2010年05月自学考试02318《计算机组成原理》复习资料

1．简述主存与CACHE之间的映象方式。

【答案】主存与CACHE之间的映象方式有直接映象、全相联印象、组相联印象三种。直接映象是指主存储器中的每个块只能够映象到CACHE中唯一一个指定块的地址映象方式。全相联映象是指每个主存块都能够映象到任一CACHE块的地址映象方式。组相联印象是直接映象和全相联映象两种方式的结合，它将存储空间分成若干组，在组间采用直接映象方式，而在组内采用全相联印象方式。

2．简述存储器间接寻址方式的含义，说明其寻址过程。

【答案】含义：操作数的地址在主存储器中，其存储器地址在指令中给出。

寻址过程：从指令中取出存储器地址，根据这个地址从存储器中读出操作数的地址，再根据这个操作数的地址访问主存，读出操作数。

3．微程序控制器主要由哪几部分构成?它是如何产生控制信号的?

【答案】微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器μIR、微地址寄存器μAR、地址转移逻辑等构成。 操作控制信号的产生：事先把操作控制信号以代码形式构成微指令，然后存放到控制存储器中，取出微指令时，其代码直接或译码产生操作控制信号。

4．简述提高总线速度的措施。

【答案】从物理层次：1增加总线宽度；2增加传输的数据长度；3缩短总线长度；4降低信号电平；5采用差分信号；6采用多条总线。从逻辑层次：1简化总线传输协议；2采用总线复用技术；3采用消息传输协议。

5．简述中断方式的接口控制器功能。

【答案】中断方式的接口控制器功能：①能向CPU发出中断请求信号；②能发出识别代码提供引导CPU在响应中断请求后转入相应服务程序的地址； ③CPU要能够对中断请求进行允许或禁止的控制；④能使中断请求参加优先级排队。

6．CPU与DMA访问内存冲突的裁决的方法有哪些？

【答案】①CPU等待DMA的操作；②DMA乘存储器空闲时访问存储器；③CPU与DMA交替访问存储器。 08真题1.高速缓存Cache用来存放什么内容?设置它的主要目的是什么? (3分)

参考答案：Cache中存放当前活跃的程序和数据，作为主存活跃区的副本。(2分) 设置它的主要目的是解决CPU与主存之间的速度匹配。（2分）

2.什么是堆栈?说明堆栈指针SP的作用。 (3分)

参考答案：堆栈是一种按先进后出（或说成是后进先出）顺序进行存取的数据结构或存储区域。常在主存中划一小块连续单元区作为堆栈。(3分) 堆栈指针SP是用来保存最后进入堆栈的位置（栈顶）的寄存器。(1分)

3.简述微程序控制方式的基本思想。它有什么优点和缺点? (3分)

参考答案：（P132-134）微程序控制的基本思想可归纳为：

（1）将微操作命令以微码形式编成微指令，并事先固化在控制存储器（ROM）中。(1分)

（2）将一条机器指令的操作分解为若干微操作序列，用一段微程序对应地解释执行，微程序中每条微指令所包含的微命令控制实现一步操作。(1分)

优点：结构规整，有利于设计自动化；易于修改与扩展，灵活性、通用性强；适于作系列机的控制器，性能价格比较高；可靠性较高，易于诊断与维护。(1分)

缺点：速度相对较慢。（1分）

4.什么是中断?请说明它的特点和适用场合。 (3分)

参考答案：中断是指在计算机的运行过程中，CPU接到更紧迫的服务请求而暂停执行现行程序，转去执行中断服务程序，以处理某些随机事态；并在处理完毕后自动恢复原程序的执行。(2分) 主要特点是具有随机性，通过执行程序来处理随机事件。(1分) 它适用于中低速I/O操作的管理，以及处理随机发生的复杂事件。(1分)

5.什么是串行总线?什么是并行总线?试比较它们的应用场合。 (3分)

参考答案：串行总线采用一条数据线；并行总线采用多条线路并行地传输数据信号。(2分) 串行总线一般用于较长距离的较低速率的数据传输；并行总线一般用于较短距离的高速数据传输。(2分)

07真题1.半导体随机访问存储器芯片主要有哪两种类型？ (5分)

参考答案：主要有静态存储器（SRAM）芯片和动态存储器（DRAM）芯片。

2.简述CISC和RISC的含义。 (5分)

参考答案：CISC：复杂指令系统计算机，其指令条数较多，指令功能和结构复杂，进而机器结构复杂。（2分） RISC：精简指令系统计算机，其指令条数较少，指令结构和功能简单，进而机器结构简单，提高了机器的 性能价格比。

（3分）

3.微指令执行周期与指令执行周期的对应关系是什么？ (5分)

参考答案：（1）一条机器指令对应一段微程序；（1.5分）（2）指令从主存中读取，微指令从控制存储器中读取；（2分）（3）每个机器周期对应一个微指令周期。（1.5分）

5.何谓I/O接口？外围设备编址有哪两大类方法？ (5分)

参考答案：I/O接口是主机与外设之间的交接界面；（3分）外设编址有统一编址法和单独编址法。（2分）

6.简述在程序查询 输入输出方式下，计算机进行输入操作的过程。 (5分)

参考答案：过程是：（1）CPU启动外设，命令外设进行读操作；（1.5分）（2）CPU读取外设的状态，等待输入设备的数据发送准备就绪；（1.5分）（3）CPU从数据总线输入数据，放在内部的寄存器中。（2分）

第五章1．在CPU中，哪些寄存器属于控制用的指令部件？它们各起什么作用？（5分）

【答案】：（1）程序计数器PC，提供取指地址，从而控制程序执行顺序。

（2）指令寄存器IR，存放现行指令，作为产生各种微操作命令的基本逻辑依据。

（3）程序状态寄存器PS，记录程序运行结果的某些特征标志，或用来设置程序运行方式与优先级，参与形成某些微操作命令。

2．硬连线控制器如何产生微命令？产生微命令的主要条件是哪些？

【答案】：硬连线控制器依靠组合逻辑电路产生命令；（1分）

组合逻辑电路的输入是产生微命令的条件，主要有：① 指令代码；② 时序信号；③ 程序状态信息与标志位；④ 外部请求信号。（4分）

3．微程序控制器怎么产生操作控制信号，这种控制器有何优缺点？

【答案】：操作控制信号的产生：事先把操作控制信号以代码形式构成微指令，然后存放到控制存储器中，取出微指令时，其代码直接或译码产生操作控制信号。

优点：规整、易于修改和扩展。

缺点：速度较慢。

4．当读取并执行一条指令时，控制器的主要功能是什么？

【答案】：① 从主存取指令，并计算下一条指令在主存中的地址；

② 对指令进行译码，产生相应的操作控制信号；

③ 控制指令执行的步骤和数据流动的方向。

5．与硬连线控制器相比，微程序控制器有哪些优缺点？

【答案】：与硬连线控制器相比，微程序控制器的优点是设计规整、易于修改和扩展。缺点是比硬连线控制器速度慢。

6．硬连线控制器主要由哪几部分构成？它是如何产生控制信号的？

【答案】：硬连线控制器主要由时钟源、环形脉冲发生器、控制信号编码器电路和指令译码器电路构成。硬连线控制器采用组合逻辑与时钟信号结合的方式产生控制信号。

第六章（2000年）1．何谓存储总线？何谓I/O总线？各有何特点？（4分）

【答案】：存储总线是连接CPU和主存储器之间的专用总线，速度高。

1/O总线是连接主机（CPU）与1/O设备之间的总线，可扩展性好。

2．总线的分类方法主要有哪几种？请分别按这几种法说明总线的分类。

【答案】：① 按传送格式分为：串行总线、并行总线；② 按时序控制方式分为：同步总线（含同步扩展总线）、异步总线；③ 按功能分为：系统总线、CPU内部总线、各种局部总线。

3．何谓串行传输，有何优缺点?适用什么场合？

【答案】：串行传输是指数据的传输在一条线路上按位进行。

优点：线路成本低。

缺点：传送速度慢。

适用场合：主机与低速外设间的传送、远距离通信总线的数据传送、系统之间的数据传送。

4．总线的同步通信方式与异步通信方式有什么区别？各适用于哪些场合？

【答案】：同步通信方式中：数据传送操作由统一的时序信号同步定时控制，有严格的时钟周期划分，总线操作有固定的时序，设备之间没有应答信号。适合各设备速度固定且一致（或差异不大）的场合。

异步通信方式中：数据传送操作所需时间视需要而定，总线操作周期时间不固定，没有时钟周期划分，设备之间采用握手信号的应答方式。适合：各设备速度差异较大的场合。

5．串行总线和并行总线有何区别? 各适用于什么场合？

【答案】：串行总线的数据传输是在一条线路上按位进行。线路成本低，传送速度慢。 适用场合：主机与低速外设间的传送、远距离通信总线的数据传送、系统之间的数据传送。

并行总线的每个数据位都需要单独一条传输线，所有的数据位同时进行传输。线路成本高，传送速度快。适用场合：短距离的高速数据传输。

6．系统总线接口有哪几项基本功能？

【答案】：① 控制：传递总线上的控制信息，主设备会通过总线接口向从设备发出控制信息。② 数据缓存：在总线传递信息时，在总线接口中临时存放数据。③ 状态设置通过总线和转换从设备的工作信息，便于主设备了解从设备的信息。④ 数据转换：某些总线接口需要对传递的数据进行转换。⑤ 整理：对接口本身进行调整。⑥ 程序中断。

7．什么是总线裁决？总线裁决有哪几种方式？

【答案】：总线裁决就是决定总线由哪个设备进行控制。

总线裁决方式可分为集中式裁决和分布式裁决两种。

集中式裁决将总线的控制功能用一个专门的部件实现，这个部件可以位于连接在总线的某个设备上。当一个设备需要向共享总线传输数据时，它必须先发出请求，在得到许可时才能发出数据。裁决部件接收来自各个设备的总线使用请求信号，向其中某一个设备发出总线许可信号。

分布式裁决将控制功能分布在连接在总线上的各设备中，一般是固定优先级的。每个设备分配一个优先号，发出总线请求的设备将自己的优先号送往请求线上，与其他设备的请求信号构成一个合成信号，并将这个合成裁决信号读入以判断是否有优先级更高的设备申请总线。这样可使得优先级最高的设备获得总线使用权。

8．集中式裁决有哪几种方式：

【答案】：链式查询方式（菊花链方式）：各申请总线的设备合用一条总线作为请求信号线，而总线控制设备的响应信号线则串接在各设备间。

计数器定时查询方式：集中式总线裁决方式之一，设备要求使用总线时通过一条公用请求线发出，总线控制器按计数的值对各设备进行查询。

独立请求方式：集中式总线裁决方式之一，每一个设备都有一个独立的总线请求信号线送到总线控制器，控制器也给各设备分别发送一个总线响应信号。

独立请求方式可以和链式查询方式结合，构成分组链式查询方式。

9．提高总线速度的措施。

【答案】：从物理层次：1．增加总线宽度；2．增加传输的数据长度；3．缩短总线长度；4．降低信号电平；

5．采用差分信号；6．采用多条总线。从逻辑层次：1．简化总线传输协议；2．采用总线复用技术；3．采用消息传输协议。

10．什么是串行接口？什么是并行接口？他们与系统总线及I/O设备之间的传递格式分别是什么？

【答案】：串行接口和并行接口都是总线与设备之间的接口部件，但与设备间的数据格式不同。串行接口与外设之间串行，与系统总线之间并行。并行接口与外设之间并行，与系统总线之间并行。

第七章1．以DMA方式实现传送，大致可分为哪几个阶段？（3分）

【答案】：① DMA传送前的预置阶段（DMA初始化）；

② 数据传送阶段（DMA传送）；

③ 传送后的结束处理。

2．何谓中断方式？它主要应用在什么场合？请举二例。

【答案】：① 中断方式指：CPU在接到随机产生的中断请求信号后，暂停原程序，转去执行相应的中断处理程序，以处理该随机事件，处理完毕后返回并继续执行原程序；

② 主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速1/O；

③ 例：打印机控制，故障处理。

3．在 DMA 方式预处理（初始化）阶段， CPU 通过程序送出哪些信息？

【答案】：向DMA控制器及I/O接口（分离模式或集成模式均可）分别送出以下信息：

① 测试设备状态，预置DMA控制器工作方式；

② 主存缓冲区首址，交换量，传送方向；

③ 设备寻址信息，启动读／写。

4．中断接口一般包含哪些基本组成？简要说明它们的作用。

【答案】：① 地址译码。选取接口中有关寄存器，也就是选择了I/O设备。

② 命令字／状态字寄存器。供CPU输出控制命令，调回接口与设备的状态信息。

③ 数据缓存。提供数据缓冲，实现速度匹配。

④ 控制逻辑。如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。

5．何谓DAM方式？说明它的适用场合。

【答案】：定义：由DMA控制器控制系统总线，直接依靠硬件实现主存与I/O设备之间的数据直传，传送期间不需要CPU程序干预。

适用场合：高速、批量数据的简单传送。

6．何谓多重中断？如何保证它的实现？

【答案】：多重中断：CPU在响应处理中断过程中，允许响应处理更高级别的中断请求，这种方式称为多重中断。

实现方法：在中断服务程序的起始部分用一段程序来保存现场、送新屏蔽字以屏蔽同级别和低级别的中断请求、然后开中断，这样CPU就可响应更高级别的中断请求，实现多重中断。

7．试对程序中断方式和 DMA 方式各分别举出二种应用例子。

【答案】：中断方式常用于打印机输出、键盘输入等；

DMA方式常用于读／写磁盘、读／写磁带等。

8．主机与外围设备之间信息传送的控制方式有哪几种？采用哪种方式 CPU 效率最低？

【答案】：主机与外围设备之间信息传送的控制方式有四种：程序查询方式、中断方式、DMA方式和通道方式。程序查询方式CPU 效率最低。

9．试比较中断方式与 DMA 方式的主要异同，并指出它们各自应用在什么性质的场合。

【答案】：相同点：这两种方式下，主机和I/O设备都是并行工作。

不同点：中断方式在CPU响应了I/O设备的中断请求后，要暂停现行程序的执行，转为I/O设备服务。DMA 方式直接依靠硬件实现主存与I/O设备之间的数据直传，传送期间不需要CPU程序干预，CPU可继续执行原来的程序，CPU效率比中断方式。

DMA 方式适用场合：高速、批量数据的简单传送。

中断方式适用场合：处理复杂随机事件、控制中低速1/O设备。

10．基本的DMA控制器的主要部件有哪些？

【答案】：基本的DMA控制器的主要部件有：地址寄存器、长度计数器、数据寄存器、标志寄存器、命令寄存器、控制逻辑等。

11．简述多重中断系统中CPU响应处理一次中断的步骤。

【答案】：① 关中断；② 保存现场信息；③ 判别中断条件；④ 开中断；⑤ 执行中断服务程序；⑥ 关中断；⑦ 恢复现场信息；⑧ 开中断。

12．中断方式的接口控制器功能：能向CPU发出中断请求信号；能发出识别代码提供提供引导CPU在响应中断请求后转入相应服务程序的地址； CPU要能够对中断请求进行允许或禁止的控制；能使中断请求参加优先级排队。

13．CPU与外围设备进行通信有三种类型：① CPU向外围设备发出操作控制命令；② 外围设备向CPU提供状态信息；③ 数据在CPU和外围设备之间传递。

14．中断裁决机制：轮询、菊花链、独立请求。

15．CPU与DMA访问内存冲突的裁决的三种方法：① CPU等待DMA的操作；② DMA乘存储器空闲时访问存储器；③ CPU与DMA交替访问存储器。

16．CPU启动DMA的步骤：① 测试设备状态；② 写存储器地址寄存器；③ 写长度计数器；④ 启动DMA控制逻辑。

17．通道的三种类型：

选择通道：它与设备之间的传输一直维持到设备请求的传输完成为止，然后为其它外围设备传输数据。数据宽度是可变的，通道中包含一个保存IO数据传输所需的参数寄存器。

数组多路通道：以数组为单元在若干高速传输操作之间进行交叉复用。

字节多路通道：用于连接多个慢速的和中速的设备，这些设备的数据传送以字节为单位，字节交叉模式、猝发模式。

18．字节多路通道与数组多路通道的区别：首先数组多路通道允许多个设备同时工作，但只允许一个设备进行传输型操作，而其它设备进行控制型操作；字节多路通道不仅允许多个设备操作，而且允许它们同时进行传输型操作。其次，数组多路通道与设备之间的数据传送的基本单位是数据块，通道必须为一个设备传送完一个数据块以后才能为别的设备传送数据，而字节多路通道与设备之间的数据传送基本单位是字节，各设备之间的数据传送是以字节为单位交替进行的。

19．通道的功能：① 接受CPU的I/O操作指令，按指令要求控制外围设备；② 从内存中读取通道程序，并执行，即向设备控制器发送各种命令；③ 组织和控制数据在内存与外设之间的传送操作；④ 读取外设的状态信息，形成整个通道的状态信息，提供给CPU或保存在内存中；⑤ 向CPU发出IO操作中断请求，将外围设备的中断请求和通道本身的中断请求按次序报告CPU。

其它

1.总线连接方式中，各部件都可以向总线发送数据，怎样避免信号发送中的冲突？ (5分)

参考答案：从电路的角度，总线的连接方式是一种公用线路的连接方式。总线是一组公共的传输线，为保证总线 所传输的信号的有效性，应控制总线信号的发送，连接在总线上的设备不能同时有多个设备向总线发送信 息。为避免信号发送中的冲突，保证传输信息的正确性，连接在总线上的设备必须通过总线驱动电路向总 线发送信号。总线驱动电路可由三态输出电路或集电极开路门电路构成，并用一个控制信号控制它的输出 端。当总线驱动电路的控制端信号有效时，驱动电路向总线输出信号；控制信号无效时，驱动电路处于高 阻状态。控制器保证在任何时刻只有一个部件的总线输出控制信号是有效的，这样就避免了总线数据传输 的冲突。

2.有些指令的操作码为什么要采用可变长度？ (5分)

参考答案：固定长度操作码可使得计算机对指令的译码方法十分简单，但它不便于指令的扩展。采用可变长度操 作码的编码主要有两种情况，一种情况是为了缩短操作码的平均长度。根据指令使用的概率进行编码，先 对使用较频繁的指令用位数较少的代码进行编码，然后对剩下的码字进行扩展编码，作为使用不频繁的指 令的操作码。如教材中例4-1中所示的。另一种可变长度操作码的编码的情况是为了增加新的指令。原来 的指令中的操作码中剩下的码字不够用，通过对剩下的码字进行位扩充，增加操作码长度，可以增加更多 的指令。

3.什么是总线的匀时传输方式？它有什么用途？ (5分)

参考答案：总线的匀时传输方式就是一种传输数据流的实时传输方式。它要求在传输的过程中不但延迟的时间少 ，而且要求时间延迟均匀。匀时传输方式主要用于传输音频、视频等多媒体数据流。USB总线能够支持匀 时传输方式。

4.什么是访存局部性规律？它是如何形成的？ (5分)

参考答案：访问的局部性是对大量的程序访存行为进行的分析发现的特征，CPU对存储器的访问在一段时间内总是 集中在存储器的某一部分区域中。出现这种现象的原因是程序执行的顺序特征、循环特征和子程序调用特 征。当一个循环程序在执行时，CPU反复读取存储器中构成循环的一组指令。当调用子程序时，子程序的 一组指令从存储器中读入。这种指令读取就存在局部性的特征。对于数据的访问也存在局部性特征，如查 表程序逐项地读取一个表格的各个数据，它们读存储在存储器中相邻的地方。循环或者递归的程序总是访 问相同或者相邻的数据，如数组数据。

5..磁道的索引有什么作用？扇区地址有什么作用？ (5分)

参考答案：（P195）磁道的索引表示一个磁道的开始位置。磁盘控制器根据索引标志对磁道中的扇区进行定位。扇区地址是寻找扇区的依据。表示磁道中某一个扇区的起始位置。

6.串行总线和并行总线分别适用于什么样的数据传输？ (5分)

参考答案：串行总线的线路成本较低，一般用于较长距离的数据传输；并行总线的传输带宽较高，主要用于高速数据传输，传输距离较短。

7.形成微地址的断定方法的原理是什么？ (10分)

参考答案：在断定方式中，下一条微指令的微地址包含在当前微指令的代码中，在每一条微指令都具有分支的功能，不需要专门的转移微指令。每一条微指令 中的下址字段指定下一条微指令的微地址。为处理微程序的条件转移，引入两个下址字段，根据条件选择其中一个下址字段作为下一条微指令的微地 址。

1.什么是数据的对齐方式？为什么要有对齐方式？ (5分)

参考答案：如果将存储器空间表示一个字一行的形式，那么当一个数据字存储在一行的位置时就是字对齐的存储 方式。判断的方法是，如果一个字的存储地址（字节地址）是字长（字节数）的整数倍，那么这个字是字 对齐的，对于32位的数据字，它是4字节的，所以地址应当是4的整数倍。数据字对齐存储可以提高数据的 读写速度。

2.宽字存储器和多体交叉存储器有什么区别？ (5分)

参考答案：宽字存储器和多体交叉存储器都是从结构上提高存储器性能的方法，用增加访存并行性的方法提高存 储器的吞吐率。它们都不能提高存储器的访问时间。宽字存储器在一个控制器的控制下进行操作，对连续 的多个数据字进行访问，只能提高连续访问方式下的访存速率。多体交叉存储器由多个存储器控制电路， 分别控制各个存储体。各存储体独立工作，只要相继访问的数据不在同一个存储体中，就不会发生冲突， 可以并行操作而提高访存的速率。

3.访存局部性规律有什么用处？ (5分)

参考答案：根据访存局部性规律，我们不需要把所有的存储区域都用昂贵的高速电路来实现，可以根据存储的数据的访问概率把程序运行时访问最频繁的数据 放在速度最高的存储器件中，而把不频繁访问的数据放在速度较低，成本也较低的存储器件中，从而使得存储器的平均访问时间接近于高速存储器， 而成本则较低。

4.形成微地址的增量方法的原理是什么？ (5分)

参考答案：在增量方式中，让多数微指令按顺序执行，用专门的转移微指令实现微程序的分支。将微程序中的各条微指令按执行顺序安排在控制存储器中，后 继微地址由现行微地址加1得到。在按顺序执行时，用微程序计数器μPC来产生下一条微指令的微地址；在微程序中需要不按存储顺序执行微指令时， 通过转移方式，用一条转移微指令转向指定的微指令。

5.什么是cache的替换策略？有哪些替换策略？ (5分)

参考答案：在全相联和组相联的cache中，当从主存将数据块调入cache时发生冲突时，可以选择将某一个数据块替换出去，以腾出位置存放新的数据块。选择 替换的数据块的目的是减少块冲突，选择的方法称为替换策略，或称替换算法。替换算法有先进先出、LRU和随机法。

6.单独编址法和统一编址法之间有什么区别？ (5分)

参考答案：在统一编址法中将输入输出设备中的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器和内存单元一样看待，可用访问内存的指令来访问输入输出设备接口中 的某个寄存器。统一编址法的优点是可以利用许多访存指令进行输入输出操作。它的缺点是外设占用了存储器的地址空间，减少了有效存储器空间， 而且会影响存储器管理和存储空间的扩展。单独编址法中采用专门的地址空间和控制信号进行输入输出操作，内存的地址空间和输入输出设备的地址空间分开，需要使用专门的输入输出指令。 访问存储器和访问外围设备采用不同的指令，两者不会产生混淆。单独编址法需要增加指令的数量，使CPU的指令处理比较复杂。

1.在程序状态寄存器中，特征位N、Z、V、C、P分别表示什么？ (5分)

参考答案：程序状态寄存器中的特征位用于条件判断，其含义为： N 负数标志，如果结果为负数则设置为1，否则清0 Z 零标志，如果结果为零则设置为1，否则清0 V 溢出标志，如果结果数据溢出则设置为1，否则清0 C 进位标志，如果结果产生了进位则设置为1，否则清0 P 校验位，如果结果中有奇数个1时为1，有偶数个1时为0

2.衡量图像显示设备的主要性能指标有哪些？ (5分)

参考答案：衡量图像显示设备的主要性能指标有分辨率和灰度级。分辨率以图像点阵数为标志。点阵数越多，显示器中显示的像素就越多，分辨率就越高。颜色灰度级是指显示器所显示的像素点的亮度差别。显示器的灰度级越多，显示的图像层次就越丰富逼真。而像素的灰度级越多，表示像素需要的信息代码位数就越多，需要的显示存储器也越大。

3.数据通路有哪两种形成的方法？各有哪些特点 (5分)

参考答案：（P116-117）数据通路的建立一般有以下两种方法：用总线结构和用专用的通路。在总线结构的数据通路中，在各寄存器以及ALU之间建立一条或者几条数据总线，寄存器间的数据传输通过这些总线完成。在总

线结构中，可同时进行的数据传输的数量取决于总线的数量。总线上可以有多个模块同时接收数据，但任一时刻只能有一个模块向同一条总线发送数据。在专用通路结构的数据通路中，在各寄存器与ALU之间建立专用的数据传输与接收的通路，这种方式下各专用通路的数据传输互不相关，控制比较简单，各寄存器之间的数据传输可以并行进行，但在部件数量多的情况下需要建立的通路数量很多，需要合理安排连接结构。

4.磁盘的信息读写原理是什么？ (5分)

参考答案：磁盘通过磁头线圈的电流记录或读取信息。磁头由磁心和线圈组成，盘片的磁层经过磁头的下面。写 操作时，在磁头线圈的作用下，磁头上形成磁场，使得盘片上的相应点被磁化。不同的磁化状态表示不同 的数据。读操作时，盘片的磁场感应磁头，使得磁头线圈中产生电流，不同的电流方向代表不同的数据。 电流信号放大后就可被计算机接收。

5.微指令控制字的编码方式有哪些？ (5分)

参考答案：（P134-135）微指令控制字的编码方式有直接表示法、编码表示法和混合表示法。直接表示法微指令将每个控制信号都作为微指令中的一个位，这些控制信号同时有效时可控制有关部件同时进行操作。

6.固定长度的操作码与可变长度的操作码各有哪些特点？ (5分)

参考答案：在固定长度的操作码中，所有的指令操作码长度相同，它便于指令的译码。但指令的扩展性差，如果n位操作码的2n种操作码都定义完成，就不能 再增加新的指令。可变长度的操作码便于增加新的指令，如果将常用指令用较短的操作码，不常用指令用较长的操作码，则可以缩短指令操作码的平 均长度。但可变长度的操作码使得指令译码变得复杂。

7.DMA控制器有哪些功能？ (10分)

参考答案：DMA控制器在一般系统总线接口的基础上增加了对存储器进行方式的电路。除了一般接口的功能外， DMA控制器能够控制对存储器的访问以及数据的输入输出。DMA访存的数据地址是一个连续的数据块，DMA 控制器能够用计数的方法生成所有的数据地址，同时对传输的数据进行计数。

1.系统总线接口的基本功能是什么？ (5分)

参考答案：系统总线接口的基本功能是控制、数据缓存、状态设置、数据转换、整理和程序中断等。

2.衡量通道性能的指标是什么？ (5分)

参考答案：衡量通道性能的指标是通道的流量，它指通道在传送数据时，单位时间内传送的数据位数，如每秒传 输的字节数B/s。

3.针式打印机如何打印文字？ 如何打印图形？ (5分)

参考答案：针式打印机在文字打印方式下，能够将主机送来的文字编码转换成文字的点阵信息。主机只要向打印 机发送ASCII代码或者汉字机内码，打印机根据文字代码从字符发生器中得到字符的点阵，然后将点阵打 印出来。字符发生器中存储了每个文字的点阵信息。在图形打印方式下，主机直接将图形的点阵信息发送给打印机，打印机直接将点阵信息打印出来。

4.SRAM和DRAM存储器芯片各有什么特点？ (5分)

参考答案：SRAM存储器单元由6个晶体管来存储一位信息，而DRAM存储器由一个电容器和一个晶体管构成，所以 DRAM的成本较低。在同样集成电路规模的情况下，DRAM存储器芯片的容量较大。但是，DRAM芯片的访问需 要两次输入地址，还需要对电容进行刷新等，所以DRAM芯片的访问速度较慢。

5.一条微指令分为哪些部分？各起什么作用？ (5分)

参考答案：一条微指令分为操作控制部分和顺序控制部分。操作控制部分包含一个机器周期中每个微操作所需的 全部控制信号的编码，用来发出管理和指挥全机工作的控制信号，即控制字。顺序控制部分用来决定产生 下一条微指令的地址，指出下一条微指令代码在控制存储器中的存储位置。

6.计算机指令中包含哪些信息？怎样表示这些信息？ (5分)

参考答案：计算机指令中包含的信息有操作的类型、操作数的存储位置、操作结果的存储位置等。指令中一般用 不同的代码段表示上述不同的信息，各个代码段构成指令的格式。一般指令格式中包含操作码字段和各操 作数地址码字段。指令格式中规定了指令中编码字段的个数、各个字段的位数以及各个字段的编码方式。

7.试叙述分布式总线裁决的一般过程。 (10分)

参考答案：各部件发出请求，同时检测其他部件请求。如果其他请求的部件优先级比本部件高，则本部件不能立 即使用总线；如果其他请求部件的优先级较低，则本部件就赢得裁决而可以立即使用总线。

1.什么是集中式总线裁决？有哪些裁决方法？ (5分)

参考答案：（P149-150）集中式总线裁决采用一个专用的裁决部件进行总线的裁决，主要有链式查询方式、计数

器定时查询方式和独立请求方式。

2.在一个采用向量中断的系统中，将各个外围设备用菊花链连接起来，试描述中断源的识别、中断的裁决以及中断服务程序入口地址的形成过程。 (5分)

参考答案：在该系统中，当多个设备同时发出中断请求时，首先进行裁决，中断许可信号串行地依次传递给各个外设，发出外设的设备在收到中断许可信号后将中断向量放到总线上，CPU收到中断响应后就响应这个设备的请求，这样既完成了中断裁决，又完成了中断源识别。然后CPU根据中断向量查找中断向量表得到服务程序的入口地址。

3.试叙述分布式总线裁决的一般过程。 (5分)

参考答案：各部件发出请求，同时检测其他部件请求。如果其他请求的部件优先级比本部件高，则本部件不能立 即使用总线；如果其他请求部件的优先级较低，则本部件就赢得裁决而可以立即使用总线。

4.总线中为什么要采用消息传送方式传输数据？ (5分)

参考答案：总线中采用消息传送方式传输数据是为了提高数据传输速度，减少总线信号线数量，减少通信中同步 操作的开销。

5.转子程序指令与一般转移指令有什么区别？ (5分)

参考答案：转子程序的指令和一般转移指令都要指定转移目标地址。此外，在执行转子程序指令时还要将PC的值保存起来，以便于子程序的返回。通常在执行 转子程序指令时将PC的值保存在堆栈中，返回指令从堆栈中取出这个返回地址。

6.形成微地址的增量与断定结合的方法的原理是什么？ (5分)

参考答案：结合方式把增量方式与断定方式结合起来，用μPC指定下一个微地址，代替一个下址字段。在这种方式中，将μPC的计数值作为分支时两个下址中 的一个，下址字段给出转移成功时的下址。为了确定转移的条件，在微指令中用表示转移条件的字段BCF，下址字段则称为转移地址字段BAF。

1.单独编址法和统一编址法之间有什么区别？ (10分)

参考答案：在统一编址法中将输入输出设备中的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器和内存单元一样看待，可用访问内存的指令来访问输入输出设备接口中 的某个寄存器。统一编址法的优点是可以利用许多访存指令进行输入输出操作。它的缺点是外设占用了存储器的地址空间，减少了有效存储器空间， 而且会影响存储器管理和存储空间的扩展。单独编址法中采用专门的地址空间和控制信号进行输入输出操作，内存的地址空间和输入输出设备的地址空间分开，需要使用专门的输入输出指令。 访问存储器和访问外围设备采用不同的指令，两者不会产生混淆。单独编址法需要增加指令的数量，使CPU的指令处理比较复杂。