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1、冯诺依曼结构计算机的硬件由哪几部分组成？各部分的功能是什么？运算器：算术逻辑运算控制器：执行指令存储器：存放指令和程序输入/出设备：输入/出各种信息软件分为两类？系统软件和应用软件冯诺依曼结构规定计算机内部的程序和数据采用什么方式表示？采用二进制编码来表示，所有信息都是由 0 和 1 组成的序列。处于软件和硬件交界面的是什么？指令系统计算机能够直接识别和理解的是什么语言？机器语言用什么将高级语言程序转换成机器语言程序？编译程序表示计算机性能的指标有哪些？主频、MIPS、FLOPS、CPI 等的含义是什么？主频：CPU 时钟的频率； MIPS：每秒钟多少百万条加法指令；FLOPS：每秒钟多少条浮
2、点运算指令指令；CPI：每条指令平均时钟周期数摩尔定律的内容是什么？每 18 个月集成度翻一翻，速度提高一倍，而价格降低一半第一台电子计算机 ENIAC 是否是冯诺依曼结构计算机？为什么？ENIAC 不是冯诺依曼结构计算机。因为它没有采用二进制表示，也没有采用“存储程序”的工作方式。什么是“存储程序”工作方式？将事先编好的程序和原始数据先装入主存中，然后自动按顺序逐条取出指令，在 CPU上执行。也就是说，程序和数据不是直接从磁盘取到 CPU 中执行的。什么是“兼容性（或系列机） ”的概念？能试举一、两例。同一个程序可以在不同的机器上执行。如：Intel X86 系列机，IBM370 系列机什么
3、是总线？它的职能是什么？总线是共享的传输介质。用于连接多个设备，在部件设备间传输信息。系统总线由哪几种信号线组成？各自的功能是什么？由数据线、地址线和控制线组成。数据线用于传输数据；地址线用于传输地址，包括主存单元地址和 I/O 端口的地址；控制线用于传输各种控制和状态信息。什么叫突发传输方式？突发传输是指一次总线事务中可连续传多个数据。所以，一次突发总线事务可以完成多个数据的传送。什么叫总线事务处理？“存储器读”总线事务的过程是什么？总线上完成一次数据交换的过程，称为一次总线事务。如：“存储器读” 、 “存储器写”、 “I/O 读”等。“存储器读”事务一般总是先把地址信息和“存储器读”命令同
4、时送到总线上。总线可否同时连接多个设备？可否多个设备对同时进行传输？可以同时接多个设备，但同时只能有一对设备使用总线进行传输。根据总线定时方式，总线分为哪两种？根据不同定时方式的不同，总线分为两种，一种是同步总线，一种是异步总线。同步总线中总有一根时钟信号线，用于设备定时。异步总线是指通过总线中的“就绪” 、 “完成”等异步应答信号进行定时。可以将“同步”和“异步”方式结合起来，这种方式称为“半同步”方式。什么是总线宽度？什么是总线带宽？它们之间的关系是什么？总线宽度是指总线中数据线的条数。总线带宽是指总线连续传送信息时每秒钟传输的信息量。举例说明其关系：若总线时钟频率为 20MHz，总线宽度
5、为 32 位，假定一次数据传送需要 4 个时钟周期。则总线的带宽是？什么叫总线裁决？总线裁决是指多个设备要求使用总线时，要有一种方法决定让哪个设备使用总线，这个决定过程称为总线裁决。有集中和分布两种。什么叫主（内）存？什么叫辅（外）存？主存是用半导体元器件实现的，用来存放被启动的程序代码和数据的存储器。 辅存是用磁盘等实现的用来存放系统中所有程序及其数据的大容量慢速存储器。因此，程序被启动后，首先要和所用数据一起从辅存调到主存。什么叫 ROM？主存地址空间是否包含 ROM 芯片所占空间？ROM 是 Read Only Memory 的缩写，表示只读存储器，其数据只能读出，不能写入。主存地址空间
6、由 RAM 和 ROM 两种芯片构成的空间组成。什么叫易失性？哪些类型的存储器是易失性的？哪些是非易失性的？易失性存储器的电源掉电后信息就消失了。如 RAM，Cache ；非易失性存储器不因电源掉电而丢失信息。如：各种 ROM 芯片，闪存、磁盘、磁带、光盘等。在计算机内部，存储器系统是如何分层的？按速度从快到慢、容量由小变大、价格由贵到便宜的顺序是：寄存器-Cache-主存-磁盘-磁带和光盘。半导体存储器芯片的组织：位片式/字片式位片式（一个字地址中只有一位）：如：1Kx1 位，需用 10 位地址，1 位数据字片式（一个字地址中有多位）：如：4Kx4 位，需用 12 位地址，4 位数据半导体存
7、储器的组织：位扩展/字扩展位扩展：位方向上有多个芯片组合；字扩展：字方向上有多个芯片组合；例如： 用 4Kx1 位芯片组合成 64Kx8 位的存储器，则需用 16x8 个芯片，即：在位方向和字方向上分别扩大 8 倍和 16 倍。存储器地址寄存器(MAR)的位数和寻址空间的关系是什么？若 MAR 有 n 位地址，则寻址空间范围为 01111(n 个 1) ，即：最大的地址为1111(n 个 1)Cache 中存放的内容与主存中的内容有何关系？Cache 中存放的内容是主存中的某些内容的副本。因此程序和数据都可能装入到Cache，所需指令在 Cache 时就从 Cache 中读取，而不需再访问主存
8、。Cache 和主存间的数据是如何映射的？有哪几种映射方式？主存分成若干大小相等的主存块，Cache 也分成同样大小的槽，主存块调到 Cache时，有三种映射方式：直接映射、全相联映射和组相联映射。什么是命中率？什么是平均访问时间？ 命中率指 100 次访问中有多少次在 Cache 得到信息。假设 CPU 执行一段程序时，在Cache 中访问到的次数是 98，在主存中取到信息的次数是 2，则 Cache 的命中率为 98%。假设 Tc 和 Tm 分别表示在 Cache 和主存中访问一个数据所花的时间，p 是命中率，则平均访问时间是多少？磁表面存储器的性能指标记录密度（道密度、位密度、面密度）：
9、单位面积或单位长度上存储的信息量。平均存取时间：包括道间移动时间（寻道时间）和旋转时间（或等待时间、查找时间）数据传输率：每秒钟传输的二进制位数转速：与平均等待时间有关。例如：若转速为 7200 转/分时，平均等待时间约为 4.2s。磁盘存储器中记录块的地址如何标识？柱面号（磁道号） 、磁头号（盘面号）和扇区号磁盘上的数据是如何组织存放的？按磁道存放，每个磁道有若干扇区，每个扇区一个记录块。磁盘上的数据访问的过程是什么？先移动磁头到目标磁道上（寻道过程） ，再旋转磁盘到要读写数据区（扇区）的起始位置（旋转等待过程） ，然后开始进行读写。磁盘转速与旋转等待时间和扇区读写时间都有关系。什么是 RA
10、M? 什么是 SRAM？什么是 DRAM？什么叫刷新？RAM 是随机访问存储器的意思。随机访问存储器每个单元所花的访问时间都一样。 SRAM 指静态随机访问存储器。DRAM 指动态随机访问存储器。刷新是指对 DRAM 中的每一行定时(每隔 2ms)充/放电。什么叫地址线复用？地址线为什么要被复用？DRAM 芯片中的行地址和列地址用同一组地址线引脚称为地址复用。地址线引脚可以减少一半。如： 对于采用地址复用的 1Kx4 位芯片，因为 210=1K，所以，只需用10/2=5 个地址引脚什么叫编址单位？一个存储单元编号中所含的信息量。编址单位是字节时，称为按字节编址。什么叫 Cache?为什么要引入
11、 Cache?Cache 称为高速缓冲存储器，或高速缓存。其容量比主存小得多，速度比主存快得多。目的是在 CPU 和主存之间增加快速的缓存，使得大大减少 CPU 访问主存的次数。程序的什么特性能使 Cache 达到预期目的？程序访问的局部性特点是指程序在执行过程中，所产生的指令和数据的地址总是在一个很小的内存区中。如果事先把这个区域调到 Cache，则大多数情况下数据只要从 Cache中取，速度就加快了。所以若程序具有较好的局部性，那么 Cache 的效率发挥得更好。 什么是 I/O 接口？I/O 接口的职能是什么？I/O 接口是介于外设和主机之间的 I/O 模块。例如，网卡、显示卡、磁盘控制
12、器等。I/O 接口主要用来提供数据缓冲、错误和状态的检测、控制和定时、数据格式转换等。从传输方式来分，有哪两类接口？有串行接口和并行接口两种。异步串行通信协议规定的字符格式是什么？数据传输率与比特率间的关系是什么？一个字符包括：一位起始位后跟若干数据位、奇/偶校验位、停止位。例如，若波特率为 9600，传送 ASCII 字符时，通信规程为 1 个校验位和一个停止位，因为 b 必定有且仅有一位起始位，所以，每个字符所占的位数为：1+7+1+1=10 位。因此，字符传输率为：9600/10=960 字符/ 秒.什么是 I/O 端口(I/O Port)？I/O 端口的两种编址方式是什么？I/O 接口
13、中的寄存器被称为 I/O 端口，有两种编址方式：统一编址法（或称存储器映射法）和独立编址法。如何表示外部设备的地址？外部设备通过外设的 I/O 接口和主机连接，因此外设的访问是通过 I/O 接口中的寄存器进行的，每个寄存器有编号，所以这个编号可看成外设的地址。而每个 I/O 接口中可能有多个寄存器，所以可能会分配多个端口地址。有哪三种常用输入/出方式？数据的传送各自由什么来控制完成？程序直接控制(或程序查询方式 )、程序中断方式和 DMA 方式。一台计算机中可同时存在多种 I/O 方式。程序查询方式由查询程序完成数据传送，主机和外设完全串行；中断方式由中断服务程序来完成数据的传送，可以实现主机
14、和外设的并行；DMA 方式下，初始化阶段和结束阶段要由 CPU 介入，而数据传送阶段由 DMA 控制器来完成，不需 CPU 介入。DMA 称为什么? DMA 方式主要用在哪类设备和计算机主存之间进行信息交换？DMA 称为直接存储器访问。DMA 方式主要用于磁盘等高速设备，这些设备和主机交换数据时，一定在外设和主存之间直接进行，而不通过 CPU。DMA 请求的是什么？为什么 DMA 响应不是在一条指令执行结束后？DMA 请求的是总线的使用权，要求使用总线访问内存，而不是 CPU 的执行时间，所以 DMA 响应不要等到一条指令执行结束后。DMA 周期内，CPU 能否执行程序？周期挪用法挪用的是什么
15、周期？DMA 周期内，CPU 可以执行程序。但 DMA 请求的是总线，所以总是在一次总线事务结束后响应 DMA 的请求（中断请求是在一条指令结束后被响应） ，要求通过总线和主存交换信息。所以，周期挪用法挪用的是存储周期。有哪三种常用输入/出方式？数据的传送各自由什么来控制完成？程序直接控制(或程序查询方式 )、程序中断方式和 DMA 方式。一台计算机中可同时存在多种 I/O 方式。程序查询方式由查询程序完成数据传送，主机和外设完全串行；中断方式由中断服务程序来完成数据的传送，可以实现主机和外设的并行；DMA 方式下，初始化阶段和结束阶段要由 CPU 介入，而数据传送阶段由 DMA 控制器来完成
16、，不需 CPU 介入。DMA 称为什么? DMA 方式主要用在哪类设备和计算机主存之间进行信息交换？DMA 称为直接存储器访问。DMA 方式主要用于磁盘等高速设备，这些设备和主机交换数据时，一定在外设和主存之间直接进行，而不通过 CPU。DMA 请求的是什么？为什么 DMA 响应不是在一条指令执行结束后？DMA 请求的是总线的使用权，要求使用总线访问内存，而不是 CPU 的执行时间，所以 DMA 响应不要等到一条指令执行结束后。DMA 周期内，CPU 能否执行程序？周期挪用法挪用的是什么周期？DMA 周期内，CPU 可以执行程序。但 DMA 请求的是总线，所以总是在一次总线事务结束后响应 DMA 的请求（中断请求是在一条指令结束后被响应） ，要求通过总线和主存交换信息。所以，周期挪用法挪用的是存储周期。无符号数的表数范围： 02n-1，如 8 位数的范围为 0255有符号整数的表示范围：原码和反码：-(2n-1 -1) (2n-1-1)，补码和移码： -2n-1(2n-1-1)例如，8 位原(反)码和补(移) 码的表示范
