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计算机组成原理期中复习一

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计算机组成原理复习

选择题部分

1，用移码来表示浮点数中的阶码

2，各存储器的特点和全称：

1. ROM（Read-Only Memory， 只读存储器）

  • 特点：固定编程，一次写入，无法更改内容。通常用于存储固件或操作系统引导代码（如 BIOS）。

  • 与 EPROM 的关系：EPROM 是一种特殊的 ROM，允许擦除和重新编程。

    2. EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦除可编程只读存储器）

  • 特点：可通过紫外线擦除数据并重新编程。非易失性，断电后数据仍能保存。擦除和编程次数有限（约 1000 次）。

  • 与 EEPROM 的关系：EEPROM 是 EPROM 的改进版本，支持更灵活的擦除方式。

    3. EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦除可编程只读存储器）

  • 特点：支持通过电信号擦除和编程，无需紫外线。擦除方式更灵活，可逐字节操作（不需要全芯片擦除）。寿命较 EPROM 长（约 10,000~100,000 次擦写）。

  • 与 EPROM 的关系：EEPROM 是 EPROM 的改进版本，更加便捷高效。

    4. Flash Memory（闪存，基于 EEPROM 技术）

  • 特点：基于 EEPROM，但更高效，支持快速擦除和重写。通常以块为单位擦除，而非逐字节擦除。广泛应用于 USB 闪存盘、SSD、手机存储等现代设备。

  • 与 EEPROM 的关系：Flash Memory 是一种更高级的 EEPROM，拥有更高密度和更快速度。

    总结表格

存储器类型 全称 特点 与 EPROM 的关系
ROM Read-Only Memory 固定编程，无法更改内容。常用于存储固件或引导代码。 EPROM 是一种可擦除和可编程的 ROM
EPROM Erasable Programmable Read-Only Memory 可擦除可编程，通过紫外线擦除，非易失性。 ——
EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory 电可擦除，擦除方式灵活，可逐字节操作，寿命较长。 EEPROM 是 EPROM 的改进版本，无需紫外线擦除
Flash Memory ——（基于 EEPROM 技术） 支持快速擦除和重写，通常以块为单位擦除，广泛应用于现代设备。 Flash 是一种更高级的 EEPROM，应用更广泛

3，在主存和 CPU 之间增加 cache 存储器的目的是 解决 CPU 和主存之间的速度匹配问题 。

4，I/O 控制方式中，中断方式 由程序实现。

5，采用 DMA，direct memory access 传输数据时，每传送一个数据要占用 一个存储周期 的时间。

6，控制器分类

以下是控制器的主要分类及其特点：

(1) 操作控制器（Operation Controller）

  • 功能：
    • 控制和管理设备的操作，例如启动、停止、加速等。
    • 典型应用于机器人、数控机床和自动化流水线等场景。
  • 特点：
    • 侧重于操作逻辑的实时性和准确性。
    • 与传感器和执行器密切配合。

(2) 存储控制器（Storage Controller）

  • 功能：
    • 管理数据在存储设备（如硬盘、SSD）与主机之间的传输。
    • 负责任务如读写数据、缓存管理和错误纠正（如 RAID）。
  • 特点：
    • 高效的数据管理，通常集成于存储设备中，例如 NVMe 控制器。
    • 确保数据可靠性和性能。

(3) 网络控制器（Network Controller）

  • 功能：
    • 管理网络接口和数据包的传输。
    • 负责网络连接的初始化、协议解析及数据转发。
  • 特点：
    • 包括无线网卡控制器、有线网卡控制器等。
    • 提供高速数据传输支持，通常硬件加速。

(4) 显示控制器（Display Controller）

  • 功能：
    • 负责图像数据的处理和传输，将其输出到显示设备（如显示器）。
    • 包括 GPU 和专用的显示控制器。
  • 特点：
    • 侧重于图形渲染、高分辨率支持和色彩处理。

(5) DMA 控制器（Direct Memory Access Controller）

  • 功能：
    • 管理内存与设备间的大数据传输。
    • 减少 CPU 参与，提升系统性能。
  • 特点：
    • 常用于磁盘、网卡、显卡等高数据吞吐量设备。

(6) 电源控制器（Power Controller）

  • 功能：
    • 管理系统供电、设备电源状态及能耗。
    • 包括电池管理、休眠唤醒等功能。
  • 特点：
    • 提高能效并延长设备寿命。

(7) I/O 控制器（Input/Output Controller）

  • 功能：
    • 管理输入输出设备（如键盘、鼠标、打印机）的数据交互。
  • 特点：
    • 确保数据传输的实时性和稳定性。

其中，操作控制器的功能是 ：

1
2
D.从主存取出指令，完成指令操作码译码，
并产生相关的操作控制信号，以解释执行该指令

7，同步控制是由统一时序信号控制的方式。

8，相容性与相斥性微操作

  • 相容性微操作（Compatible Micro-Operations）：是指可以在同一CPU周期内并行执行的微操作，因为它们之间没有资源冲突或数据依赖。

  • 相斥性微操作（Mutually Exclusive Micro-Operations）：是指由于资源冲突或数据依赖，不能在同一CPU周期内并行执行的微操作，它们必须按顺序执行。

compatible /kəmˈpætəb(ə)l/ 兼容的；可共存的；

mutually /ˈmjuːtʃuəli/ 相互地，共同地

9，同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率是因为

A.同步通信不需要应答信号且同步通信方式的总线长度较短

B.同步通信用一个公共的时钟信号进行同步

C.同步通信中，各部件存取时间比较接近

某存储器芯片的存储容量为8K×1位，则它的地址线和数据线引脚相加的和为

key ：数据线只需要 1 根，$2^{13}$ 个内存，地址线 13 根 ，所以总共 14 根即可。

填空题

汉字编码技术

1，汉字的.输入编码（或输入码） B.内码（或机内码）,字形码分别用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。

2，区位码是 2354，机内码是 ？

B7D6

不知道为什么 ？学一下汉字编码技术吧。

主存储器的性能指标

存储容量、存取时间，存储周期，和存储器带宽。

这题放到填空很唐。

DMA知识

直接内存访问中，DMA控制器从 CPU 完全接管对 总线 的控制，数据交换不经过 CPU，而直接在 内存 和 $I/O$ 设备中进行。

组相联映像方式技术

6.已知某计算机的Cache存储器容量为2K字，分成128块。主存为64K字。若采用组相联映像方式，每组2块，其主存字块标记是B 位。

: 6

不会，回头学一下吧。第三章没学。

定点数

一个定点数由A.______________和B._______________两部分组成，根据小数点位置不同，定点数有C._____________和D.______________两种表示方法。

A. 符号位 B. 数值域 C. 纯小数 D. 纯整数

完全不知道

．某程序对主存块要求的序列为B2 B3 B4 B1 B5 B2 B4 B5 B3 B4 B5 B2。  设Cache容量为3块，假设开始时Cache为空。当使用LRU替换算法时，其命中率是           _____________%。

答案 ： 25

还是内存

主存容量为4MB，虚存容量为1GB，则物理页号的二进制位数为___________位。

答案 ： 10

简答题

见本地 word 文件。