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1、三. 简答题 （每小题 5 分，共 20 分）1. 说明计算机系统的层次结构。2. 请说明指令周期、机器周期、时钟周期之间的关系。 3. 请说明 SRAM 的组成结构，与 SRAM 相比，DRAM 在电路组成上有什么不同之处？4. 请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。三. 简答题5. 计算机系统可分为：微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级） ，操作系统级，汇编语言级，高级语言级。6. 指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个 CPU 周期数来表示，CPU 周期也称为机器周期，而一个 CPU 周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或T 周期） 。7. SRAM 存储器
2、由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成，DRAM 还需要有动态刷新电路。8. 程序查询方式，数据在 CPU 和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制，优点是硬件结构比较简单，缺点是 CPU 效率低，中断方式是外围设备用来“主动”通知 CPU，准备输入输出的一种方法，它节省了 CPU 时间，但硬件结构相对复杂一些。三. 简答题（每题 5 分，共 20 分）1. 指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。2. 什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？3. 简要描述外设进行 DMA 操作的过程及DMA 方式的主要优点。4. 在寄存器
3、寄存器型，寄存器存储器型和存储器存储器型三类指令中，哪类指令的执行时间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么？三. 简答题：1. 时间上讲，取指令事件发生在“取指周期” ，取数据事件发生在“执行周期”。从空间上讲，从内存读出的指令流流向控制器（指令寄存器） 。从内存读出的数据流流向运算器（通用寄存器） 。2. 指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。机器周期也称为 CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间） 。时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或 T 周期，是处理操作的最基本单位。一个指令周期由若干个机器
4、周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。3. (1）外设发出 DMA 请求（2）CPU 响应请求，DMA 控制器从 CPU接管总线的控制（3）由 DMA 控制器执行数据传送操作（4）向 CPU 报告 DMA 操作结束（5）主要优点是数据传送速度快4. 寄存器-寄存器型执行速度最快,存储器-存储器型执行速度最慢。因为前者操作数在寄存器中，后者操作数在存储器中，而访问一次存储器所需的时间一般比访问一次寄存器所需时间长。三. 简答题（每小题 5 分，共 20 分）1. 说明计数器定时查询工作原理。2. 什么是刷新存储器？其存储容量与什么因素有关？3. 外围设备的 I/O 控制方式分哪几类？各具
5、什么特点？4. 什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者有什么关系？一. 简答题1. 计数器定时查询方式工作原理：总线上的任一设备要求使用总线时，通过 BR 线发出总线请求。总线控制器接到请求信号以后，在 BS 线为“0”的情况下让计数器开始计数，计数值通过一组地址线发向各设备。每个设备接口都有一个设备地址判别电路，当地址线上的计数值与请求总线的设备相一致时，该设备置“1”BS 线，获得总线使用权，此时中止计数查询。2. 为了不断提供刷新图像的信号，必须把一帧图像信息存储在刷新存储器，也叫视频存储器。其存储容量由图像灰度级决定。分辨率越高，灰度级越多，刷新存储器容量越大。3. 外围
6、设备的 I/O 控制方式分类及特点：（1） 程序查询方式：CPU 的操作和外围设备的操作能够同步，而且硬件结构比较简单（2） 程序中断方式：一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了 CPU 的时间，但硬件结构相对复杂一些。（3） 直接内存访问（DMA）方式：数据传输速度很高，传输速率仅受内存访问时间的限制。需更多硬件，适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。（4） 通道方式：可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，大大提高了 CPU 的工作效率。（5） 外围处理机方式：通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近一般处理机。4. 指令周期是指取出并执
7、行一条指令的时间，指令周期常常用若干个 CPU 周期数来表示，CPU 周期也称为机器周期，而一个 CPU 周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或 T 周期） 。三.简答题（每小题 5 分，共 20 分）1. 简述 CPU 的主要功能。2. 集中式仲裁有几种方式？3. 什么是存储保护？通常采用什么方法？4. 什么是 RISC？RISC 指令系统的特点是什么？三简答题（每题 5 分，计 20 分）1. CPU 主要有以下四方面的功能：（1） 指令控制 程序的顺序控制，称为指令控制。（2） 操作控制 CPU 管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应部件，从而控制这些部件按
8、指令的要求进行动作。（3） 时间控制 对各种操作实施时间上的控制，称为时间控制。（4） 数据加工 对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理。2. 三种方式：链式查询方式，计数器定时查询方式，独立请求方式。3. 当多个用户共享主存时，为使系统能正常工作，应防止由于一个用户程序出错而破坏其它用户的程序和系统软件，还要防止一个用户程序不合法的访问不是分给它的主存区域。为此，系统提供存储保护。通常采用的方法是：存储区域保护和访问方式保护。4. RISC 是精简指令系统计算机，它有以下特点：（1） 选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。（2） 指令长度固定，指令格式种类少
9、，寻址方式种类少。（3） 只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。（4） 大部分指令在一个机器周期内完成。（5） CPU 中通用寄存器数量相当多。（6） 以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。（7） 一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。三简答题（每题 5 分，共 20 分）1. 什么是闪速存储器？它有哪些特点？2. 说明总线结构对计算机系统性能的影响。3. 什么是 CISC？CISC 指令系统的特点是什么？4. 指令和数据均存放在内存中，CPU 如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据？三简答题1. 解：闪速存储器是高密度、 非易失性的读/
10、写半导体存储器。从原理上看，它属于 ROM 型存储器，但是它又可随机改写信息；从功能上看，它又相当于 RAM，所以传统 ROM 与 RAM 的定义和划分已失去意义。因而它是一种全新的存储器技术。闪速存储器的特点：（1）固有的非易失性， （2）廉价的高密度， （3）可直接执行， （4）固态性能。2. （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的地址总 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 指令系统单总线系统，访问内存和 I/O 使用相同指令（3）吞吐量总线数量越多，吞吐能力越大3. CISC 是复杂指
11、令系统计算机的英文缩写。其特点是：（1） 指令系统复杂庞大，指令数目一般多达 2、3 百条。（2） 寻址方式多（3） 指令格式多（4） 指令字长不固定（5） 可访存指令不加限制（6） 各种指令使用频率相差很大（7） 各种指令执行时间相差很大（8） 大多数采用微程序控制器4. 从时间上讲,取指令事件发生在“取指周期” ，取数据事件发生在“执行周期” 。从空间上讲，从内存读出指令流流向控制器（指令寄存器） 。从内存读出数据流流向运算器（通用寄存器） 。三简答题（每小题 5 分，共 20 分）1. 主存储器的性能指标有哪些？含义是什么？2. 集中式仲裁有哪几种方式？ 3. 在计算机中，CPU 管理外
12、围设备有几种方式？4. 简要说明通用 I/O 标准接口 SCSI 的性能特点。三. 简答题1. 存储器的性能指标主要是存储容量. 存储时间、存储周期和存储器带宽。在一个存储器中可以容纳的存储单元总数通常称为该存储器的存储容量。存取时间又称存储访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。存储周期是指连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需间隔的最小时间。存储器带宽是指存储器在单位时间中的数据传输速率。2. 有三种方式：链式查询方式、计数器定时查询方式、独立请求方式。3. 解：CPU 管理外围设备有五种方式：（1）程序查询方式（2）程序中断方式（3）直接内存访问（DMA）方
13、式（4）通道方式（5）外围处理机方式4. 解：（1）SCSI 接口总线有 8 条数据线、1 条奇偶校验线、9 条控制线组成。使用 50 芯电缆，规定了两种电气条件：单端驱动和差分驱动。（2）总线时钟频率高。（3）SCSI 接口总线以菊花链形式最多可接 8 台设备。（4）每个 SCSI 设备有自己唯一的设备号ID=07。ID=7 的设备有最高优先权，ID=0 的设备优先权最低。采用分布式总线仲裁策略。（5）SCSI 设备是指连接在 SCSI 总线上的智能设备，即除主适配器 HBA 外， 其他 SCSI 设备实际是外设的适配器或控制器。（6）SCSI 设备是智能设备，对 SCSI 总线以至主机屏蔽
14、了实际外设的固有物理属性，设备间可用一套标准命令进行数据传送。(7) SCSI 设备间是一种对等关系，而不是主从关系。三简答题（每小题 5 分，共 20 分）1. 举出 CPU 中 6 个主要寄存器的名称及功能。2. 何谓“总线仲裁”？一般采用何种策略进行仲裁，简要说明它们的应用环境。3. 何谓 CRT 的显示分辨率、灰度级？4. CPU 响应中断应具备哪些条件？三. 简答题1. CPU 有以下寄存器：（1 ） 指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。（2 ） 程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。（3 ） 地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU 所访问的内存单元的地址。（
15、4 ） 缓冲寄存器（DR）：作为 CPU 和内存、外部设备之间信息传送的中转站。 补偿 CPU 和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。（5 ） 通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为 ALU 提供一个工作区。（6 ） 状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条 件码内容。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使 CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。2. 解：连接到总线上功能模块有主动和被动两种形态。主方可以启动一个总线周期，而从方只能响应主方的
16、请求。每次总线操作，只能有一个主方占用总线控制权，但同一时间里可以有一个或多个从方。除 CPU 模块外，I/O 功能模块也可以提出总线请求。为了解决多个主设备同时竞争总线控制权，必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方。一般来说，采用优先级或公平策略进行仲裁。在多处理器系统中对 CPU 模块的总线请求采用公平原则处理，而对 I/O 模块的总线请求采用优先级策略。3. 解：分辨率是指显示器所能表示的像素个数。像素越密，分辨率越高，图像越清晰。分辨率取决于显像管荧光粉的粒度、荧光屏的尺寸和 CRT电子束的聚焦能力。同时刷新存储器要有与显示像素数相对应的存储空间，用来存储每个像素的信息。灰度级是指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不同。灰度级越多，图像层次越清楚逼真。4. 解：(1)在 CPU 内部设置的中断允许触发器必须是开放的。(2)外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请求信号。(
