用寄存器组;(3)按操作要求控制数据输入的部件:多路开关或数据锁存器;(4)按操作要求控制数据输出的部件:输出移位和多路开关;(5)计算器与其它部件进行信息传送的总线以及总线接收器与发送器;总线接收器与发送器通常是由三态门构成的。15、主存储器有哪些性能指标?它们的含义是什么?答:存储器的性能指标是对存储器进行设计、使用和提高时的主要依据,存储器性能指标也称为存储器参数。:..(1)存储容量是指一个功能完备的存储器所能容纳的二进制信息总量,即可存储多少位二进制信息代码。(2)存储器速度:存储器取数时间和存储器存取周期(3)数据传输率:单位时间可写入存储器或从存储器取出信息的最大数量,称为数据传输率或称为存储器传输带宽bM(4)可靠性存储器的可靠性是指在规定时间内存储器无故障的情况,一般用平均无故障时间MTBF来衡量。(5)价格:又称成本,它是衡量主存储器经济性能的重要指标。16、主存的基本组成有哪些部分?各部分主要的功能是什么?答:主存储器的基本组成:(1)贮存信息的存储体。一般是一个全体基本存储单元按照一定规则排列起来的存储阵列。存储体是存储器的核心。(2)信息的寻址机构,即读出和写入信息的地址选择机构。这包括:地址寄存器(MAR)和地址译码器。地址译码器完成地址译码,地址寄存器具有地址缓冲功能。(3)存储器数据寄存器MDR。在数据传送中可以起数据缓冲作用。(4)写入信息所需的能源,即写入线路、写驱动器等。(5)读出所需的能源和读出放大器,即读出线路、读驱动器和读出放大器。(6)存储器控制部件。包括主存时序线路、时钟脉冲线路、读逻辑控制线路,写或重写逻辑控制线路以及动态存储器的定时刷新线路等,这些线路总称为存储器控制部件。17、静态MOS存储元、动态MOS存储元各有什么特点?答:在MOS半导体存储器中,根据存储信息机构的原理不同,又分为静态MOS存储器(SRAM)和动态MOS存储器(DRAM),前者利用双稳态触发器来保存信息,只要不断电,信息不会丢失,后者利用MOS电容存储电荷来保存信息,使用时需不断给电容充电才能使信息保持。18、什么是刷新?为什么要刷新?有哪几种常用的刷新方式?答:对动态存储器要每隔一定时间(通常是2ms)给全部基本存储元的存储电容补充一次电荷,称为RAM的刷新,2ms是刷新间隔时间。由于存放信息的电荷会有泄漏,动态存储器的电荷不能象静态存储器电路那样,由电源经负载管源源不断地补充,时间一长,就会丢失信息,所以必须刷新。常用的刷新方式有两种:集中式刷新、分布式刷新。19、简要说明提高存储器速度有哪些措施?答:高速缓冲存储器、多体交叉存储器。20、Cache有哪些特点?答:Cache具有如下特点:(1)位于CPU与主存之间,是存储器层次结构中级别最高的一级。(2)容量比主存小,目前一般有数KB到数MB。(3)速度一般比主存快5~10倍,通常由存储速度高的双极型三极管或SRAM组成。(4)其容量是主存的部分副本。(5)可用来存放指令,也可用来存放数据。(6)快存的功能全部由硬件实现,并对程序员透明。21、如何区别存储器和寄存器?两者是一回事的说法对吗?答:存储器和寄存器不是一回事。存储器在CPU的外边,专门用来存放程序和数据,访问:..存储器的速度较慢。寄存器属于CPU的一部分,访问寄存器的速度很快。22、存储器的主要功能是什么?为什么要把存储系统分成若干个不同层次?主要有哪些层次?答:存储器的主要功能是用来保存程序和数据。存储系统是由几个容量、速度和价格各不相同的存储器用硬件、软件以及硬件与软件相结合的方法连接起来的系统。把存储系统分成若干个不同层次的目的是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。由高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次,其中高速缓冲和主存间称为Cache-主存存储层次(Cache存储系统);主存和辅存间称为主存-辅存存储层次(虚拟存储系统)。23、说明存储周期和存取时间的区别。答:存取周期是指主存进行一次完整的读写操作所需的全部时间,即连续两次访问存储器操作之间所需要的最短时间。存取时间是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。存取周期一定大于存取时间。24、指令格式设计的准则有哪些?答:一台计算机选择怎样的指令格式,涉及多方面因素。一般要求指令的字长要短一些,以得到时间和空间上的优势。但指令也必须有足够的长度以利于增加信息量。再者,指令字长一般应是机器字符长度的整数倍以便存储系统的管理。另外,指令格式的设计还与如何选定指令中操作数地址的位数有关。25、指令是灵活多变的,体现在哪些方面?答:指令是灵活多变的,主要体现在以下几个方面:指令格式多样;寻址方式丰富;指令类型多种;操作码位数可随地址码个数变化而变化(扩展操作码方式);指令长度可变等。26、试比较基址寻址和变址寻址的异同点。答:基址寻址方式和变址寻址方式,在形式上是类似的。但用户可使用变址寻址方式编写程序,而基址寻址方式中对于基址寄存器,用户程序无权操作和修改,由系统软件管理控制程序使用特权指令来管理的。再者基址寻址方式主要用以解决程序在存储器中的定位和扩大寻址空间等问题。27、堆栈是什么?它有什么特点?功能有哪些?答:(1)堆栈的概念?是若干个存储单元(或寄存器)的有序集合,它顺序地存放一组元素。?数据的存取都只能在栈顶单元内进行,即数据的进栈与出栈都只能经过栈顶单元这个“出入口”。?堆栈中的数据采用“先进后出”或“后进先出”的存取工作方式。(2)堆栈结构在计算机中的作用?具有堆栈结构的机器使用零地址指令,这不仅合指令长度短,指令结构简单,机器硬件简化。?实现程序调用,子程序嵌套调用和递归调用。?对于“中断”技术,堆栈更是不可缺少的,保存“断点”和“现场”。(3)堆栈的操作设数据进栈方向为从高地址向低地址发展,当向堆栈压入数据时,SP的内容先自动递减而指向一个新的空栈顶单元,再把数据写入此栈顶单元;当数据弹出堆栈时,立即读出SP所指向的栈顶单元内容,再把SP内容自动递增而指向新的栈顶位置。即:..PUSHX;(SP)-1?SP(X)?(SP)POPX;((SP))?X(SP)+1?SP28、指令长度和机器字长有什么关系?半字长指令、单字长指令、双字长指令分别表示什么?答:指令长度与机器字长没有固定关系,指令长度可以等于机器字长,也可以大于或小于机器字长。通常,把指令长度等于机器字长的指令称为单字长指令;指令长度等于半个机器字长的指令称为半字长指令;指令长度等于两个机器字长的指令称为双字长指令。29、计算机进行程序控制工作的基本原理是怎样的?答:程序控制原理:(1)编程;(2)送MM(通过输入设备);(3)机器工作时,是按一定的序列逐条取出指令,分析指令,执行指令,并自动转到下一条指令执行,直到程序规定的任务完成;(4)程序控制由控制器承担,程序存储由存储器完成。30、控制器的基本功能是什么?基本组成部件包括哪些?答:控制器的基本功能就是负责指令的读出,进行识别和解释,并指挥协调各功能部件执行指令。控制器的基本结构包括:指令部件、时序部件、微操作控制线路、中断控制逻辑。31、微程序控制的基本思想是什么?答:微程序控制技术在现今计算机设计中得到广泛的采用,其实质是用程序设计的思想方法来组织操作控制逻辑。32、说明机器指令和微指令的关系。答:抽象级别不同。机器指令是由一组二进制代码组成的。微指令是具有微地址的控制字。一系列微指令的有序集合构成微程序。在微程序控制逻辑法中,机器指令由微程序实现。格式不同。机器指令包括操作码和操作数地址码字段,微指令根据编译法的不同有多种情况,一般包括微操作信息和下地址字段。33、控制器有哪几种控制方式?各自有什么特点?答:控制器的控制方式可以分为3种:同步控制方式、异步控制方式和联合控制方式。同步控制控制方式的各项操作都由统一的时序信号控制,在每个机器周期中产生统一数目的节拍电位和工作脉冲。这种控制方式设计简单,容易实现;但是对于许多简单指令来说会有较多的空闲时间,造成较大数量的时间浪费,从而影响了指令的执行速度。异步控制方式的各项操作不采用统一的时序信号控制,而根据指令或部件的具体情况决定,需要多少时间,就占用多少时间。异步控制方式没有时间上的浪费,因而提高了机器的效率,但是控制比较复杂。联合控制方式是同步控制和异步控制相结合34、指令和数据都存放在主存,如何识别从主存储器中取出的是指令还是数据?答:指令和数据都存放在主存,它们都以二进制代码形式出现,区分的方法为:(1)取指令或数据时所处的机器周期不同:取指周期取出的是指令;分析、取数或执:..(2)取指令或数据时地址的来源不同:指令地址来源于程序计算器;数据地址来源于地址形成部件。35、什么是微指令和微操作?微程序和机器指令有何关系?微程序和程序之间有何关系?答:微指令是控制计算机各部件完成某个基本微操作的命令。微操作是指计算机中最基本的、不可再分解的操作。微指令和微操作是一一对应的,微指令是微操作的控制信号,微操作是微指令的操作过程。微指令是若干个微命令的集合。微程序是机器指令的实时解释器,每一条机器指令都对应一个微程序。微程序和程序是两个不同的概念。微程序是由微指令组成的,用于描述机器指令,实际上是机器指令的实时解释器,微程序是由计算机的设计者事先编制好并存放在控制存储器中的,一般不提供给用户;程序是由机器指令组成的,由程序员事先编制好并存放在主存放器中。36、比较水平微指令和垂直微指令的优缺点。答:()水平型微指令并行操作能力强、效率高并且灵活性强,而垂直型微指令则较差。(2)水平型微指令执行一条指令的时间短,垂直型微指令执行时间长。3)由水平型微指令解释指令的微程序,因而具有微指令字比较长,但微程序短的特点,而垂直型微指令则正好相反。(4)水平型微指令用户难以掌握,而垂直型微指令与指令相似,相对来说比较容易。37、比较单总线、双总线和多总线结构的性能特点。答:在单总线结构中,要求连接到总线上的逻辑部件必须高速运行,以便在某些设备需要使用总线时,能迅速获得总线控制权;而当不再使用总线时,能迅速放弃总线控制权。否则,由于一条总线由多种功能部件共用,可能导致很大的时间延迟。在双总线结构中,存在2种总线:存储总线,用于CPU与主存储器的信息交换;I/O总线,用于外设与主机的信息交换。在双总线结构的基础之上,为了使高速外设(如磁盘机)能高速度地与主存储器进行数据交换,在高速外设与主存储器之间可以增设直接存储器访问(DMA:ess)方式的高速I/O总线(DMA总线),从而形成多总线结构38、什么叫总线周期、时钟周期、指令周期?它们之间一般有什么关系?答:时钟周期是系统工作的最小时间单位,它由计算机主频决定;总线周期指总线上两个设备进行一次信息传输所需要的时间(如CPU对存储器或I/O端口进行一次读/写操作所需的时间);指令周期指CPU执行一条指令所需要的时间。三者之间的关系是:时钟周期是基本动作单位;一个总线周期通常由n个时钟周期组成;而一个指令周期中可能包含有一个或几个总线周期,也可能一个总线周期都没有,这取决于该指令的功能。39、说明总线结构对计算机系统性能的影响。答:主要影响有以下三方面:(1)最大存储容量单总线系统中,最大内存容量必须小于由计算机字长所决定的可能地址总线。双总线系统中,存储容量不会受到外围设备数量的影响(2)指令系统双总线系统,必须有专门的I/O指令系统:..使用相同指令(3)吞吐量总线数量越多,吞吐能力越大40、接口电路在系统结构中的作用是什么?答:外设接口(或叫作I/O接口)是主机和外设(控制器)之间的实体部件,是实现主机与外设之间信息交换所必不可少的硬件支持。41、接口电路应具备哪些基本功能?答:接口电路应具有的基本的功能:(1)数据的暂存与缓冲;(2)保存设备的工作状态;(3)信息交换方式的控制;(4)通信联络控制;(5)外设的识别;(6)数据格式的变换控制。42、外部设备在系统中如何编址,如何与主机连接?答:通常根据与存储器地址的关系,有两种编址方式。(1)统一编址:指外设接口中的I/O寄存器和主存单元一样看待,将它们和主存单元组合在一起编排地址;或者说,将主存的一部分地址空间用作I/O地址空间。这样就可以用访问主存的指令去访问外设的某个寄存器,因而也就不需要专门的I/O指令,可以简化CPU的设计。(2)单独编址:为了更清楚地区别I/O操作和存储器操作,I/O地址通常与存储地址分开独立编址。这样,在系统中就存在了另一种与存储地址无关的I/O地址,CPU也必须具有专用于输入输出操作的I/O指令和控制逻辑。43、什么是I/O组织方式?有哪几种I/O组织方式?各自的特点是什么?答:I/O组织是指计算机主机与外部设备之间的信息交换方式。计算机主机与外设之间的信息交换方式有5种:程序查询式、中断式、DMA式、通道式、外围处理机方式。从系统结构的观点看,前两种方式是以CPU为中心的控制,都需要CPU执行程序来进行I/O数据传送,而DMA式和通道式这两种方式是以主存贮器为中心的控制,数据可以在主存和外设之间直接传送。对于最后一种方式,则是用微型或小型计算机进行输入和输出控制。程序查询和程序中断方式适用于数据传输率比较低的外设,而DMA、通道和外围处理机使用于数据传输率比较高的外设。程序查询式控制简单,但系统效率很低;中断式通过服务程序完成数据交换,实现了主机与外设的并行性;DMA式通过硬件实现了数据传送,速度快,但只能控制同一类外设;通道式采用执行通道程序实现对不同类型设备的控制和管理,并行性进一步提高;外围处理机方式具有更大的灵活性和并行性。44、查询方式和中断方式的主要异同点是什么?答:两种方式都是以CPU为中心的控制方式,都需要CPU执行程序来进行I/O数据传送。程序查询式控制简单,但系统效率很低,无法实现并行操作;中断式通过服务程序完成数据交换,实现了主机与外设的并行性。45、什么是中断?中断技术给计算机系统带来了什么作用?答:中断是指这样一个过程:当计算机执行正常程序时,系统中出现某些异常情况或特殊请求,CPU暂停它正在执行的程序,而转去处理所发生的事件;CPU处理完毕后,自动返回到原来被中断了的程序继续运行。中断的作用:(1)主机与外部设备并行工作;(2)实现实时处理;(3)硬件故障处理;(4)实现多道程序和分时操作。46、中断系统为什么要进行中断判优?何时进行中断判优?如何进行判优?答:(1)中断优先级有两个方面的含