前言

本文共6個應用題, 8個計算題, 12個簡答題, 均是根據(jù)我們學校往年考試重點挑出來的, 看的快的話大概1個小時就能看完, 計算機組成原理突擊復習的話看課程和課本已經(jīng)不現(xiàn)實了, 知識點太多太雜, 看不過來的, 最好就是直接做題, 因為著重的考點就那幾種題目, 記住怎么做就行了, 不用知道為什么, 看完再對著題目過一遍及格絕對沒問題.

題目總結:

三 應用題:

1.CPU與存儲器的連接

• 根據(jù)題目確定系統(tǒng)程序區(qū)和用戶程序區(qū)的容量

  • 一般CPU的規(guī)格不會變, 就是16根地址線(代表畫圖時CPU的A0~A15端口), 8根數(shù)據(jù)線(代表畫圖時CPU的D0~D7端口), 8根數(shù)據(jù)線代表數(shù)據(jù)是8位的, 我們在選擇ROM和RAM芯片也要盡量選擇相應位數(shù).
  • 入手點是根據(jù)題目的要求(一般會有三點, 第一點就是兩種芯片的容量, 對應地址線, 也就是數(shù)據(jù)的地址)選擇合適的芯片, 系統(tǒng)程序區(qū)只能用ROM, 用戶程序區(qū)只能用RAM. 例如本題中要求我們最小4k為系統(tǒng)程序區(qū), 聯(lián)系上面的CPU8根數(shù)據(jù)線, 那么就是要求我們用ROM芯片組成一個4k×8位的ROM芯片. 4096~16383地址對應(16383-4096+1)也就是12k的地址, 那么就是要求我們設計一個12k×8位的RAM芯片.

• 選擇合適的芯片

  • 注意, 題目不會直接給我們正好合適的芯片, 需要我們自己去擴展, 有字擴展和位擴展兩種. 兩個2k×8位可以合成一個4k×8位, 這就是字擴展. 兩個4k×4位可以合成一個4k×8位, 這就是位擴展. 字擴展和位擴展的區(qū)別體現(xiàn)在畫圖上, 位擴展則芯片連接CPU對應的數(shù)據(jù)線, 比如兩個4k的芯片合成一個8k的芯片, 那么這兩個4k芯片分別連接CPU的D0_{D3端口和D4}D7端口. 字擴展則對應74138譯碼器的輸出端(不必知道74138譯碼器是什么, 只要記住怎么畫和分清輸入端輸出端即可).

  • 如圖:
    

• 將十六進制的容量用二進制寫出來, 分別對應ROM和RAM的芯片的容量.

  • 比如該題中要求系統(tǒng)程序區(qū)4k容量, 對應的十六進制應該是1000H, 但是因為地址是從0開始計數(shù), 所以系統(tǒng)程序區(qū)地址對應的十六進制就是0000H~0FFFH. 用戶地址區(qū)則是4096_{16383也就是1000H}3FFFH.

  • 注意兩片ROM對應1個4k容量. 三個RAM對應12K容量, 也就是1個RAM對應1個4k容量, 寫成二進制:

    

• 最關鍵的一步, 根據(jù)二進制地址分配的表畫出邏輯圖.

  • 這一部分是拿分的關鍵, 首先CPU和74138譯碼器的圖要自己記住, 考試時直接畫上去. 畫上對應芯片數(shù)量的矩形并注明是哪種芯片 注意布局, 合適的布局會讓等下連接芯片更加清晰好看.

  • 根據(jù)芯片的容量來選擇連接CPU的幾根地址線, 例如本題中兩種芯片的容量都是4k的(這里不看位數(shù)), 4k=2^12次方, 也就是連接12根地址線, 注意從A0開始.

  • 沒有用到的最低三位地址線去和74138的CBA輸入端連接. 注意地址線從低到高依次和74138輸入端的ABC連接.

  • G2B非和G2A非均和CPU地址線中沒有用到的且恒為0的端口連接.

  • G1和恒為1的端口連接, 沒有的話可以畫一條線并注明5V, 表示外部連接.

  • 根據(jù)CBA三個輸入連接的CPU地址線的二進制數(shù), 來確定輸出(Y0~Y7), 并連接到對應的芯片上. 有時需要注意

  • 最后將RAM芯片連接到W/R非上即可.

  • 如圖:

參考連接: 存儲器與CPU的連接_yrdelft的博客-CSDN博客_存儲器與cpu的連接

2.設計主存地址

統(tǒng)一塊長, Cache容量, 主存容量三者的單位, 最好都換算成B的單位(1B代表1個字節(jié), 1B=8b. 1b代表1位).

全相聯(lián)有兩部分: 主存字塊標記, 字塊內地址

• 首先確定塊長, 也就是每個字塊有多少字節(jié), 然后將該數(shù)字換算成2^X的形式, 那么字塊內地址就是x.

• 主存字塊標記等于將主存容量換成2^z的形式后, z - x即為主存字塊標記大小.

  • 全相聯(lián)是最簡單的一種, 出題時大概率會放在第一問.

直接映射有三部分: 主存字塊標記, Cache字塊地址, 字塊內地址

• 字塊內地址不變.
• Cache字塊地址等于將Cache容量換成2^y的形式后, y - x即為Cache字塊地址大小.
• 主存字塊標記等于將主存容量換成2^z的形式后, z - y - x即為主存字塊標記大小.

二路組相聯(lián): 主存字塊標記, 組地址, 字塊內地址

• 首先字塊內地址不變.
• 2^(y-x)除n路組相聯(lián)(這里是二路, n = 2)然后換算成2^m次方即為組地址.
• 主存字塊標記等于將主存容量換成2^z的形式后, z - x - m即為主存字塊標記大小.

3.磁盤的技術指標

磁盤計算題一般都是改改數(shù), 記住計算公式就可以. 計算磁道周長時π視為3.14.

例題: 磁盤組有 6 片磁盤, 每片有兩個記錄面, 最上最下兩面不用. 存儲區(qū)域內直徑 20cm, 外直徑 40cm, 道密度為 20 道/cm, 內層位密度 400 位/cm, 轉速 2400 轉/分.

• 共有多少存儲面可用?

• 一共6片, 每片有上下兩個記錄面, 最上最下兩面不用. 則一共有6*2-2=10

• 共有多少個柱面?

  • 柱面數(shù)量 = 有效存儲區(qū)域(存儲區(qū)域外半徑 ? 存儲區(qū)域內半徑) ? 道密度

  • 柱面數(shù)量即為一個盤面上的磁道數(shù)量, 和有多少可用存儲面無關.

  • 注意, 題目所給的內 / 外徑為直徑.

  • 本題中: 有效存儲區(qū)域長度 = 40/2 - 20/2 = 10 (cm)

    柱面數(shù) = 10 × 20 = 200 (道), 即200個柱面.

• 盤組總存儲容量是多少?

  • 盤組總容量 = 存儲面數(shù) * 柱面數(shù) * 每道信息量(每條磁道容量)

  • 每道信息量 = 位密度 * 對應磁道周長

  • 磁道長度就是題目中所給的位密度所對應的內層或外層周長.

  • 本題中給的是內層位密度, 所以先算內層磁道周長 = 2 * r * π = 62.8 cm

    每道信息量 = 400 * 62.8 = 25120 位. 單位可以轉成字節(jié), 也可以不轉, 25120b = 3.14KB

    盤組總容量 = 10 * 200 * 3.14KB = 6280KB = 6.28 MB

• 數(shù)據(jù)傳輸率多少?

  • 數(shù)據(jù)傳輸率 = 轉速(單位要轉化為多少轉每秒) * 每道信息量

  • 本題中: 轉速 = 2400轉 / 分 = 40轉 / 秒

    數(shù)據(jù)傳輸率 = 40 * 3.14KB = 125.6 KB / 秒 = 0.1256 MB / 秒

• 如果某文件長度超過一個磁道的容量, 應將它記錄在同一個存儲面上, 還是記錄在同一個柱面上, 為什么?

  • 記錄在同一個柱面上, 因為不需要重新尋找磁道, 數(shù)據(jù)讀寫速度快.
  • 沒有為什么, 記住就行了.

4.虛擬存儲器的工作原理

虛頁號 = 頁號, 主存實頁面號 = 頁框號 = 物理塊號, 有效位=該頁面當前是否存在于內存中

這種題把握好三個數(shù)字即可.

例題: 某存儲器按字節(jié)編址, 虛擬地址空間大小為 16MB, 主存地址空間大小為1MB, 頁面大小為 4KB.

• 虛擬地址共有幾位, 哪幾位表示頁號? 物理地址共有幾位, 哪幾位表示物理頁號?

  • 虛擬地址空間大小為16MB = 2 ^ 24 B, 所以虛擬地址有24位, 因為頁面大小為4KB = 2 ^ 12 位, 所以頁內地址12位.

    24 - 12 = 12 所以高12位表示頁號(虛頁號). 因為主存地址空間大小為1MB = 2 ^ 20 位, 所以物理地址有20位, 20 - 12 = 8 所以高8位表示物理頁號(頁框號).

• 虛擬地址010C60H所在的頁面是否在主存中? 若在主存中, 則該虛擬地址對應的物理地 址是什么? (頁表如下圖所示)

• 虛頁號	有效位	頁框號
  0	1	06
  1	1	04
  2	1	15
  3	1	02
  4	0	-
  5	1	2B
  6	0	–
  7	1	32

  • 由第一問已知虛擬地址010C60H的低12位C60H為頁內地址, 高12位010H為頁號, 查詢表格發(fā)現(xiàn)虛頁號為2(010視為二進制則表示十進制的2)的有效位是1, 所以已經(jīng)存入主存中, 對應頁框號是15H, 所以對應的物理地址是15C60H.

5.中斷和 I/O系統(tǒng)

CPI 為5(即執(zhí)行每條指令平均需5個時鐘周期). 在做I/O系統(tǒng)的題時要注意, 這里的1M與1B的換算關系是1M = 1000KB = 10^6B .

例題: 某計算機的 CPU 主頻為 400MHz, CPI 為 5. 假設某外設的數(shù)據(jù)傳輸率為 0.5MB/s, 采用中斷方式與主機進行數(shù)據(jù)傳送, 以 32 位為傳輸單位, 對應的中斷服務程序包含 18 條指令, 中斷服務的其他開銷相當于 2 條指令的執(zhí)行時間. 請回答下列問題, 要求給出計算過程.

• 在中斷方式下, CPU 用于該外設 I/O 的時間占整個CPU時間的百分比是多少?
  • CPU用于外設I/O的時間占整個CPU時間的百分比 = 1秒鐘內用于中斷的開銷 / CPU 主頻
  • 1秒鐘內用于中斷的開銷 = CPU每次用于數(shù)據(jù)傳送的時鐘周期數(shù) * 外設每秒申請中斷次數(shù)
  • 外設每秒申請中斷次數(shù) = 外設的數(shù)據(jù)傳輸率 / 傳輸單位(轉化為B)
  • CPU每次用于數(shù)據(jù)傳送的時鐘周期數(shù) = (中斷服務程序 + 中斷服務的其他開銷) * CPI
  • 第一問要牢牢記住這4個式子
  • 本題中: 外設的數(shù)據(jù)傳輸率為 0.5MB/s, 以 32 位為傳輸單位, 32b = 4B, 外設每秒申請的中斷次數(shù) = 0.5MB / (4B) = 5 * 10^5 / 4 = 125000. 中斷服務程序包含 18 條指令, 中斷服務的其他開銷相當于 2 條指令的執(zhí)行時間, CPI 為5, CPU每次用于數(shù)據(jù)傳送的時鐘周期數(shù) = 5 * (18 + 2) =100. 1秒鐘內用于中斷的開銷 = 100 * 125000 = 12.5M個時鐘周期. CPU 主頻為 400MHz, CPU 用于該外設 I/O 的時間占整個CPU時間的百分比 = 12.5M / 400MHz = 3.125%.
• 當該外設的數(shù)據(jù)傳輸率達到 5MB/s 時, 改用 DMA 方式傳送數(shù)據(jù). 假定每次 DMA 傳送塊大小為 5000B, 且 DMA 預處理和后處理的總開銷為 500 個時鐘周期, 則 CPU 用于該外設 I/O 的時間占整個 CPU 時間的百分比是多少? (假設 DMA 與CPU 之間沒有訪存沖突)
  • CPU用于外設I/O的時間占整個CPU時間的百分比 = CPU用于DMA處理的總開銷 / CPU 主頻
  • CPU用于DMA處理的總開銷 = 1秒鐘內需產生的DMA次數(shù) * DMA 預處理和后處理的總開銷
  • 1秒鐘內需產生的DMA次數(shù) = 外設的數(shù)據(jù)傳輸率 / 每次 DMA 傳送塊大小
  • 第二問只需要三個式子, 兩問的式子大致相同.
  • 本題中: 該外設的數(shù)據(jù)傳輸率達到 5MB/s, 改用 DMA 方式傳送數(shù)據(jù), 假定每次 DMA 傳送塊大小為 5000B, 1秒鐘內需產生的DMA次數(shù) = 5MB / 5000B = 1000. DMA 預處理和后處理的總開銷為 500 個時鐘周期, CPU用于DMA處理的總開銷 = 1000 * 500 = 0.5M個時鐘周期. CPU用于外設I/O的時間占整個CPU時間的百分比 = 0.5M / 400MHz.

6.指令系統(tǒng)

這道題能領悟多少全看造化…

例題: 某計算機字長為16位, 主存地址空間大小為128KB, 按字編址. 采用字長指令格式, 指令名字段定義如下:

轉移指令采用相對尋址, 相對偏移用補碼表示, 尋址方式定義如下:

注: (X)表示有存儲地址X或寄存器X的內容, 請回答下列問題:

• 該指令系統(tǒng)最多可有多少指令? 該計算機最多有多少個通用寄存器? 存儲地址寄存器(MAR)和存儲數(shù)據(jù)寄存器(MDR)至少各需多少位?
  • 指令數(shù) = 2^OP位數(shù) OP表示操作碼, 操作碼有4位, 則該指令系統(tǒng)最多可有2 ^ 4 = 16條指令.
  • 通用寄存器數(shù)量 = 2^寄存器位數(shù) 寄存器有3位, 則寄存器最多有2 ^ 3 = 8個寄存器.
  • MDR的位數(shù)等于計算機的字長 計算機字長為16位, 所以MDR最少需要16位.
  • MAR的位數(shù) = log 2 (主存地址空間大小 / 計算機字長(單位轉化為B)) 主存地址空間大小為128KB, 計算機字長16位 = 2B, 128KB / 2B = 2^16, 所以至少需要16位的MAR.
• 若操作碼 0001B 表示加法操作(助記符為 add), 寄存器R4和R5 的編號分別為100B和101B, R4 的內容為 1234H, R5 的內容為 5678H, 地址1234H中的內容為 5678H, 地址5678H中的內容為 1234H, 則匯編語句 “add (R4), (R5)+” (逗號前為源操作數(shù), 逗號后為目的操作數(shù))對應的機器碼是什么(用十六進制表示)? 該指令執(zhí)行后, 哪些寄存器和存儲單元的內容會改變? 改變后的內容是什么?
  • 對應的機器碼 = 操作碼 + R4的尋址方式位 + R4的編號二進制表示 + R5的尋址方式位 + R5的編號二進制表示 本題中: 操作碼給出: 0001B, R4和R5的尋址方式位分別為001B和010B, R4和R5的編號分別為4和5, 所以語句 “add (R4), (R5)+”對應的機器碼二進制表示 = 0001001100010101B, 轉化為十六進制 = 1315H
  • 因為R4和R5對應的尋址方式是寄存器間接尋址, 語句 “add (R4), (R5)+”的意思是將(R4)和(R5)指向的內容相加并放到目的操作數(shù)中, 然后R5的內容自增, 目的操作數(shù)是R5, R4 = 1234H, (1234H) = 5678H. R5 = 5678H, (5678H) = 1234H. 1234H + 5678H = 68ACH. 指令執(zhí)行后, R5和存儲單元5678H的內容會改變, R5變?yōu)?679H, 存儲單元5678H的內容變?yōu)?8ACH.

參考鏈接:

題目來源于王道論壇 某計算機字長為16位，主存地址空間__?？途W(wǎng) (nowcoder.com)

指令執(zhí)行大題：寄存器間接尋址+執(zhí)行過程（王道計組）_嗶哩嗶哩_bilibili

二 計算題

1.計算機性能

1G = 10^3M = 10^6KB = 10^9B

例題: 某計算機主頻為1.5GHz，其指令分為 4 類，它們在基準程序中所占比例及 CPI 如下表所示。求出該機的 MIPS。

• MIPS = 計算機主頻(換算成M) / 平均CPI(將不同CPI × 對應比例并匯總求和)
• 本題中: MIPS = 1500 M / (2 * 0.5 + 3 * 0.2 + 4 * 0.1 + 5 * 0.2) = 500

2.計算總線帶寬

例題: 設總線的時鐘頻率為 8MHz, 一個總線周期等于兩個時鐘周期. 如果一個總線周期中并行傳送 32 位數(shù)據(jù), 則計算總線寬度和總線的帶寬各是多少?

• 總線寬度 = 總線位寬 = 一個總線周期中并行傳送多少位數(shù)據(jù)
• 總線的傳輸速率 = 總線帶寬 = (總線位寬 / 8位) * (總線工作頻率 / 總線周期時鐘數(shù)). 通常單位: MB / s (MBps)
• 本題中: 總線寬度 = 32位 = 4B. 總線的時鐘頻率為 8MHz, 一個總線周期等于兩個時鐘周期, 總線帶寬 = 4B * (8 MHZ / 2) = 16MB / s.

3.計算CRC碼

例題: 有一個 (7, 4) 碼 (即CRC碼為7位, 信息碼為4位), 已確定生成多項式為: 1011. 被傳輸?shù)男畔(x) = 1000, 求C (x) 的CRC碼 (寫出具體步驟).

• CRC碼很簡單, 先看被傳輸?shù)男畔⑹欠駶M足n位(也即CRC碼的位數(shù)), 如果不滿足就在后面補零. 然后用得到的n位CRC碼 (這里是1000 000) 去除所確定的多項式, 這里是1011, 最后所得的余數(shù)取n - m (m是被傳輸?shù)男畔⒌奈粩?shù)) 位補在被傳輸?shù)男畔⒑竺婕纯? 注意, 這里的除其實是逐位異或的意思, 只是形式上很像除法.
• 本題中: 被傳輸?shù)男畔(x) = 1000, CRC碼為7位, 可暫得CRC碼1000000, 然后如圖所示可得余數(shù)101, 最終所得CRC碼即為: 1000101

4.海明碼

參考鏈接:

看明白什么是海明碼: 可能是最詳細的海明校驗碼（漢明碼）解法_1橘貓的博客-CSDN博客_海明校驗碼例題

兩種題型怎么做: 計算機組成原理速成、不掛科、搞定期末考試大題（橫屏版）_嗶哩嗶哩_bilibili

注意: 第一個鏈接所給出的海明碼求法是將校驗位從后向前插入的, 當然從前面還是后面開始都可以, 但是大部分題目都是從前向后插入, 所以習慣上最好也是從前向后插入.

例題: 已知八位數(shù)據(jù)11001100采用4位校驗位, 偶校驗方式, 求出海明校驗碼. (總結海明校驗碼具體步驟).

• 做法在上方鏈接, 講的很好, 這里只給出答案.
  

5.IEEE754浮點數(shù)

知識點涉及面比較廣, 但是只要求會做題的話很簡單.

例題: 已知x = 8.25, 求IEEE754單精度浮點數(shù)格式機器數(shù)十六進制表示形式(寫出具體步驟).

• 機器數(shù)就是一個數(shù)在計算機中的二進制表示.

• 這種題就是要我們將一個十進制的數(shù)轉化成一個32位的二進制數(shù), 至于十六進制和八進制都是在二進制的基礎上處理一下結果.

• 32位的二進制數(shù)由三部分組成: 1位的符號位, 8位的階碼, 23位的尾數(shù)碼組成. 不用管這些名詞, 只要記住位數(shù)和怎么求就可以了.

• 符號位看給定的數(shù)是正還是負, 0正1負.

• 將所給的數(shù)轉化成二進制后, 再轉化成1.xxx的形式, 例如8.25 = 1000.01B = 1.00001 * 2^3 B.

• 2的冪 + 127再轉化為二進制就是我們要求的階碼, 不足8位在前面補零. 所得到的1.00001小數(shù)點后面的00001就是尾數(shù)碼, 不足23位就在后面補零. (不要管為什么加127, 記住就行了).

• 本題中: x = 8.25 = (1000.01)B = ( 1.000 01×2^3 )B, E(階碼) = e(我們得到的3) + 127 = 130 = (1000 0010 )B，

  單精度浮點數(shù)格式: 1位數(shù)符, 8位階碼 (含階符), 23位尾數(shù). 故IEEE 754單精度浮點數(shù)表示為:

  0 1000 0010 000 0100 0000 0000 0000 0000 即0100 0001 0000 0100 0000 0000 0000 0000 即41040000H

參考連接:

【計算機組成原理】十進制轉IEEE754單精度浮點數(shù)格式_嗶哩嗶哩_bilibili

【計算機組成原理】IEEE754單精度浮點數(shù)轉十進制_嗶哩嗶哩_bilibili

6.流水線的基本運算和流水線的相關性處理

單位換算:

• 1s = 1* 10^3 ms = 1 * 10^6 μs = 1 * 10^9 ns. 1G = 1 * 10^3 MB = 1 * 10^6 KB = 1 * 10^9 B

明確公式:

• CPU時鐘周期為△t, m階指令流水線, 連續(xù)處理n條指令

• 吞吐率: TP = n / ((m + n ? 1) ? △t) 加速比: Sp = (n * m * △t) / ((m + n - 1) * △t)

• CPU時鐘頻率(主頻) = 1 / 時鐘周期

• 執(zhí)行n條指令需要m + ( n ? 1 )個時鐘周期

例題: 計算機采用 5 段流水方式, 每段執(zhí)行需1個時鐘周期T, 若連續(xù)執(zhí)行 30 條指令, 則流水線所需的時鐘周期數(shù)是多少? 求出流水線的加速比Sp和吞吐率 TP(寫出簡要步驟).

• m段流水方式 = m級指令流水線.
• 本題中: 時鐘周期數(shù) = (5 + 30 - 1) * T = 34T. TP = 30 / ((5 + 30 - 1) * T) = 17 / (15 * T). Sp = (5 * 30 * T) / (34 * T) = 75 / 17.

參考鏈接: (5條消息) 流水線性能吞吐率、加速比、效率計算_海綿泡泡~的博客-CSDN博客_流水線吞吐率加速比

7.Cache命中率問題

例題: 假設CPU執(zhí)行某段程序時, 共訪問Cache命中950次, 訪問主存50次. Cache的存取周期為50ns, 主存的存取周期為300ns. 求Cache - 主存系統(tǒng)的命中率, 平均訪問時間和效率.

• 命中率 = (共訪問Cache命中次數(shù) / (共訪問Cache命中次數(shù) + 訪問主存次數(shù)) ) * 100%.
• 平均訪問時間 = 命中率 * Cache的存取周期 + (1 - 命中率) * 主存的存取周期.
• 效率 = Cache的存取周期為50ns / 平均訪問時間.
• 性能提高 = (主存的存取周期 / 平均訪問時間) - 1.
• 本題中: 命中率 = 950 / (950 + 50) * 100% = 95% 平均訪問時間 = 0.95 * 50 + 0.05 * 300 = 62.5 效率 = 50 / 62.5 = 80% 性能提高 = 300 / 62.5 - 1 = 4.8 - 1 = 3.8 倍

8.機器數(shù)的最大值最小值

基礎知識點.

例題: 設機器字長為n = 8位(其中１位為符號位), 求出對于整數(shù), 當機器數(shù)分別代表無符號數(shù), 原碼, 補碼和反碼時, 對應真值的最大值和最小值為多少?(先寫機器數(shù), 再求真值).

• 	無符號數(shù)	原碼	補碼	反碼
  最大值機器數(shù)	1,1111111	0,1111111	0,1111111	0,1111111
  最大值真值	255	127	127	127
  最小值機器數(shù)	0,0000000	1,1111111	1,0000000	1,0000000
  最小值真值	0	-127	-128	-127

• 說明一下 -128, -128是由反碼1, 1111111 + 1得到的, 他的原碼是1, 0000000, 顯然這是 -0, 而 -0是沒有意義的, 所以就拿來給 -128用了.文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-785920.html

一 簡答題

名詞解釋: 總線帶寬, 總線寬度, 總線工作頻率, 總線復用.

• 總線寬度: 通常指數(shù)據(jù)總線的根數(shù).
• 總線帶寬: 總線的數(shù)據(jù)傳輸率, 指單位時間內總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù);
• 總線頻率: 指總線信號的時鐘頻率(工作頻率)
• 總線復用: 指同一條信號線可以分時傳輸不同的信號.

計算機中引入Cache-主存和主-輔存層次的目的分別是什么？Cache-主存層次常用的地址映像方法和替換算法分別是什么？

• Cache(高速緩沖存儲器)是為了解決主存與CPU的速度差異而采用的技術, 引入主-輔存層次的目的是彌補主存容量不足.
• Cache-主存層次常用的地址映像方法是組相聯(lián)映像, 替換算法是LRU替換算法.

主存單元的地址分配: 大端, 小端; 按整數(shù)邊界存放

• 大端模式: 是指將數(shù)據(jù)的低位(比如 1234 中的 34 就是低位)放在內存的高地址上, 而數(shù)據(jù)的高位(比如 1234 中的 12 就是高位)放在內存的低地址上.
• 小端模式: 是指將數(shù)據(jù)的低位放在內存的低地址上, 而數(shù)據(jù)的高位放在內存的高地址上. 這種存儲模式將地址的高低和數(shù)據(jù)的大小結合起來, 高地址存放數(shù)值較大的部分, 低地址存放數(shù)值較小的部分, 這和我們的思維習慣是一致, 比較容易理解.

總結SRAM和DRAM的區(qū)別.

• SRAM: 讀寫速度快, 生產成本高, 多用于容量較小的高速緩沖存儲器.
• DRAM: 讀寫速度較慢, 集成度高, 生產成本低, 多用于容量較大的主存儲器.

動態(tài)半導體存儲器(DRAM)為什么要刷新? 如何刷新?主要包含哪三種刷新方式?

• 因為動態(tài)存儲器信息的存儲是靠充電電容存儲的, 電荷會慢慢泄漏, 所以要經(jīng)常性, 周期性地充電, 這就是刷新.
• 讀出的過程就是刷新的過程.
• 三種刷新方式: 集中刷新, 分散刷新, 異步刷新.

分辨率和灰度級.

• 分辨率是顯示器所能顯示的像素個數(shù), 屏幕上的每一個光點就是一個像素. 以寬, 高的像素表示, 例如800 * 600 等. 像素越密, 分辨率越高, 圖像越清晰.
• 灰度級: 灰度級是指黑白顯示器中所顯示的像素點的亮暗差別, 在彩色此案時期中測表現(xiàn)為顏色的不同, 灰度級越多, 圖像層次越清楚逼真.

計算機內部如何判斷補碼加/減運算的結果是否發(fā)生溢出?

• 雙符號位, 最高位進位, 符號相同操作數(shù)的運算后與原操作數(shù)的符號不同則溢出.

浮點數(shù)加減運算的步驟有哪些?

• 1.對階. 2.尾數(shù)求和. 3.規(guī)格化. 4.舍入. 5.溢出判斷.

兩個浮點規(guī)格化數(shù)相乘, 是否可能需要右規(guī)? 為什么? 是否可能需要左規(guī)? 為什么? 其規(guī)格化次數(shù)可否確定?

• 兩個浮點規(guī)格化數(shù)相乘, 不可能需要右規(guī). 可能需要左規(guī), 因為規(guī)格化的尾數(shù)是純小數(shù), 兩個純小數(shù)相乘不會得到整數(shù), 但會變得更小.
• 左規(guī)最多只需一次.

簡述微程序的基本思想.

• 一條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, 解釋執(zhí)行一條機器指令; 微程序事先存放在控存中.

影響指令流水線性能的因素有哪三個?

• 1.結構相關. 2.數(shù)據(jù)相關. 3.控制相關.

簡述串行總線和并行總線的特點. 現(xiàn)代計算機主要采用什么類型的總線.

• 串行總線數(shù)據(jù)傳輸時, 數(shù)據(jù)是一位一位地在通信線上傳輸?shù)? 并行總線數(shù)據(jù)傳輸時有多個數(shù)據(jù)位同時在兩個設備之間傳輸.
• 串行方式.

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