Ch1 (部分习题答案)
解释下列概念:主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。
解:主机——是计算机硬件的主体部分,由CPU+MM(主存或内存)组成;
CPU——中央处理器(机),是计算机硬件的核心部件,由运算器+控制器组成;(早期的运、控不在同一芯片上)
主存——计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为计算机的主要工作存储器,可随机存取;由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。
存储单元——可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位;
存储元件——存储一位二进制信息的物理元件,是存储器中最小的存储单位,又叫存储基元或存储元,不能单独存取;
存储字——一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位;
存储字长——一个存储单元所存二进制代码的位数;
存储容量——存储器中可存二进制代码的总量;(通常主、辅存容量分开描述)
机器字长——CPU能同时处理的数据位数;
指令字长——一条指令的二进制代码位数;
解释下列英文缩写的中文含义:CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS
解:全面的回答应分英文全称、中文名、中文解释三部分。
CPU——Central Processing Unit,中央处理机(器),见7题;
PC——Program Counter,程序计数器,存放当前欲执行指令的地址,并可自动计数形成下一条指令地址的计数器;
IR——Instruction Register,
指令寄存器,存放当前正在执行的指令的寄存器;
CU——Control Unit,控制单元(部件),控制器中产生微操作命令序列的部件,为控制器的核心部件;
ALU——Arithmetic Logic Unit,算术逻辑运算单元,运算器中完成算术逻辑运算的逻辑部件;
ACC——Accumulator,累加器,运算器中运算前存放操作数、运算后存放运算结果的寄存器;
MQ——Multiplier-Quotient Register,乘商寄存器,乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。
X——此字母没有专指的缩写含义,可以用作任一部件名,在此表示操作数寄存器,即运算器中工作寄存器之一,用来存放操作数;
MAR——Memory Address Register,存储器地址寄存器,内存中用来存放欲访问存储单元地址的寄存器;MDR——Memory Data Register,存储器数据缓冲寄存器,主存中用来存放从某单元读出、或写入某存储单元数据的寄存器;
I/O——Input/Output equipment,输入/输出设备,为输入设备和输出设备的总称,用于计算机内部和外界信息的转换与传送;
MIPS——Million Instruction Per Second,每秒执行百万条指令数,为计算机运算速度指标的一种计量单位;
指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们?
解: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)取出的为指令,执行周期(或相应微程序)取出的为数据。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。
注意:
× 由控制器分析是指令还是数据;
× 指令由指令寄存器存取;
× 指令和数据的格式不一样;指令由操作码和地址码组成)
× 指令顺序存放,而数据不是;
× MAR放地址,MDR放数据;
Ch3 (部分习题答案)
什么是总线?总线传输有何特点?为了减轻总线负载,总线上的部件应具备什么特点?
解:总线是多个部件共享的传输部件。
总线传输的特点是:某一时刻只能有一路信息在总线上传输,即分时使用。
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。
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:总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题;
常见的集中式总线控制有三种:
链式查询、计数器查询、独立请求;
特点:链式查询方式连线简单,易于扩充,对电路故障最敏感;计数器查询方式优先级设置较灵活,对故障不敏感,连线及控制过程较复杂;独立请求方式判优速度最快,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。
解:
总线的主设备(主模块)——指一次总线传输期间,拥有总线控制权的设备(模块);
总线的从设备(从模块)——指一次总线传输期间,配合主设备完成传输的设备(模块),它只能被动接受主设备发来的命令;
总线的传输周期——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。
解:同步通信——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——不由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。