1．簡述主存與CACHE之間的映象方式。

【答案】主存與CACHE之間的映象方式有直接映象、全相聯(lián)印象、組相聯(lián)印象三種。直接映象是指主存儲器中的每個塊只能夠映象到CACHE中唯一一個指定塊的地址映象方式。全相聯(lián)映象是指每個主存塊都能夠映象到任一CACHE塊的地址映象方式。組相聯(lián)印象是直接映象和全相聯(lián)映象兩種方式的結(jié)合，它將存儲空間分成若干組，在組間采用直接映象方式，而在組內(nèi)采用全相聯(lián)印象方式。

2．簡述存儲器間接尋址方式的含義，說明其尋址過程。

【答案】含義：操作數(shù)的地址在主存儲器中，其存儲器地址在指令中給出。

尋址過程：從指令中取出存儲器地址，根據(jù)這個地址從存儲器中讀出操作數(shù)的地址，再根據(jù)這個操作數(shù)的地址訪問主存，讀出操作數(shù)。

3．微程序控制器主要由哪幾部分構(gòu)成?它是如何產(chǎn)生控制信號的?

【答案】微程序控制器主要由控制存儲器、微指令寄存器μIR、微地址寄存器μAR、地址轉(zhuǎn)移邏輯等構(gòu)成。

操作控制信號的產(chǎn)生：事先把操作控制信號以代碼形式構(gòu)成微指令，然后存放到控制存儲器中，取出微指令時，其代碼直接或譯碼產(chǎn)生操作控制信號。

4．簡述提高總線速度的措施。

【答案】從物理層次：1增加總線寬度；2增加傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度；3縮短總線長度；4降低信號電平；5采用差分信號；6采用多條總線。從邏輯層次：1簡化總線傳輸協(xié)議；2采用總線復(fù)用技術(shù)；3采用消息傳輸協(xié)議。

5．簡述中斷方式的接口控制器功能。

【答案】中斷方式的接口控制器功能：①能向CPU發(fā)出中斷請求信號；②能發(fā)出識別代碼提供引導(dǎo)CPU在響應(yīng)中斷請求后轉(zhuǎn)入相應(yīng)服務(wù)程序的地址；③CPU要能夠?qū)χ袛嗾埱筮M行允許或禁止的控制；④能使中斷請求參加優(yōu)先級排隊。

6．CPU與DMA訪問內(nèi)存沖突的裁決的方法有哪些？

【答案】①CPU等待DMA的操作；②DMA乘存儲器空閑時訪問存儲器；③CPU與DMA交替訪問存儲器。

08真題1.高速緩存Cache用來存放什么內(nèi)容?設(shè)置它的主要目的是什么? (3分)

參考答案：Cache中存放當前活躍的程序和數(shù)據(jù)，作為主存活躍區(qū)的副本。(2分) 設(shè)置它的主要目的是解決CPU 與主存之間的速度匹配。（2分）

2.什么是堆棧?說明堆棧指針SP的作用。(3分)

參考答案：堆棧是一種按先進后出（或說成是后進先出）順序進行存取的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或存儲區(qū)域。常在主存中劃一小塊連續(xù)單元區(qū)作為堆棧。(3分) 堆棧指針SP是用來保存最后進入堆棧的位置（棧頂）的寄存器。(1分)

3.簡述微程序控制方式的基本思想。它有什么優(yōu)點和缺點? (3分)

參考答案：（P132-134）微程序控制的基本思想可歸納為：

（1）將微操作命令以微碼形式編成微指令，并事先固化在控制存儲器（ROM）中。(1分)

（2）將一條機器指令的操作分解為若干微操作序列，用一段微程序?qū)?yīng)地解釋執(zhí)行，微程序中每條微指令所包含的微命令控制實現(xiàn)一步操作。(1分)

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)規(guī)整，有利于設(shè)計自動化；易于修改與擴展，靈活性、通用性強；適于作系列機的控制器，性能價格比較高；可靠性較高，易于診斷與維護。(1分)

缺點：速度相對較慢。（1分）

4.什么是中斷?請說明它的特點和適用場合。(3分)

參考答案：中斷是指在計算機的運行過程中，CPU接到更緊迫的服務(wù)請求而暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，以處理某些隨機事態(tài)；并在處理完畢后自動恢復(fù)原程序的執(zhí)行。(2分) 主要特點是具有隨機性，通過執(zhí)行程序來處理隨機事件。(1分) 它適用于中低速I/O操作的管理，以及處理隨機發(fā)生的復(fù)雜事件。(1分)

5.什么是串行總線?什么是并行總線?試比較它們的應(yīng)用場合。(3分)

參考答案：串行總線采用一條數(shù)據(jù)線；并行總線采用多條線路并行地傳輸數(shù)據(jù)信號。(2分) 串行總線一般用于較長距離的較低速率的數(shù)據(jù)傳輸；并行總線一般用于較短距離的高速數(shù)據(jù)傳輸。(2分)

07真題1.半導(dǎo)體隨機訪問存儲器芯片主要有哪兩種類型？(5分)

參考答案：主要有靜態(tài)存儲器（SRAM）芯片和動態(tài)存儲器（DRAM）芯片。

2.簡述CISC和RISC的含義。(5分)

參考答案：CISC：復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機，其指令條數(shù)較多，指令功能和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，進而機器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（2分）RISC：精簡指令系統(tǒng)計算機，其指令條數(shù)較少，指令結(jié)構(gòu)和功能簡單，進而機器結(jié)構(gòu)簡單，提高了機器的性能價格比。（3分）

3.微指令執(zhí)行周期與指令執(zhí)行周期的對應(yīng)關(guān)系是什么？(5分)

參考答案：（1）一條機器指令對應(yīng)一段微程序；（1.5分）（2）指令從主存中讀取，微指令從控制存儲器中讀??；（2分）（3）每個機器周期對應(yīng)一個微指令周期。（1.5分）

5.何謂I/O接口？外圍設(shè)備編址有哪兩大類方法？(5分)

參考答案：I/O接口是主機與外設(shè)之間的交接界面；（3分）外設(shè)編址有統(tǒng)一編址法和單獨編址法。（2分）

6.簡述在程序查詢輸入輸出方式下，計算機進行輸入操作的過程。(5分)

參考答案：過程是：（1）CPU啟動外設(shè)，命令外設(shè)進行讀操作；（1.5分）（2）CPU讀取外設(shè)的狀態(tài)，等待輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送準備就緒；（1.5分）（3）CPU從數(shù)據(jù)總線輸入數(shù)據(jù)，放在內(nèi)部的寄存器中。（2分）

第五章1．在CPU中，哪些寄存器屬于控制用的指令部件？它們各起什么作用？（5分）

【答案】：（1）程序計數(shù)器PC，提供取指地址，從而控制程序執(zhí)行順序。

（2）指令寄存器IR，存放現(xiàn)行指令，作為產(chǎn)生各種微操作命令的基本邏輯依據(jù)。

（3）程序狀態(tài)寄存器PS，記錄程序運行結(jié)果的某些特征標志，或用來設(shè)置程序運行方式與優(yōu)先級，參與形成某些微操作命令。

2．硬連線控制器如何產(chǎn)生微命令？產(chǎn)生微命令的主要條件是哪些？

【答案】：硬連線控制器依靠組合邏輯電路產(chǎn)生命令；（1分）

組合邏輯電路的輸入是產(chǎn)生微命令的條件，主要有：①指令代碼；②時序信號；③程序狀態(tài)信息與標志位；④外部請求信號。（4分）

3．微程序控制器怎么產(chǎn)生操作控制信號，這種控制器有何優(yōu)缺點？

【答案】：操作控制信號的產(chǎn)生：事先把操作控制信號以代碼形式構(gòu)成微指令，然后存放到控制存儲器中，取出微指令時，其代碼直接或譯碼產(chǎn)生操作控制信號。

優(yōu)點：規(guī)整、易于修改和擴展。

缺點：速度較慢。

4．當讀取并執(zhí)行一條指令時，控制器的主要功能是什么？

【答案】：①從主存取指令，并計算下一條指令在主存中的地址；

②對指令進行譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號；

③控制指令執(zhí)行的步驟和數(shù)據(jù)流動的方向。

5．與硬連線控制器相比，微程序控制器有哪些優(yōu)缺點？

【答案】：與硬連線控制器相比，微程序控制器的優(yōu)點是設(shè)計規(guī)整、易于修改和擴展。缺點是比硬連線控制器速度慢。

6．硬連線控制器主要由哪幾部分構(gòu)成？它是如何產(chǎn)生控制信號的？

【答案】：硬連線控制器主要由時鐘源、環(huán)形脈沖發(fā)生器、控制信號編碼器電路和指令譯碼器電路構(gòu)成。硬連線控制器采用組合邏輯與時鐘信號結(jié)合的方式產(chǎn)生控制信號。

第六章（2000年）1．何謂存儲總線？何謂I/O總線？各有何特點？（4分）

【答案】：存儲總線是連接CPU和主存儲器之間的專用總線，速度高。

1/O總線是連接主機（CPU）與1/O設(shè)備之間的總線，可擴展性好。

2．總線的分類方法主要有哪幾種？請分別按這幾種法說明總線的分類。

【答案】：①按傳送格式分為：串行總線、并行總線；②按時序控制方式分為：同步總線（含同步擴展總線）、異步總線；③按功能分為：系統(tǒng)總線、CPU內(nèi)部總線、各種局部總線。

3．何謂串行傳輸，有何優(yōu)缺點?適用什么場合？

【答案】：串行傳輸是指數(shù)據(jù)的傳輸在一條線路上按位進行。

優(yōu)點：線路成本低。

缺點：傳送速度慢。

適用場合：主機與低速外設(shè)間的傳送、遠距離通信總線的數(shù)據(jù)傳送、系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送。

4．總線的同步通信方式與異步通信方式有什么區(qū)別？各適用于哪些場合？

【答案】：同步通信方式中：數(shù)據(jù)傳送操作由統(tǒng)一的時序信號同步定時控制，有嚴格的時鐘周期劃分，總線操作有固定的時序，設(shè)備之間沒有應(yīng)答信號。適合各設(shè)備速度固定且一致（或差異不大）的場合。異步通信方式中：數(shù)據(jù)傳送操作所需時間視需要而定，總線操作周期時間不固定，沒有時鐘周期劃分，設(shè)備之間采用握手信號的應(yīng)答方式。適合：各設(shè)備速度差異較大的場合。

5．串行總線和并行總線有何區(qū)別? 各適用于什么場合？

【答案】：串行總線的數(shù)據(jù)傳輸是在一條線路上按位進行。線路成本低，傳送速度慢。適用場合：主機與低速外設(shè)間的傳送、遠距離通信總線的數(shù)據(jù)傳送、系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送。

并行總線的每個數(shù)據(jù)位都需要單獨一條傳輸線，所有的數(shù)據(jù)位同時進行傳輸。線路成本高，傳送速度快。適用場合：短距離的高速數(shù)據(jù)傳輸。

6．系統(tǒng)總線接口有哪幾項基本功能？

【答案】：①控制：傳遞總線上的控制信息，主設(shè)備會通過總線接口向從設(shè)備發(fā)出控制信息。②數(shù)據(jù)緩存：在總線傳遞信息時，在總線接口中臨時存放數(shù)據(jù)。③狀態(tài)設(shè)置通過總線和轉(zhuǎn)換從設(shè)備的工作信息，便于主設(shè)備了解從設(shè)備的信息。④數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：某些總線接口需要對傳遞的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換。⑤整理：對接口本身進行調(diào)整。

⑥程序中斷。

7．什么是總線裁決？總線裁決有哪幾種方式？

【答案】：總線裁決就是決定總線由哪個設(shè)備進行控制。

總線裁決方式可分為集中式裁決和分布式裁決兩種。

集中式裁決將總線的控制功能用一個專門的部件實現(xiàn)，這個部件可以位于連接在總線的某個設(shè)備上。當一個設(shè)備需要向共享總線傳輸數(shù)據(jù)時，它必須先發(fā)出請求，在得到許可時才能發(fā)出數(shù)據(jù)。裁決部件接收來自各個設(shè)備的總線使用請求信號，向其中某一個設(shè)備發(fā)出總線許可信號。

分布式裁決將控制功能分布在連接在總線上的各設(shè)備中，一般是固定優(yōu)先級的。每個設(shè)備分配一個優(yōu)先號，發(fā)出總線請求的設(shè)備將自己的優(yōu)先號送往請求線上，與其他設(shè)備的請求信號構(gòu)成一個合成信號，并將這個合成裁決信號讀入以判斷是否有優(yōu)先級更高的設(shè)備申請總線。這樣可使得優(yōu)先級最高的設(shè)備獲得總線使用權(quán)。8．集中式裁決有哪幾種方式：

【答案】：鏈式查詢方式（菊花鏈方式）：各申請總線的設(shè)備合用一條總線作為請求信號線，而總線控制設(shè)備的響應(yīng)信號線則串接在各設(shè)備間。

計數(shù)器定時查詢方式：集中式總線裁決方式之一，設(shè)備要求使用總線時通過一條公用請求線發(fā)出，總線控制器按計數(shù)的值對各設(shè)備進行查詢。

獨立請求方式：集中式總線裁決方式之一，每一個設(shè)備都有一個獨立的總線請求信號線送到總線控制器，控制器也給各設(shè)備分別發(fā)送一個總線響應(yīng)信號。

獨立請求方式可以和鏈式查詢方式結(jié)合，構(gòu)成分組鏈式查詢方式。

9．提高總線速度的措施。

【答案】：從物理層次：1．增加總線寬度；2．增加傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度；3．縮短總線長度；4．降低信號電平；5．采用差分信號；6．采用多條總線。從邏輯層次：1．簡化總線傳輸協(xié)議；2．采用總線復(fù)用技術(shù)；3．采用消息傳輸協(xié)議。

10．什么是串行接口？什么是并行接口？他們與系統(tǒng)總線及I/O設(shè)備之間的傳遞格式分別是什么？

【答案】：串行接口和并行接口都是總線與設(shè)備之間的接口部件，但與設(shè)備間的數(shù)據(jù)格式不同。串行接口與外設(shè)之間串行，與系統(tǒng)總線之間并行。并行接口與外設(shè)之間并行，與系統(tǒng)總線之間并行。

第七章1．以DMA方式實現(xiàn)傳送，大致可分為哪幾個階段？（3分）

【答案】：①DMA傳送前的預(yù)置階段（DMA初始化）；

②數(shù)據(jù)傳送階段（DMA傳送）；

③傳送后的結(jié)束處理。

2．何謂中斷方式？它主要應(yīng)用在什么場合？請舉二例。

【答案】：①中斷方式指：CPU在接到隨機產(chǎn)生的中斷請求信號后，暫停原程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序，以處理該隨機事件，處理完畢后返回并繼續(xù)執(zhí)行原程序；

②主要應(yīng)用于處理復(fù)雜隨機事件、控制中低速1/O；

③例：打印機控制，故障處理。

3．在DMA 方式預(yù)處理（初始化）階段，CPU 通過程序送出哪些信息？

【答案】：向DMA控制器及I/O接口（分離模式或集成模式均可）分別送出以下信息：①測試設(shè)備狀態(tài)，預(yù)置DMA控制器工作方式；

②主存緩沖區(qū)首址，交換量，傳送方向；

③設(shè)備尋址信息，啟動讀／寫。

4．中斷接口一般包含哪些基本組成？簡要說明它們的作用。

【答案】：①地址譯碼。選取接口中有關(guān)寄存器，也就是選擇了I/O設(shè)備。

②命令字／狀態(tài)字寄存器。供CPU輸出控制命令，調(diào)回接口與設(shè)備的狀態(tài)信息。

③數(shù)據(jù)緩存。提供數(shù)據(jù)緩沖，實現(xiàn)速度匹配。

④控制邏輯。如中斷控制邏輯、與設(shè)備特性相關(guān)的控制邏輯等。

5．何謂DAM方式？說明它的適用場合。

【答案】：定義：由DMA控制器控制系統(tǒng)總線，直接依靠硬件實現(xiàn)主存與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)直傳，傳送期間不需要CPU程序干預(yù)。

適用場合：高速、批量數(shù)據(jù)的簡單傳送。

6．何謂多重中斷？如何保證它的實現(xiàn)？

【答案】：多重中斷：CPU在響應(yīng)處理中斷過程中，允許響應(yīng)處理更高級別的中斷請求，這種方式稱為多重中斷。

實現(xiàn)方法：在中斷服務(wù)程序的起始部分用一段程序來保存現(xiàn)場、送新屏蔽字以屏蔽同級別和低級別的中斷請求、然后開中斷，這樣CPU就可響應(yīng)更高級別的中斷請求，實現(xiàn)多重中斷。

7．試對程序中斷方式和DMA 方式各分別舉出二種應(yīng)用例子。

【答案】：中斷方式常用于打印機輸出、鍵盤輸入等；

DMA方式常用于讀／寫磁盤、讀／寫磁帶等。

8．主機與外圍設(shè)備之間信息傳送的控制方式有哪幾種？采用哪種方式CPU 效率最低？

【答案】：主機與外圍設(shè)備之間信息傳送的控制方式有四種：程序查詢方式、中斷方式、DMA方式和通道方式。程序查詢方式CPU 效率最低。

9．試比較中斷方式與DMA 方式的主要異同，并指出它們各自應(yīng)用在什么性質(zhì)的場合。

【答案】：相同點：這兩種方式下，主機和I/O設(shè)備都是并行工作。

不同點：中斷方式在CPU響應(yīng)了I/O設(shè)備的中斷請求后，要暫?，F(xiàn)行程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)為I/O設(shè)備服務(wù)。DMA 方式直接依靠硬件實現(xiàn)主存與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)直傳，傳送期間不需要CPU程序干預(yù)，CPU可繼續(xù)執(zhí)行原來的程序，CPU效率比中斷方式。

DMA 方式適用場合：高速、批量數(shù)據(jù)的簡單傳送。

中斷方式適用場合：處理復(fù)雜隨機事件、控制中低速1/O設(shè)備。

10．基本的DMA控制器的主要部件有哪些？

【答案】：基本的DMA控制器的主要部件有：地址寄存器、長度計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、標志寄存器、命令寄存器、控制邏輯等。

11．簡述多重中斷系統(tǒng)中CPU響應(yīng)處理一次中斷的步驟。

【答案】：①關(guān)中斷；②保存現(xiàn)場信息；③判別中斷條件；④開中斷；⑤執(zhí)行中斷服務(wù)程序；⑥關(guān)中斷；⑦恢復(fù)現(xiàn)場信息；⑧開中斷。

12．中斷方式的接口控制器功能：能向CPU發(fā)出中斷請求信號；能發(fā)出識別代碼提供提供引導(dǎo)CPU在響應(yīng)中斷請求后轉(zhuǎn)入相應(yīng)服務(wù)程序的地址；CPU要能夠?qū)χ袛嗾埱筮M行允許或禁止的控制；能使中斷請求參加優(yōu)先級排隊。

13．CPU與外圍設(shè)備進行通信有三種類型：①CPU向外圍設(shè)備發(fā)出操作控制命令；②外圍設(shè)備向CPU提供狀態(tài)信息；③數(shù)據(jù)在CPU和外圍設(shè)備之間傳遞。

14．中斷裁決機制：輪詢、菊花鏈、獨立請求。

15．CPU與DMA訪問內(nèi)存沖突的裁決的三種方法：①CPU等待DMA的操作；②DMA乘存儲器空閑時訪問存儲器；③CPU與DMA交替訪問存儲器。

16．CPU啟動DMA的步驟：①測試設(shè)備狀態(tài)；②寫存儲器地址寄存器；③寫長度計數(shù)器；④啟動DMA控制邏輯。

17．通道的三種類型：

選擇通道：它與設(shè)備之間的傳輸一直維持到設(shè)備請求的傳輸完成為止，然后為其它外圍設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寬度是可變的，通道中包含一個保存IO數(shù)據(jù)傳輸所需的參數(shù)寄存器。

數(shù)組多路通道：以數(shù)組為單元在若干高速傳輸操作之間進行交叉復(fù)用。

字節(jié)多路通道：用于連接多個慢速的和中速的設(shè)備，這些設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送以字節(jié)為單位，字節(jié)交叉模式、猝發(fā)模式。

18．字節(jié)多路通道與數(shù)組多路通道的區(qū)別：首先數(shù)組多路通道允許多個設(shè)備同時工作，但只允許一個設(shè)備進行傳輸型操作，而其它設(shè)備進行控制型操作；字節(jié)多路通道不僅允許多個設(shè)備操作，而且允許它們同時進行傳輸型操作。其次，數(shù)組多路通道與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送的基本單位是數(shù)據(jù)塊，通道必須為一個設(shè)備傳送完一個數(shù)據(jù)塊以后才能為別的設(shè)備傳送數(shù)據(jù)，而字節(jié)多路通道與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送基本單位是字節(jié)，各設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送是以字節(jié)為單位交替進行的。

19．通道的功能：①接受CPU的I/O操作指令，按指令要求控制外圍設(shè)備；②從內(nèi)存中讀取通道程序，并執(zhí)行，即向設(shè)備控制器發(fā)送各種命令；③組織和控制數(shù)據(jù)在內(nèi)存與外設(shè)之間的傳送操作；④讀取外設(shè)的狀態(tài)信息，形成整個通道的狀態(tài)信息，提供給CPU或保存在內(nèi)存中；⑤向CPU發(fā)出IO操作中斷請求，將外圍設(shè)備的中斷請求和通道本身的中斷請求按次序報告CPU。

其它

1.總線連接方式中，各部件都可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，怎樣避免信號發(fā)送中的沖突？(5分)

參考答案：從電路的角度，總線的連接方式是一種公用線路的連接方式?？偩€是一組公共的傳輸線，為保證總線所傳輸?shù)男盘柕挠行?，?yīng)控制總線信號的發(fā)送，連接在總線上的設(shè)備不能同時有多個設(shè)備向總線發(fā)送信息。為避免信號發(fā)送中的沖突，保證傳輸信息的正確性，連接在總線上的設(shè)備必須通過總線驅(qū)動電路向總線發(fā)送信號?？偩€驅(qū)動電路可由三態(tài)輸出電路或集電極開路門電路構(gòu)成，并用一個控制信號控制它的輸出端。當總線驅(qū)動電路的控制端信號有效時，驅(qū)動電路向總線輸出信號；控制信號無效時，驅(qū)動電路處于高阻狀態(tài)?？刂破鞅ＷC在任何時刻只有一個部件的總線輸出控制信號是有效的，這樣就避免了總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臎_突。

2.有些指令的操作碼為什么要采用可變長度？(5分)

參考答案：固定長度操作碼可使得計算機對指令的譯碼方法十分簡單，但它不便于指令的擴展。采用可變長度操作碼的編碼主要有兩種情況，一種情況是為了縮短操作碼的平均長度。根據(jù)指令使用的概率進行編碼，先對使用較頻繁的指令用位數(shù)較少的代碼進行編碼，然后對剩下的碼字進行擴展編碼，作為使用不頻繁的指令的操作碼。如教材中例4-1中所示的。另一種可變長度操作碼的編碼的情況是為了增加新的指令。原來的指令中的操作碼中剩下的碼字不夠用，通過對剩下的碼字進行位擴充，增加操作碼長度，可以增加更多的指令。

3.什么是總線的勻時傳輸方式？它有什么用途？(5分)

參考答案：總線的勻時傳輸方式就是一種傳輸數(shù)據(jù)流的實時傳輸方式。它要求在傳輸?shù)倪^程中不但延遲的時間少，而且要求時間延遲均勻。勻時傳輸方式主要用于傳輸音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù)流。USB總線能夠支持勻時傳輸方式。

4.什么是訪存局部性規(guī)律？它是如何形成的？(5分)

參考答案：訪問的局部性是對大量的程序訪存行為進行的分析發(fā)現(xiàn)的特征，CPU對存儲器的訪問在一段時間內(nèi)總是集中在存儲器的某一部分區(qū)域中。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是程序執(zhí)行的順序特征、循環(huán)特征和子程序調(diào)用特征。當一個循環(huán)程序在執(zhí)行時，CPU反復(fù)讀取存儲器中構(gòu)成循環(huán)的一組指令。當調(diào)用子程序時，子程序的一組指令從存儲器中讀入。這種指令讀取就存在局部性的特征。對于數(shù)據(jù)的訪問也存在局部性特征，如查表程序逐項地讀取一個表格的各個數(shù)據(jù)，它們讀存儲在存儲器中相鄰的地方。循環(huán)或者遞歸的程序總是訪問相同或者相鄰的數(shù)據(jù)，如數(shù)組數(shù)據(jù)。

5..磁道的索引有什么作用？扇區(qū)地址有什么作用？(5分)

參考答案：（P195）磁道的索引表示一個磁道的開始位置。磁盤控制器根據(jù)索引標志對磁道中的扇區(qū)進行定位。扇區(qū)地址是尋找扇區(qū)的依據(jù)。表示磁道中某一個扇區(qū)的起始位置。

6.串行總線和并行總線分別適用于什么樣的數(shù)據(jù)傳輸？(5分)

參考答案：串行總線的線路成本較低，一般用于較長距離的數(shù)據(jù)傳輸；并行總線的傳輸帶寬較高，主要用于高速數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離較短。

7.形成微地址的斷定方法的原理是什么？(10分)

參考答案：在斷定方式中，下一條微指令的微地址包含在當前微指令的代碼中，在每一條微指令都具有分支的功能，不需要專門的轉(zhuǎn)移微指令。每一條微指令中的下址字段指定下一條微指令的微地址。為處理微程序的條件轉(zhuǎn)移，引入兩個下址字段，根據(jù)條件選擇其中一個下址字段作為下一條微指令的微地址。

1.什么是數(shù)據(jù)的對齊方式？為什么要有對齊方式？(5分)

參考答案：如果將存儲器空間表示一個字一行的形式，那么當一個數(shù)據(jù)字存儲在一行的位置時就是字對齊的存儲方式。判斷的方法是，如果一個字的存儲地址（字節(jié)地址）是字長（字節(jié)數(shù)）的整數(shù)倍，那么這個字是字對齊的，對于32位的數(shù)據(jù)字，它是4字節(jié)的，所以地址應(yīng)當是4的整數(shù)倍。數(shù)據(jù)字對齊存儲可以提高數(shù)據(jù)的讀寫速度。

2.寬字存儲器和多體交叉存儲器有什么區(qū)別？(5分)

參考答案：寬字存儲器和多體交叉存儲器都是從結(jié)構(gòu)上提高存儲器性能的方法，用增加訪存并行性的方法提高存儲器的吞吐率。它們都不能提高存儲器的訪問時間。寬字存儲器在一個控制器的控制下進行操作，對連續(xù)的多個數(shù)據(jù)字進行訪問，只能提高連續(xù)訪問方式下的訪存速率。多體交叉存儲器由多個存儲器控制電路，分別控制各個存儲體。各存儲體獨立工作，只要相繼訪問的數(shù)據(jù)不在同一個存儲體中，就不會發(fā)生沖突，可以并行操作而提高訪存的速率。

3.訪存局部性規(guī)律有什么用處？(5分)

參考答案：根據(jù)訪存局部性規(guī)律，我們不需要把所有的存儲區(qū)域都用昂貴的高速電路來實現(xiàn)，可以根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)的訪問概率把程序運行時訪問最頻繁的數(shù)據(jù)放在速度最高的存儲器件中，而把不頻繁訪問的數(shù)據(jù)放在速度較低，成本也較低的存儲器件中，從而使得存儲器的平均訪問時間接近于高速存儲器，而成本則較低。

4.形成微地址的增量方法的原理是什么？(5分)

參考答案：在增量方式中，讓多數(shù)微指令按順序執(zhí)行，用專門的轉(zhuǎn)移微指令實現(xiàn)微程序的分支。將微程序中的各條微指令按執(zhí)行順序安排在控制存儲器中，后繼微地址由現(xiàn)行微地址加1得到。在按順序執(zhí)行時，用微程序計數(shù)器μPC來產(chǎn)生下一條微指令的微地址；在微程序中需要不按存儲順序執(zhí)行微指令時，通過轉(zhuǎn)移方式，用一條轉(zhuǎn)移微指令轉(zhuǎn)向指定的微指令。

5.什么是cache的替換策略？有哪些替換策略？(5分)

參考答案：在全相聯(lián)和組相聯(lián)的cache中，當從主存將數(shù)據(jù)塊調(diào)入cache時發(fā)生沖突時，可以選擇將某一個數(shù)據(jù)塊替換出去，以騰出位置存放新的數(shù)據(jù)塊。選擇替換的數(shù)據(jù)塊的目的是減少塊沖突，選擇的方法稱為替換策略，或稱替換算法。替換算法有先進先出、LRU和隨機法。

6.單獨編址法和統(tǒng)一編址法之間有什么區(qū)別？(5分)

參考答案：在統(tǒng)一編址法中將輸入輸出設(shè)備中的控制寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器和內(nèi)存單元一樣看待，可用訪問內(nèi)存的指令來訪問輸入輸出設(shè)備接口中的某個寄存器。統(tǒng)一編址法的優(yōu)點是可以利用許多訪存指令進行輸入輸出操作。它的缺點是外設(shè)占用了存儲器的地址空間，減少了有效存儲器空間，而且會影響存儲器管理和存儲空間的擴展。單獨編址法中采用專門的地址空間和控制信號進行輸入輸出操作，內(nèi)存的地址空間和輸入輸出設(shè)備的地址空間分開，需要使用專門的輸入輸出指令。訪問存儲器和訪問外圍設(shè)備采用不同的指令，兩者不會產(chǎn)生混淆。單獨編址法需要增加指令的數(shù)量，使CPU的指令處理比較復(fù)雜。

1.在程序狀態(tài)寄存器中，特征位N、Z、V、C、P分別表示什么？(5分)

參考答案：程序狀態(tài)寄存器中的特征位用于條件判斷，其含義為：N 負數(shù)標志，如果結(jié)果為負數(shù)則設(shè)置為1，否則清0 Z 零標志，如果結(jié)果為零則設(shè)置為1，否則清0 V 溢出標志，如果結(jié)果數(shù)據(jù)溢出則設(shè)置為1，否則清0 C 進位標志，如果結(jié)果產(chǎn)生了進位則設(shè)置為1，否則清0 P 校驗位，如果結(jié)果中有奇數(shù)個1時為1，有偶數(shù)個1時為0

2.衡量圖像顯示設(shè)備的主要性能指標有哪些？(5分)

參考答案：衡量圖像顯示設(shè)備的主要性能指標有分辨率和灰度級。分辨率以圖像點陣數(shù)為標志。點陣數(shù)越多，顯示器中顯示的像素就越多，分辨率就越高。顏色灰度級是指顯示器所顯示的像素點的亮度差別。顯示器的灰度級越多，顯示的圖像層次就越豐富逼真。而像素的灰度級越多，表示像素需要的信息代碼位數(shù)就越多，需要的顯示存儲器也越大。

3.數(shù)據(jù)通路有哪兩種形成的方法？各有哪些特點(5分)

參考答案：（P116-117）數(shù)據(jù)通路的建立一般有以下兩種方法：用總線結(jié)構(gòu)和用專用的通路。在總線結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通路中，在各寄存器以及ALU之間建立一條或者幾條數(shù)據(jù)總線，寄存器間的數(shù)據(jù)傳輸通過這些總線完成。在總

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線結(jié)構(gòu)中，可同時進行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量取決于總線的數(shù)量?？偩€上可以有多個模塊同時接收數(shù)據(jù)，但任一時刻只能有一個模塊向同一條總線發(fā)送數(shù)據(jù)。在專用通路結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通路中，在各寄存器與ALU之間建立專用的數(shù)據(jù)傳輸與接收的通路，這種方式下各專用通路的數(shù)據(jù)傳輸互不相關(guān)，控制比較簡單，各寄存器之間的數(shù)據(jù)傳輸可以并行進行，但在部件數(shù)量多的情況下需要建立的通路數(shù)量很多，需要合理安排連接結(jié)構(gòu)。

4.磁盤的信息讀寫原理是什么？(5分)

參考答案：磁盤通過磁頭線圈的電流記錄或讀取信息。磁頭由磁心和線圈組成，盤片的磁層經(jīng)過磁頭的下面。寫操作時，在磁頭線圈的作用下，磁頭上形成磁場，使得盤片上的相應(yīng)點被磁化。不同的磁化狀態(tài)表示不同的數(shù)據(jù)。讀操作時，盤片的磁場感應(yīng)磁頭，使得磁頭線圈中產(chǎn)生電流，不同的電流方向代表不同的數(shù)據(jù)。電流信號放大后就可被計算機接收。

5.微指令控制字的編碼方式有哪些？(5分)

參考答案：（P134-135）微指令控制字的編碼方式有直接表示法、編碼表示法和混合表示法。直接表示法微指令將每個控制信號都作為微指令中的一個位，這些控制信號同時有效時可控制有關(guān)部件同時進行操作。

6.固定長度的操作碼與可變長度的操作碼各有哪些特點？(5分)

參考答案：在固定長度的操作碼中，所有的指令操作碼長度相同，它便于指令的譯碼。但指令的擴展性差，如果n位操作碼的2n種操作碼都定義完成，就不能再增加新的指令?？勺冮L度的操作碼便于增加新的指令，如果將常用指令用較短的操作碼，不常用指令用較長的操作碼，則可以縮短指令操作碼的平均長度。但可變長度的操作碼使得指令譯碼變得復(fù)雜。

7.DMA控制器有哪些功能？(10分)

參考答案：DMA控制器在一般系統(tǒng)總線接口的基礎(chǔ)上增加了對存儲器進行方式的電路。除了一般接口的功能外，DMA控制器能夠控制對存儲器的訪問以及數(shù)據(jù)的輸入輸出。DMA訪存的數(shù)據(jù)地址是一個連續(xù)的數(shù)據(jù)塊，DMA 控制器能夠用計數(shù)的方法生成所有的數(shù)據(jù)地址，同時對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行計數(shù)。

1.系統(tǒng)總線接口的基本功能是什么？(5分)

參考答案：系統(tǒng)總線接口的基本功能是控制、數(shù)據(jù)緩存、狀態(tài)設(shè)置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、整理和程序中斷等。

2.衡量通道性能的指標是什么？(5分)

參考答案：衡量通道性能的指標是通道的流量，它指通道在傳送數(shù)據(jù)時，單位時間內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，如每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)B/s。

3.針式打印機如何打印文字？如何打印圖形？(5分)

參考答案：針式打印機在文字打印方式下，能夠?qū)⒅鳈C送來的文字編碼轉(zhuǎn)換成文字的點陣信息。主機只要向打印機發(fā)送ASCII代碼或者漢字機內(nèi)碼，打印機根據(jù)文字代碼從字符發(fā)生器中得到字符的點陣，然后將點陣打印出來。字符發(fā)生器中存儲了每個文字的點陣信息。在圖形打印方式下，主機直接將圖形的點陣信息發(fā)送給打印機，打印機直接將點陣信息打印出來。

4.SRAM和DRAM存儲器芯片各有什么特點？(5分)

參考答案：SRAM存儲器單元由6個晶體管來存儲一位信息，而DRAM存儲器由一個電容器和一個晶體管構(gòu)成，所以DRAM的成本較低。在同樣集成電路規(guī)模的情況下，DRAM存儲器芯片的容量較大。但是，DRAM芯片的訪問需要兩次輸入地址，還需要對電容進行刷新等，所以DRAM芯片的訪問速度較慢。

5.一條微指令分為哪些部分？各起什么作用？(5分)

參考答案：一條微指令分為操作控制部分和順序控制部分。操作控制部分包含一個機器周期中每個微操作所需的全部控制信號的編碼，用來發(fā)出管理和指揮全機工作的控制信號，即控制字。順序控制部分用來決定產(chǎn)生下一條微指令的地址，指出下一條微指令代碼在控制存儲器中的存儲位置。

6.計算機指令中包含哪些信息？怎樣表示這些信息？(5分)

參考答案：計算機指令中包含的信息有操作的類型、操作數(shù)的存儲位置、操作結(jié)果的存儲位置等。指令中一般用不同的代碼段表示上述不同的信息，各個代碼段構(gòu)成指令的格式。一般指令格式中包含操作碼字段和各操作數(shù)地址碼字段。指令格式中規(guī)定了指令中編碼字段的個數(shù)、各個字段的位數(shù)以及各個字段的編碼方式。

7.試敘述分布式總線裁決的一般過程。(10分)

參考答案：各部件發(fā)出請求，同時檢測其他部件請求。如果其他請求的部件優(yōu)先級比本部件高，則本部件不能立即使用總線；如果其他請求部件的優(yōu)先級較低，則本部件就贏得裁決而可以立即使用總線。

1.什么是集中式總線裁決？有哪些裁決方法？(5分)

參考答案：（P149-150）集中式總線裁決采用一個專用的裁決部件進行總線的裁決，主要有鏈式查詢方式、計數(shù)器定時查詢方式和獨立請求方式。

2.在一個采用向量中斷的系統(tǒng)中，將各個外圍設(shè)備用菊花鏈連接起來，試描述中斷源的識別、中斷的裁決以及中斷服務(wù)程序入口地址的形成過程。(5分)

參考答案：在該系統(tǒng)中，當多個設(shè)備同時發(fā)出中斷請求時，首先進行裁決，中斷許可信號串行地依次傳遞給各個外設(shè)，發(fā)出外設(shè)的設(shè)備在收到中斷許可信號后將中斷向量放到總線上，CPU收到中斷響應(yīng)后就響應(yīng)這個設(shè)備的請求，這樣既完成了中斷裁決，又完成了中斷源識別。然后CPU根據(jù)中斷向量查找中斷向量表得到服務(wù)程序的入口地址。

3.試敘述分布式總線裁決的一般過程。(5分)

參考答案：各部件發(fā)出請求，同時檢測其他部件請求。如果其他請求的部件優(yōu)先級比本部件高，則本部件不能立即使用總線；如果其他請求部件的優(yōu)先級較低，則本部件就贏得裁決而可以立即使用總線。

4.總線中為什么要采用消息傳送方式傳輸數(shù)據(jù)？(5分)

參考答案：總線中采用消息傳送方式傳輸數(shù)據(jù)是為了提高數(shù)據(jù)傳輸速度，減少總線信號線數(shù)量，減少通信中同步操作的開銷。

5.轉(zhuǎn)子程序指令與一般轉(zhuǎn)移指令有什么區(qū)別？(5分)

參考答案：轉(zhuǎn)子程序的指令和一般轉(zhuǎn)移指令都要指定轉(zhuǎn)移目標地址。此外，在執(zhí)行轉(zhuǎn)子程序指令時還要將PC的值保存起來，以便于子程序的返回。通常在執(zhí)行轉(zhuǎn)子程序指令時將PC的值保存在堆棧中，返回指令從堆棧中取出這個返回地址。

6.形成微地址的增量與斷定結(jié)合的方法的原理是什么？(5分)

參考答案：結(jié)合方式把增量方式與斷定方式結(jié)合起來，用μPC指定下一個微地址，代替一個下址字段。在這種方式中，將μPC的計數(shù)值作為分支時兩個下址中的一個，下址字段給出轉(zhuǎn)移成功時的下址。為了確定轉(zhuǎn)移的條件，在微指令中用表示轉(zhuǎn)移條件的字段BCF，下址字段則稱為轉(zhuǎn)移地址字段BAF。

1.單獨編址法和統(tǒng)一編址法之間有什么區(qū)別？(10分)

參考答案：在統(tǒng)一編址法中將輸入輸出設(shè)備中的控制寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器和內(nèi)存單元一樣看待，可用訪問內(nèi)存的指令來訪問輸入輸出設(shè)備接口中的某個寄存器。統(tǒng)一編址法的優(yōu)點是可以利用許多訪存指令進行輸入輸出操作。它的缺點是外設(shè)占用了存儲器的地址空間，減少了有效存儲器空間，而且會影響存儲器管理和存儲空間的擴展。單獨編址法中采用專門的地址空間和控制信號進行輸入輸出操作，內(nèi)存的地址空間和輸入輸出設(shè)備的地址空間分開，需要使用專門的輸入輸出指令。訪問存儲器和訪問外圍設(shè)備采用不同的指令，兩者不會產(chǎn)生混淆。單獨編址法需要增加指令的數(shù)量，使CPU的指令處理比較復(fù)雜。