《计算机组成原理》试卷答案解析
计算机组成原理是计算机科学中的基础学科,主要研究计算机硬件系统的基本构造和工作原理。本试卷涉及的知识点广泛,涵盖了计算机系统架构的多个核心概念。
1. **异步控制方式**:在异步控制中,微操作的执行并不依赖于固定时标,而是根据前一个操作的“回答”或“终了”信号来触发下一个操作,这种控制方式允许系统在不同速度的部件之间灵活协调。
2. **向量地址**:在中断处理中,向量地址存储了服务程序的入口地址,通过硬件自动生成,用于快速定位中断处理程序。
3. **多重中断**:CPU在处理一个中断时,如果收到新的中断请求,会暂停当前中断处理,转而处理新请求,称为多重中断,体现了系统的中断处理机制。
4. **CMDR(Control Memory Address Register)**:控制存储器地址寄存器,用于存储微指令的地址,控制计算机的执行流程。
5. **总线判优**:当多个设备同时请求总线使用权时,总线控制器根据预设的优先级策略决定哪个设备可以获取总线。
6. **系统的并行性**:指的是计算机系统中多个部件或任务可以同时进行的程度,提高系统效率。
7. **进位链**:在数字逻辑中,进位链是用于传递进位信号的逻辑电路,常见于加法器设计中。
8. **间接寻址**:通过一个存储单元的地址间接获取数据的寻址方式,增加了寻址的灵活性。
9. **快速缓冲存储器(Cache)**:位于CPU和主存之间的高速小容量存储器,用于减少主存访问延迟。
10. **基址寻址**:有效地址计算时结合基址寄存器的内容,常用于动态地址变换和数组处理。
11. **流水线中的多发技术**:通过在一个时钟周期内处理多条指令,提高流水线性能。
12. **指令字长**:指令的二进制代码位数,决定了指令集的复杂性和计算机的指令类型。
13. **周期窃取**:在DMA(直接内存访问)模式下,DMA控制器占用一个存取周期,中断CPU对总线的使用权。
14. **双重分组跳跃进位**:在多位加法器设计中,通过分组并行计算进位,提高计算速度。
15. **硬件向量法**:硬件自动生成向量地址,然后根据向量地址找到中断服务程序的入口地址,加速中断处理。
16. **总线**:连接计算机系统各组件的信息传输线,包括数据总线、地址总线和控制总线。
17. **指令流水线**:通过将指令执行过程分解为多个阶段,使得各阶段可以重叠执行,提升处理速度。
18. **寻址方式**:确定指令中数据地址和下一条指令地址的方法,影响指令格式和功能。
19. **微程序控制**:采用微指令序列控制CPU操作,类似于存储程序概念,简化硬件设计。
20. **RISC(Reduced Instruction Set Computer)**:精简指令集计算机,通过简化指令集提高执行效率。
21. **存储器带宽**:衡量存储器在单位时间内能传输的最大数据量。
22. **中断隐指令**:在机器指令集之外,由硬件自动完成的指令,如保存断点、查找中断服务程序地址等。
23. **机器字长**:CPU一次能处理的数据位数,影响数据类型和计算精度。
24. **时钟周期**:计算机时钟频率的倒数,是CPU执行基本操作的最小时间单位。
25. **DMA方式**:直接由DMA控制器控制数据传输,CPU无需参与,提高数据传输效率。
26. **超流水线**:通过增加流水线寄存器,使流水线分支,提高时钟频率下的处理能力。
27. **超标量**:在同一时钟周期内,处理器能并行执行多条指令,利用多个功能部件。
28. **填空题答案**:
- 1. 停止CPU访问主存、周期挪用、DMA和CPU交替访问主存。
- 2. 申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。
- 3. 机器周期和节拍组成的多级时序系统。
- 4. 指令操作码、时序和状态条件。
- 5. 指令周期、机器周期、节拍。
- 6. 程序查询方式CPU和设备串行工作,DMA和中断方式CPU和设备并行工作。
- 7. 程序查询方式体现串行工作,中断方式体现并行工作。
- 8. 隐含寻址的算术指令,操作数地址可能在累加器中。
- 9. 异步通信方式中的联络类型:不互锁、半互锁、全互锁。
- 10. 一条机器指令对应一个微程序,38条机器指令通常对应41个微程序。
- 11. 取指周期、执行周期。
- 12. 对Cache与主存单元同时修改的方法称为**一致性策略**。
以上是试卷中涉及到的主要知识点,它们构成了计算机组成原理的基础框架,理解和掌握这些概念对于深入学习计算机系统至关重要。