「科普一下」计算机组成原理

 admin   2022-08-21 00:31   156 人阅读  0 条评论

1. 冯•诺依曼盘算机的特色是什么呀?
解冯•诺依曼盘算机的特色是1>盘算机由运算器.掌控器.存储器.输入装备.输入装备五大零件组成阿;指令和数据以统一样职位寄存于存储器内,并能够按位置会见阿;指令和数据均用两进制表现阿;指令由操做码.位置码两大部-分组成,操做码用来表现操做的性子,位置码用来表现操做数在存储器中的职位阿;
指令在存储器中顺着纪律寄存,平时努力顺着纪律取出推行阿;机械以运算器为中心
2.什么是总线呀?总线传输有何特色呀?为了减少总线的负载总线上的零件都应具有什么特色呀?
总线是联接多个零件的信息传输线,是各零件同享的传输介质吖。总线特色是某一时刻刻只能有一起信息在总线传输即分时运用吖。为减少总线负载总线上的零件应通过三态驱动电路与总线连通吖。
3.总线怎么样分类呀?什么是体制总线呀?体制总线又分为几类是单向的仍然双向的呀?
总线分类按数据通报办法分为并行传输总线和串行传输总线吖。按联接零件区别分为盘算机总线,测控总线,网络通讯总线吖。体制总线是指CPU,主存,I/O装备各大零件之中的信息传输线吖。体制总线分为三类位置总线,数据总线和掌控总线吖。数据总线是是双向传输与机械字长存储字长有关,位置总线是单向传输,与位置线的位数和存储单元有关吖。
4. 为什么要设置总线判优掌控呀?罕见的会合式总线掌控有几种呀?各有何特色呀?哪种办法响适当的时刻间最快呀?哪种办法对电路缺点最敏感呀?
总线判优掌控处置多个零件同时申请总线时的运用权分配疑阿;
罕见的会合式总线掌控有三种链式盘.计数器准时盘.自力乞求阿;
特色链式盘办法连线简易,易于扩大,对电路缺点最敏感阿;计数器准时盘办法优先级设置较灵巧,对缺点不敏感,连线及掌控历程较繁杂阿;自力乞求办法速率最快,但硬件器件用量大,连线多,本较高吖。
5. 什么叫更改呀?为什么要更改呀?声明更改有几种办法吖。
解更改对DRAM定期举行的所有重写历程阿;更改本因因电容走漏而引起的DRAM所存信息的衰减必-要实时添补,因而放置了定期更改操做阿;经常使用的更改办法有三种会合式.疏散式.异步式吖。会合式在最大更改距离时刻内,会合放置一段时刻举行更改,存在CPU访存死时刻吖。疏散式在每逐一位读/写周期之后插入一位更改周期,无CPU访存死时刻吖。异步式是会合式和疏散式的折衷吖。
7.什么是中止呀?计划中止体制需思考哪些主要疑呀?
在CPU运转历程中,由于内里或者外面某个随机事情的发生,使CPU中途终止现在运转的程-序,而转去推行处置引起中止事情的程-序,完结后返回一开始的程-序连续推行.这个历程称为中止】
(1) 设立必-要的中止源,一定你们提出的中止乞求的办法.(2) 依照迫切水平的区别,划定好中止源的优先级别,以一定当几其中止源同时乞求时,处置性能有一位先后照应序次.(3) 当处置机照应中止后,必-要把被中止程-序的现场,断点保留起身,以便中止处置结尾后能返回本程-序.(4) 中止处事程-序计划.(5) 恢复现场,返回本程-序.
8.什么是中止隐指令?有哪些功效呀?
在一周期中依赖硬件完成程-序切换,并没必-要要履旅程-序指令,即没必-要要程-序员编程-序完成,因此称为中止隐指令操做吖。 1)关中止阿;2)保留断点到客栈阿;3)获取中服入口位置而且转入中服吖。
27. 试从下面七个方方面面对比程-序盘.程-序中止和DMA三种办法的综合功效吖。
解对比以下
(1)程-序盘.程-序中止办法的数据通报主要依赖软件,DMA主要依赖硬件吖。
(2)程-序盘.程-序中止通报数据的基本单元为字或者字节,DMA为数据块吖。
(3)程-序盘办法通报时,CPU与I/O装备串行工做阿;
程-序中止办法时,CPU与I/O装备并行工做,现旅程-序与I/O通报串前举行阿;
DMA办法时,CPU与I/O装备并行工做,现旅程-序与I/O通报并前举行吖。
(4)程-序盘办法时,CPU努力盘I/O装备状态阿;
程-序中止及DMA办法时,CPU无奈吸收I/O中止乞求或者DMA乞求吖。
(5)程-序中止办法由于软件格外开支时刻对比大,因而传输速率最慢阿;
程-序盘办法软件格外开支时刻基本有无,因而传输速率比中止快阿;
DMA办法基本由硬件完成通报,因而速率最快阿;
(6)程-序盘接口硬件结构最简易,因而最经济阿;
程-序中止接口硬件结构稍微繁杂一些,因而较经济阿;
DMA掌控器硬件结构最繁杂,因而本最高阿;
(7)程-序中止办法适用于中.低速装备的I/O调换阿;
程-序盘办法适用于中.低速实时处置历程阿;
DMA办法适用于高速装备的I/O调换
30. 什么是多重中止呀?完成多重中止的必-要条件是什么呀?解多重中止是指当CPU推行某其中止处事程-序的历程中,发生了更高级.更紧急的事情,CPU中途终止现行中止处事程-序的推行,转去向理该事情的中止,处置完返回现行中止处事程-序连续推行的历程吖。
完成多重中止的必-要条件是在现行中止处事时期,中止允许触发器为1,即开中止吖。
32.采用屏障技术的结局是什么呀?
1> 在多重中止体制中,cpu照应中止后不希望有级别的其余中止乞求的滋扰,采用屏障技术可屏障本级和更低级的中止乞求,使中止处置牢靠举行吖。
2 >更改中止处置的优先级吖。
3>有选择的封锁部-分中止乞求,使程-序掌控更灵巧吖。
36.I/O与主机调换信息有几种办法,各有何特色吖。
I/O与外设的信息调换办法主要有
程-序盘办法(特色简称为程控办法,他是主机与外设通讯的一位主要的办法,但关于低速外设或者者外设的一些随机通讯乞求,程控办法就会不停土地,使CPU使用率下降,不行以与外头装备并行地工做吖。)
② 中止办法(特色也称为程-序中止办法,中止的前是外设准备好与主机的通讯条件,比如必-要实时地向主机通报一位数据而且该数据以前准备好了阿;或者者推行完主机的某个任-务,乞求主机再通报一位数据等等,就向主机提出中止乞求吖。这即是中止办法的处置想法,以提升了CPU的使用率吖。)
③ DMA办法(特色即直-接存储器存取办法,是直-接依赖硬件在主存与I/O装备间通报数据的一种工做办法,在通报时期没必-要要CPU参与通报操做吖。由于省去了CPU取指令.取数和送数操做,因而节约了CPU大量的时刻阿;而且主存与外设之中数据传输速率一开始不比CPU参与传输慢,因而是一位十分好的数据成块通报形式吖。)
35.I/O编址办法有几种各有何特色呀?
程-序直-接掌控办法 程-序中止通报办法 直-接存储器存取(DMA)办法I/O通道掌控办法外头处置机办法
18.对比RAM和ROM吖。
RAM是随机存取存储器,在程-序的推行历程中既可读出又可写入吖。ROM是只读存储器,在程-序推行历程中只能读出信息,不行以写入信息吖。
19.对比静态RAM和消息RAM
静态RAM和消息RAM都属随机存储器,即在程-序的推行历程中既可读出又可写入信息吖。但静态RAM靠触发器理由存储信息,只要电源不掉电,信息就不丢弃阿;消息RAM靠电容存储电荷理由存储信息,即便电源不掉电,由于电容要放电,信息也会丢弃,故需再生更改吖。
27.CPU中止周期前为什么阶段,中止周期后为什么阶段,中止周期完结什么操做呀?
CPU中止周期前为推行中止隐指令,中止周期后阶段推行返回指令,中止周期完结推行中止处事程-序吖。
23.简述主存的读写历程吖。
存储器的读出历程是CPU先给出有用位置,然后给出片选(平时受CPU访存信-号掌控)信-号和读下令,这样即可将当选中的存储单元内的列位信息读至存储芯片的数据线上,完结了读操做吖。
存储器的写入历程是CPU先给出有用位置,然后给出片选(平时受CPU访存信-号掌控)信-号和写下令,并将欲写入的信息送至存储器的数据线上,这样,信息即可写入到当选中的存储单元
12.什么是指令字长,什么是存储字长,什么是机械字长呀?
指令字长一位指令字所占有一些位数吖。存储字长一位存储单元可存储一串两进制代码,称这串两进制代码为一位存储字,这串两进制代码的个数叫做存储字长吖。机械字长盘算性能直-接处置的两进制数据的位数,他决定了盘算机的运算精度吖。
99.关于CU的的几种掌控办法呀?罕见的掌控办法有同步掌控,异步掌控,结合掌控,人-工掌控四种吖。
8.微指令的操做掌控有几种编码办法呀?各有何特色呀?哪种掌控速率最快呀?
微指令编码办法有三种直-接编码办法.字段直-接编码办法.字段间接编码办法吖。微指令的样式与微指令的编码样式有关,平时光为水平型微指令和垂直型微指令吖。水平型微指令的特色一次能界说并推行多个并行操做的微指令吖。直-接编码速率最快吖。垂直型微指令特色是采用相似机械指令操做码的办法,在微指令中设置为操做码字段,有微操做码划定微指令的功效吖。
两种样式的对比呀?水平型微指令比垂直型微指令并行操做才气强.结局高,灵巧性强,吖。水平型微指令并行操做才气强.结局高,灵巧性强,垂直型微指令则较差.吖。由水平型微指令诠释指令的微程-序,拥有微指令字对比长,但微程-序短的特色.垂直型微指令则反以前,微指令字对比短而微程-序长 .吖。水平型微指令与机械指令差异太大垂直型微指令与机械指令对比相似吖。
9为完成多重中止,需有哪些硬件支持呀?
1中止乞求触发器 2中止屏障触发器3向量位置变成零件4 允许中止触发器 5中止记号触发器 6 客栈7 中止盘信-号电路 8 排队器
9.1 掌控单元的功效是什么呀?其输入受什么掌控呀?
功效发出种种掌控信-号序列的功效吖。掌控单元的输入受 指令寄存器.时钟.记号和掌控总线的掌控吖。
10.6 已知带反转指令的含意如图以下,写出及其在完结带反转指令时,取值阶段和推行阶段所需地所有微操做和节奏放置
1.简述存储器的结构和特色呀?
存储器的分级结构从上到下依次是①高速缓冲存储器简称cache,他是盘算机体制中的一位高速小容量半导体存储器吖。
②主存储器简称主存,是盘算机体制的主要存储器,用来寄存盘算机运转时期的大量程-序和数据吖。
③外存储器简称外存,他是大容量辅佐存储器吖。特色①速率快的存储器价贵,容量小阿;
②价低的存储器速率慢,容量大吖。
2.什么是操做数的寻址办法呀?操做数平时放在哪儿呀?
造成操做数有用位置的办法,称为寻址办法吖。①操做数包罗在指令中阿;②操做数包罗在CPU的某一位内里寄存器中阿;
③操做数包罗在主存储器中阿;④操做数包罗在I/O装备的端口中吖。
3.简述RISC机械许多特色中的5个特色呀?
①寻址办法少阿;②惟有取数.存数指令会见存储器阿;③掌控器多采用硬布线阿;
④装备了大量的寄存器阿;⑤支持流水线着重伸指令流水的优化运用吖。
4.简述外头装备和CPU之中信息调换的四种办法及运用处合呀?
①程-序掌控法,运用于单片机等硬件结构简易的场所阿;②中止掌控法,多用于实时掌控和缺点处置阿;
③DMA,直-接存储器存取,掌控内存和外设之中的数据通报,所有通报历程没必-要要CPU参与阿;
④通道,处置机吖。运用于大型盘算机场所
1.什么叫客栈呀?
客栈是在片内RAM中专程开拓进去的一位地域,数据的存取是以"后进先出"的结构办法处置的吖。实质上,客栈即是一位根据"后进先出"准则组织的一段内存地域吖。
2.什么是单片机的机械周期.状态周期.振荡周期和指令周期呀?你们之中是什么关系呀?
某条指令的推行周期由许多个机械周期组成,一位机械周期包罗6个状态周期(又称时钟周期),而一位状态周期又包罗两个振荡周期吖。指令推行周期有长有短,但一位机械周期恒即是6个状态周期或者1两个振荡周期吖。
3.MCS-51单片机平时内里包罗哪些主要思维功效零件呀?
51单片机平时由以下零件组成微处置器 , 一定存储容量的程-序存储器和数据存储器 , I/0接口 , 准时/计数器 ,时钟电路 和其余一些外头电路
4.MCS-51单片机片内256B的数据存储器可分为几个区呀?分-别起什么结局呀?
MCS-51单片机片内数据存储器可分为两个区低128B的片内RAM区和 高128B的独自运用寄存器区吖。这个内里低128B的RAM区又分为工做寄存器区.位寻址区.为用户RAM区吖。工做寄存器区可做公用寄存器用,用户RAM区可做客栈和数据缓冲用吖。独自运用寄存器区又称希奇功效寄存器,
5.程-序状态存储器PSW的结局是什么呀?经常使用状态记号有哪几位呀?结局是什么呀?
PSW用于记号程-序运转状态
P奇偶记号吖。加器A中“1了”的个数如果是奇数,则置P为1,否则置0吖。
F一、用户记号吖。
OV溢出记号吖。有记号数运算时,如果发生溢出时,OV置1,否则清0吖。
RS0.RS一、工做寄存器组选择位,用以选择指令现在工做的寄存器组吖。由用户用软件更改RS0和RS1的组合,以切换现在采用的工做寄存器组
Cy 进位记号位 吖。 如果有进位则标识为“1了”
AC :辅佐进位记号位 吖。 第四位向高四位有进位或者借位 则置“1了”
6.什么是指令呀?什么是程-序呀?
指令是掌控盘算机举行指定操做的下令吖。指令由两进制代码表现的吖。指令由操做码和操做数两部-分组成吖。
为完结某项划定任-务,把盘算机指令按一定序次举行编排组合所行成的指令集称为程-序吖。
7.什么叫寻址办法呀?MCS-51有几种寻址办法呀?
寻址办法即是追求指令中操做数或者操做数地址位置的办法吖。也即是怎么样找出寄存操做数的位置,把操做数提拿进去的办法吖。
MCS51的寻址办法有立刻数寻址.直-接寻址.寄存器寻址.寄存器间接寻址.变址寻址.对应对址.位寻址吖。
8.什么是中止和中止体制呀?MCS-51有哪些中止源呀?
当CPU现在处置某件事件的时刻,外面发生的某一件事件乞求CPU去向理,因而,CPU暂时终止现在的工做,转去向理发生的事件,处置完该事情之后,再回到一开始被终止的场所,连续一开始的工做吖。这类历程称为中止吖。 完成这类功效的零件称为中止体制吖。
MCS-51有以下中止源外面中止0,准时器0,外面中止1,准时器1,串行口中止
9.MCS-51照应中止的条件呀?
(1)有中止源发出中止乞求吖。
(2)中止总允许位EA=1,即CPU开中止吖。
(3)申请中止的中止源的中止允许位为1,即中止有无被屏障吖。
(4)无同级或者更高级中止现在处事吖。
(5)现在指令周期以前结尾吖。
(6)若现行指令为RETI或者会见IE或者IP指令时,该指令和松接着的另一条指令已推行结尾吖。
10.MCS-51准时器有哪几种工做办法呀?有何区分呀?
(1)办法0选择准时器高8位和低5位组成的一位13位计数器吖。
定间t=(213-初值)*机械周期
(2)办法一、计数器是 16位
定间t=(216-初值)*机械周期
(3)办法二、一位能够努力重装载的8位计数器吖。
定间t=(28-初值)*机械周期
(4)办法三、只适用于计数器T0 , T1无此工做办法 吖。TL0 和TH0被拆分红两个自力的8位计数器 吖。
11.串行数据通报的主要利益和用途是什么呀?
串行数据通报是将数据按位举行通报的办法吖。其主要利益是所需的通报线根数少,关于远差异数据通报的情形,采用串行办法是对比经济的吖。因此串行办法主要用于盘算机与差异远终端之中的数据通报吖。


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