计算机组成原理复习资料

Cpu响应中断时暂停当前程序的运行，自动转去执行中断服务程序。 关中断是允许中断触发器EINT=0，CPU不允许响应任何中断。 CPU响应中断后不是由用户通过关中断指令置0允许中断触发器，而是由硬件（中断隐指令）自动完成。 中断方式一般适合随机出现的服务。

CPU 访问存储器的时间是由存储体的容量决定的,存储容量越大,访问存储器所需的时间越长 。（主存是随机存储器，访问时间一样与容量无关） 简答题

P93 字、位扩展

冯诺依曼计算机的主要设计思想是什么，它包括哪些组成部分？ 答: 冯诺依曼型计算机的主要设计思想是:采用存储程序的方式，编好的程序和数据存放在同一个存储器中，计算机可以在无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务；在机器内部，指令和数据均采用二进制码表示，指令在存储器中按顺序存放。其主要组成部分有：运算器、控制器、存储器、输入输出设备，以及总线。

存储器系统的层次结构可以解决那些问题，实现存储结构的先决条件是什么，用什么度量？

答：存储器层次结构可以提高计算机存储系统 的性能价格比，即在速度方面接近最高级的存储器，在容量和价格方面接近最低级的存储器。 实现存储器层次结构的先决条件是程序局部性，即存储器访问的局部性是实现存储器层次结构的基础。 其度量方法主要是存储系统的命中率，由高级存储器向低级存储器访问数据时，能够得到数据的概率。

为什么要有cache？

主存把CPU要访问的信息提前送到缓存，避免CPU与IO设备争抢访存，减少空等提高效率；解决CPU与主存速度不匹配的问题

主存与Cache之间为什么要建立地址映射，请简述三中不同的地址映射？

与主存容量相比，Cache的容量很小，它保存的内容只是主存内容的一个子集。为了把主存块放到Cache中，必须应用某种方法把主存地址定位到Cache中，称作地址映射。

地址映射方式有全相联方式、直接方式和组相联方式三种： 全相联映射方式：将主存的一个块映射到Cache中的任意一块上。 直接映射方式：一个主存块只能映射到Cache的一个特定位置上去。 组相联映射方式：将Cache分成u组，每组v块，主存块存放到哪个组是固定的，至于存到该组哪一块则是任意的。主存地址格式 P120

CPU对DAM请求和中断请求的响应时间是否一样，为什么？ 答：响应时间不同。CPU响应DMA方式在指令周期的任一存取周期结束时，响应中断在指令执行结束时。原因：采用DMA方式交换数据，数据输入输出的速度很快，CPU必须以更短的时间查询和响应，否则数据丢失。

DMA交换数据三种方法：停止CPU访问主存、周期挪用、DMA与CPU交替访问

工作过程：预处理、数据传送、后处理 DMA与中断方式比较：

1.从数据传送看，中断靠程序传送，DMA靠硬件传送

2.中断有处理异常的能力，DMA没有，主要用于大批数据的传送 3.从CPU响应时间看，中断在一条指令执行结束时响应，DMA可在指令周期内任一存取周期结束时响应

4.中断方式中断现行程序需保护现场，DMA不用 5.DMA优先级比中断高

为什么要把存储系统细分为若干个级别，目前微机的存储系统主要有哪几级存储器，是如何分工的？

答：为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾，通常把各种不同存储容量、不同存取速度的存储器按一定的体系结构组织起来，形成一个统一整体的存储系统。目前微机中最常见的是三级存储系统。

主存储器可由CPU直接访问，存取速度快但存取容量小，一般用来存放当前正在执行的程序和数据。

辅助存储器设置在主机外部，它的存储容量大，价格较低，但存取速度较慢，一般用来存放暂时不参与运行的程序和数据，CPU不能直接访问辅助存储器。

当CPU速度很高时，为了使访问存储器的速度能与CPU的速度匹配，又在主存和CPU之间增设了一级cache，它的读写速度比主存更快，但容量更小，用于存放当前正在执行的程序中的活跃部分的副本，以便快速的向CPU提供指令和数据。

三级存储系统最终的效果是：速度接近于cache的速度，容量是辅存的容量，每位的价格接近于辅存。

计算机存储系统分为哪几个层次？每一层采用的存储介质主要是什么？其存储容量和存取速度的相对关系如何？ 缓存－主存、主存－辅存

数据总线在一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率是100MHZ，总线宽度是多少？64/8=8B 8Bx100MHZ=800MB/s

CPU包括哪几个工作周期，每个周期分别的作用是什么？ 答：CPU包括取指、间址、执行、中断四个工作周期 取指周期作用：取出指令并将其存放在IR寄存器中