兰州理工大学-2022年春季-计算机组成原理－期末复习.docx

1.双端口存储器高速读写的原因是什么？

具有两组相互独立的读写控制线路，能够进行并行的独立操作，所以是一种高速工作的存储器。

2.多模块交叉存储器高速读写的原因是什么？

CPU同时访问多个模块，由存储器控制部件控制它们分时使用数据总线进行信息传递。对每一个存储模块来说，从CPU给出访存命令直到读出信息仍然使用了一个存取周期时间，而对CPU来说，它可以在一个存取周期内连续访问多个模块。各模块的读写过程将重叠进行，所以多模块交叉存储器是一种并行存储器结构。

3.引入Cache的理论依据是什么？

程序访存的局部性原理。大部分程序的执行方式是顺序执行，所需要的数据也都顺序排列。程序运行时在大部分时间内对存储器的访问局限在一个较小的区域内，这就是局部性规律。依据这个规律，在CPU和主存之间设立高速缓存，将主存中被频繁访问区域内的数据调入高速缓存，CPU从高速缓存中获得所需的数据，可大大提高主存的访问速度。

4.引入Cache的目的是什么？

为了提高CPU对存储器的读写速度，解决CPU与主存之间速度不匹配问题。

5.Cache与主存之间的地址映射方式有哪几种？

直接映射、全相联映射和组相联映射。

6.Cache的替换策略有哪些？

随机法（RAND法）

先进先出法（FIFO法）

最近最少使用法（LRU法）

最不经常使用法（LFU法）

7.硬磁盘上的信息是如何分布的？

盘片的上下两面都能记录信息，通常把磁盘片表面称为记录面，记录面上一系列同心圆称为磁通道。每个盘片表面通常有几百到几千个磁道，每个磁道又分为若干个扇区，

8.硬磁盘由哪几部分组成？

硬磁盘主要由磁记录介质、磁盘控制器、磁盘驱动器三大部分组成。

9.硬磁盘存储器的技术指标有哪些？

存储密度分道密度、位密度和面密度

存储容量一个磁盘存储器所能存储的字节总数，称为磁盘存储器的存储容量

平均存取时间存取时间是指从发出读写命令后，磁头从某一起始位置移动至新的记录位置，到开始以盘片表面读出或写入信息加上传送数据所需要的时间

数据传输率磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数

10.如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一个存储面上，还是记录在同一个柱面上？为什么？

记录在同一个柱面上，因为不需要重新找道，数据读写速度快。

11.光盘的扇区标识由哪几部分组成？

光盘的扇区地址编码不同于磁盘，它是以分（MN），秒（SC）和分数秒（FR）时间值作为地址，ID区的MD为模式控制，用于控制数据区和校验区的使用。

12.指令格式是指令字用二进制代码表示的结构形式，它有哪两部分？分别指出了指令的什么内容？

一条指令由操作码和地址码组成。操作码说明了操作的性质及功能，即反映机器做什么操作；地址码通常指定参与操作的操作数的地址，即表示要对谁进行操作。

13.请把二地址指令格式中的三种类型按照指令执行速度从快到慢排序。

寄存器-寄存器（RR）型指令，寄存器-存储器（RS）型指令，存储器-存储器（SS）型指令。

14.CPU具有哪些基本功能？

CPU具有四个基本功能：指令控制、操作控制、时间控制、数据加工。

15.CPU由哪几部分组成？

CPU的三大组成部分分别是运算器、控制器和寄存器。

16.CPU中的六类寄存器各是什么寄存器？它们中存放的内容是什么？

数据寄存器（DR）：用来暂时存放由主存储器读出的一条指令或一个数据字；

指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令；

程序计数器（PC）：用来存放下一条指令在主存储器中的地址；

地址寄存器（AR）：用来保存CPU当前所访问的主存单元的地址；

累加寄存器（ACC）：是一个通用寄存器，可以为ALU暂时保存一个操作数或运算结果；

程序状态字寄存器（PSW）：用来保存由算术/逻辑指令运行或测试的结果所建立起来的各种条件码内容。

17.如何确定一个指令周期需要多少个CPU周期？

指令周期由取指周期和执行周期组成，取指周期需要一个CPU周期，执行周期根据每个指令的操作功能不同，执行周期的CPU周期也各不相同，最短的执行周期为一个CPU周期。

18.一个微程序中包含几条微指令如何确定？

通过微程序流程图可以确定，每条微指令用一个长方框表示。

19.微程序控制器由哪几部分组成？

控制存储器、微指令寄存器（微地址寄存器和微命令寄存器）、地址转移逻辑

20.流水CPU中什么是资源相关、数据相关和控制相关？如何解决这些相关？

（1）资源相关是指多条指令进入流水线后在同一个时钟周期内争用同一功能部件所发生的相关。解决方法为：

从时间上推后下一条指令的访存操作；

增设一个存储器，将指令和数据分别放在两个存储器中

（2）数据相关是指由于相邻的两条或多条指令使用了相同的数据地址而发生的关联。解决方法为：

推后相关单元的读；