计算机组成原理

1.冯诺依曼机的特点:
⑴计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备组成
(2)指令和数据都存储在存储器中，并可以按地址访问
(3)指令和数据都用二进制表示
(4)指令由操作码和地址码组成
早期的冯诺依曼机以运算器为中心，现代的以存储器为中心
2.计算机的工作过程（存储程序思想)∶
(1)将程序和数据装入主存储器中
(2)将源程序转化为可执行程序
(3)从可执行文件的首地址开始执行指令
3.计算机系统由那两部分组成？
硬件和软件
4.区别编译和解释
编译和解释是翻译的两种方式;
编译需要一个专门的编译过程，把程序编译成为机器语言的文件，会产生一个目标程序(C、C++、Java)
解释性语言的程序不需要编译，在运行程序时才翻译，翻译一句执行一句，不产生目标程序，效率比较低(python、JavaScript)
编译过程:预处理----编译-----汇编----链接
5.机器字长、指令字长和存储字长:
机器字长:计算机可以直接处理二进制的位数，等于CPU内部寄存器的大小
指令字长:一个指令包含的二进制的位数，一般为存储字长的整数倍
存储字长:一个存储单元存储的二进制代码的长度

6.计算机常见的存储结构层次结构:
(1) cache-主存∶解决CPU与主存速度不匹配问题，由硬件完成，对程序员透明
(2) 主存-辅存︰解决主存容量不够的问题，由操作系统和硬件共同完成，对应用程序设计者透明，对系统程序设计者不透明

7.DROM的刷新方式:
（1)集中刷新:一个固定时间对存储器所有行进行刷新
(2)分散刷新︰对每一行的刷新分散到各个工作周期
(3）异步刷新:对每行的刷新分散到整个刷新周期

8.Cache与主存的映射方式:
(1)直接映射:主存只能存入cache中的唯一位置
(2)全相联映射:主存的数据块可以存入cache的任意位置
(3）组相联映射:cache分成若干组，各组之间采用直接映射，而组内各块之间采用全相连映射。

9.虚拟存储器（解决内存不足的问题):
(1)页式虚拟存储器︰把虚拟空间和实际空间分成固定大小的页，各虚拟页可装入内存中的不同实际位置;逻辑地址=虚页号+页内地址;实际地址=页号+页内地址;
(2)段式虚拟存储器︰将主存按段分配;段的长度却不固定，决定于用户编写的程序。
(3）段页式虚拟存储器

10.数据寻址方式:
(1) 隐含寻址︰操作数地址不直接给出，隐含在指令中
(2) 立即寻址:直接给出操作数本身
(3）直接寻址:直接给出操作数的地址
(4） 间接寻址:给出操作数地址所在的存储空间的地址
(5）寄存器寻址︰给出操作数所在的寄存器的编号
(6) 寄存器间接寻址:给出操作数所在主存单元地址的寄存器编号
(7) 相对寻址:将PC计数器的内容加上指令格式中的形式地址
(8）基址寻址:将基址寄存器中的内容加上指令格式中的形式地址
(9) 变址寻址:将变址寄存器中的内容加上指令格式中的形式地址
(10) 堆栈寻址:在规定的堆栈中取出操作数

11.指令的执行过程(指令周期)︰
(1）取值周期︰将指令地址送入到地址寄存器中(MAR)﹔控制器(CU)发出读(R〉控制信号﹔主存根据地址线上的地址和读信号，从指定的存储单元得到数据，将数据放回数据寄存器(MDR)中，并送到IR中;PC+1，形成下一条指令
(2）间指周期︰将（IR）指令的地址码送入地址寄存器（MAR）中，控制器发出读控制信号;将地址寄存器(MAR)所指主存中的内容经数据线送到数据寄存器(MDR)中;
(3）执行周期:不同指令的指令周期不同
(4）中断周期:中断请求、中断判优、中断响应（关中断、保存断点、引入中断服务程序)、中断处理（保护现场、开中断、执行中断服务程序、关中断、恢复现场、开中断、中断返回)和中断返回
12.指令周期、机器周期、时钟周期:
指令周期是取出并执行一条指令所需要的全部时间;
一个指令周期包括若干个机器周期，一个机器周期包括若干个时钟周期;
机器周期: 指令周期中一步相对完整的操作所需要的时间
时钟周期: 计算机主频的倒数，是计算机运行的基本时序单位
总线周期: 两个设备进行一次信息传输需要的时间

13.CPU的功能:
(1) 指令控制 :完成取指令、分析指令和执行指令的过程
(2) 操作控制︰对操作信号进行处理
(3) 数据加工︰对数据进行算数和逻辑运算
(4) 时间控制︰对各种操作加以时间上的控制
(5) 中断处理
14.引入总线的好处:
(1)简化了系统结构、便于系统扩充，易于实现系统的模块化
(2)减少了连线数目、体积减小、提高系统的可靠性
(3)便于接口设计

15.总线基本特征︰
1) 共享:多个部件连接在同一组总线上，各个部件之间都通过该总线进行数据交换。
2) 分时:同一时刻，总线上只能传输一个部件发送的信息;

16.1/O设备的编址方式:
(1) 统一编制方式︰存储器和IO地址统一编制，不需要专门的IO指令
(2) 独立编址方式︰IO地址和存储器地址分开编址，需要专门的IO指令

17.区别中断向量、向量中断和向量地址:
(1) 中断向量:中断服务程序的入口地址
(2) 向量地址:中断向量表中每个表项所在的内存地址
(3) 向量中断:—种识别中断源的技术;
18.中断方式和DMA方式的区别:
(1）中断响应只能在中断周期时响应，DMA响应可以在每个机器周期结束响应
(2) 中断方式需要CPU千预，DMA不需要CPU千预
(3) DMA请求的优先级高于中断请求
19.计算机的主要性能指标:
1)机器字长
机器字长是指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数，
2.)数据通路带宽
数据通路带宽是指数据总线一次所能并行传送信息的位数。
3.)主存容量
主存容量是指主存储器所能存储信息的最大容量，通常以字节来衡量。
4.)运算速度
20.什么是波特率?什么是比特率?
波特率: 单位时间内传送的二进制数据数据的位数，单位bps
比特率: 单位时间内传送的有效的二进制位数。