计算机组成原理课后答案

16 17 yn yn+1 指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？

计算机硬件主要通过不同的时间段来区分指令和数据，即：取指周期（或取指微程序）取出的既为指令，执行周期（或相应微程序）取出的既为数据。

另外也可通过地址来源区分，从PC指出的存储单元取出的是指令，由指令地址码部分提供操作数地址。

什么是指令？什么是程序？

指令：人为输入计算机，由计算机识别并执行一步步操作的命令的形式称为指令。 程序：一系列指令的有序集合称为程序。 第二章 计算机的发展及应用

通常，计算机的更新换代以什么为依据？

主要以组成计算机基本电路的元器件为依据，如电子管、晶体管、集成电路等。 举例说明专用计算机和通用计算机的区别

按照计算机的效率、速度、价格和运行的经济性和实用性可以将计算机划分为通用计算机和专用计算机。通用计算机适应性强，但牺牲了效率、速度和经济性，而专用计算机是最有效、最经济和最快的计算机，但适应性很差。例如个人电脑和计算器。 什么事摩尔定律？该定律是否永远生效？为什么？

微芯片上集成的晶体管数目每3年翻两番的规律，不是永远生效，因为每代芯片的成本大约为前一代芯片成本的两倍

举三个实例, 说明网络技术的应用.

网络教育, 网络共享, 远程协助 举例说明人工智能方面的应用有哪些

自然语言处理: 机器翻译, 自然语言理解 模式识别: 指纹识别, 脸部识别, 语音识别 人机对弈:

举例说明那些计算机的应用需采用多媒体技术

数据压缩, 图像处理, 音频处理, 数据库内容检索, 着作工具, 通信及分布式多媒体应用 设想一下计算机的未来

体型小, 价格低廉, 使用方便. 第三章 系统总线

什么是总线 总线传输有何特点 为了减轻总线的负载, 总线上的不见都应具备什么特点

总线是连接各个部件的信息传输线，是 各个部件共享的传输介质

特点: 某一时刻只允许有一个部件向总线发送信息, 多个部件可以同时从总线接收相同信息 为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通

总线如何分类 什么是系统总线 系统总线又分为几类，它们各有何作用，是单向的，还是双向的，它们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系

按照连接部件的不同，总线可以分为片内总线、系统总线和通信总线 系统总线是 CPU,主存,I/O,设备(通过I/O接口)各大部件之间的信息传输线 系统总线按照传输信息不同分为数据总线,地址总线,控制总线

数据总线是双向的, 根数与存储子长相同, 是机器字长的整数倍

地址总线是单向的, 根数越多, 寻址空间越大,即CPU能访问的存储单元的个数越多

常用的总线结构有几种？不同的总线结构对计算机的性能有什么影响？举例说明

单总线结构: 将CPU,主存,I/O设备都挂在一组总线上, 极易形成计算机系统瓶颈

双总线结构: 将速度较低I/O设备从单总线上分离出来,形成主存总线与I/O总线分开的结构.CPU将一部分功能下放给通道,使其对I/O设备具有统一管理

三总线结构: I/O总线, DMA总线, 主存总线, 任何时刻只能使用一种总线 三总线结构: 局部总线, 扩展总线, 系统总线

为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？

解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题 链式查询: 连线简单,已与扩充,对电路故障最敏感

计数器定时查询: 优先级设置较灵活, 对故障不敏感, 连线机控制过程较复杂 独立请求方式: 速度最快,但硬件器件用量大,连线多, 成本较高

解释下列概念：总线宽度、总线带宽、总线复用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备（或从模块）、总线的传输周期和总线的通信控制。

总线宽度: 通常只数据总线的根数

总线带宽: 总线的数据传输率, 直单位时间内总线上传输数据的位数 总线复用: 指同一条信号线可以分是传输不同的信号

总线的主设备: 指一次总线传输期间, 拥有总线控制权的设备

总线的从设备: 指一次总线传输期间, 配合主设备完成数据传输的设备,只能被动接受主设备发来的命令

总线的传输周期: 指总线完成一次完整而可靠的传输所需时间 总线的通信控制: 指总线传送过程中双方的时间配合方式 试比较同步通信和异步通信

同步通信：指由统一时钟控制的通信，控制方式简单，灵活性差，当系统中各部件工作速度差异较大时，总线工作效率明显下降。适合于速度差别不大的场合

异步通信：指没有统一时钟控制的通信，部件间采用应答方式进行联系，控制方式较同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作速度差异较大时，有利于提高总线工作效率 画图说明异步通信中请求与回答有哪几种互锁关系

不互锁,半互锁,全互锁

为什么说半同步通信同时保留了同步通信和异步通信的特点？

半同步通信既能像同步通信那样由统一时钟控制，又能像异步通信那样允许传输时间不一致，因此工作效率介于两者之间

分离式通讯有何特点，主要用于什么系统？

1.各模块欲占用总线使用权都必须提出申请

2. 在得到总线使用权后，主模块在先定的时间内向对方传送信息，采用同步方式传送，不再等待对方的回答信号

3. 各模块在准备数据的过程中都不占用总线，使总线可接受其它模块的请求

4. 总线被占用时都在做有效工作，或者通过它发送命令，或者通过它传送数据，不存在空闲等待时间，充分利用了总线的占用，从而实现了总线在多个主、从模块间进行信息交叉重叠并行传送

主要用于大型计算机系统

什么是总线标准 为什么要设置总线标准？你知道目前流行的总线标准有哪些？什么叫plug and play？哪些总线有这一特点？

总线标准: 系统与各模块,模块与模块之间的一个互连的标准界面

为了使系统设计简化, 模块生产批量化, 确保其性能稳定, 质量可靠, 实现可移化 ISA,EISA,PCI,AGP,USB

plug and play:即任何扩展卡只要插入系统便可工作, PCI,USB 画一个具有双向传输功能的总线逻辑图

设数据总线上接有A、B、C、D四个寄存器，要求选用合适的74系列芯片，完成下列逻辑设计： （1） 设计一个电路，在同一时间实现D→A、D→B和D→C寄存器间的传送； （2） 设计一个电路，实现下列操作：

T0时刻完成D→总线； T1时刻完成总线→A； T2时刻完成A→总线； T3时刻完成总线→B。

(1) 由T打开三态门将 D寄存器中的内容送至总线bus，由cp脉冲同时将总线上的数据打入到

A、B、C寄存器中。 T和cp的时间关系如图（1）所示

(2) 三态门1受T0＋T1控制，以确保T0时刻D→总线，以及T1时刻总线→接收门1→A。三态门2受T2＋T3控制，以确保T2时刻A→总线，以及T3时刻总线→接收门2→B。T0、T1、T2、T3波形图如图（2）所示

什么是总线的数据传输率，它与哪些因素有关？

总线数据传输率即总线带宽，指单位时间内总线上传输数据的位数，通常用每秒传输信息的字节数来衡量。它与总线宽度和总线频率有关，总线宽度越宽，频率越快，数据传输率越高 设总线的时钟频率为8MHZ，一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？

解：由于：f=8MHz,T=1/f=1/8M秒，一个总线周期等于一个时钟周期 所以：总线带宽=16/（1/8M） = 128Mbps

在一个32位的总线系统中，总线的时钟频率为66MHZ，假设总线最短传输周期为4个时钟周期，试计算总线的最大数据传输率。若想提高数据传输率，可采取什么措施？