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1.計算機系統=硬件（物理實體）+軟件（程序及相關資料）

2.如何理解計算機的層次結構？

硬件、系統軟件和應用軟件。
（1）硬件系統是整個計算機系統的基礎和核心。
（2）系統軟件有操作系統，數據庫管理系統等，用于管理整個計算機系統。
（3）應用軟件是按需要編制成的各種程序。如qq微信。
上層是下層的擴展，下層是上層的基礎。

3.說明高級語言、匯編語言和機器語言的差別及其聯系。
答：機器語言是計算機硬件能夠直接識別的語言，匯編語言是機器語言的符號表示，高級語言是面向算法的語言。高級語言編寫的程序必須翻譯成匯編語言，再由匯編程序匯編成機器語言之后才能被執行。

4.馮·諾依曼計算機的特點是什么（五一倆順中）

由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大部件組成；

指令和數據以同一形式（二進制形式）存于存儲器中；

指令由操作碼、地址碼兩大部分組成；

指令順序存放

 

以運算器為中心（原始馮氏機）

5. 五大部件（硬件）的作用如下：

控制器：計算機的指揮中心。

運算器：用來進行算術運算和邏輯運算。

存儲器：存放程序和數據。

輸入設備：將人們熟悉的信息轉換成計算機可以識別的信息的設備。

輸出設備：將計算機處理的結果轉換成人們熟悉的信息的設備。

6. 指令和數據都存于存儲器中,計算機如何區分它們？

主要通過不同的時間段來區分指令和數據，即：取指周期取出的為指令，執行周期取出的為數據。

7.計算機的工作過程

程序和數據裝入內存

源程序轉換成可執行文件

逐條執行指令

8.相關概念解釋

CPU——Central  Processing  Unit，中央處理器。

PC——Program  Counter，程序計數器，存放當前欲執行指令的地址，并可自動指向下一條指令地址。

IR——Instruction  Register，指令寄存器，存放當前正在執行的指令的寄存器。

MAR——Memory  Address  Register，存儲器地址寄存器，內存中用來存放欲訪問存儲單元地址的寄存器；

MDR——Memory  Data  Register，存儲器數據寄存器，內存中用來存放讀出或即將寫入數據的寄存器；

機器字長——CPU能同時處理的二進制代碼位數；

指令字長——一條指令的二進制代碼位數；

存儲字長——一個存儲單元所存二進制代碼位數；

9.存儲器的層次結構主要體現在什么地方？為什么要分這些層次？計算機如何管理這些層次？

存儲器的層次結構主要體現在Cache-主存和主存-輔存這兩個存儲層次上。

Cache-主存層次主要對CPU訪存起加速作用。主存-輔存層次主要起擴容作用。從整個存儲系統來看，就達到了速度快、容量大、價位低的優化效果。

主存與CACHE之間的信息調度功能全部由硬件自動完成。而主存與輔存層次的調度目前廣泛采用虛存技術實現。程序員可使用這個比主存實際空間大得多的虛擬地址空間編程，當程序運行時，再由軟、硬件結合將虛擬地址轉換為物理地址。對于程序員來說都是透明的。

10.半導體隨機存儲器

有RAM和ROM

RAM（隨機存儲器）：斷電易失，主要用于內存。

ROM（只讀存儲器）：結構簡單；非易失性，可靠性高。

11.動態RAM和靜態RAM（RAM：斷電易失，隨機存儲器，主要用于內存）

SRAM用觸發器存儲信息。速度快所以用來組成高速緩沖存儲器。

DRAM用電容存儲信息。容量大價位低功耗小所以用來組成大容量主存系統。

12.什么叫刷新？為什么要刷新？說明刷新有幾種方法。

刷新:對DRAM進行定期重寫的過程；

刷新原因：因電容泄漏使得所存信息衰減需要及時補充。

常用的刷新方法有三種——集中式、分散式、異步式。

集中式：在規定刷新周期內，集中一段時間進行刷新；

分散式：在每個讀/寫周期之后插入一個刷新周期

異步式：是集中式和分散式的折中。

13.何謂Cache的地址映像？一般有哪幾種方法？替換算法？

Cache：存放主存塊的一些副本，由SRAM組成，速度快，可以大大提高CPU訪問主存的速度,

Cache的地址映像是指由主存地址映射到Cache地址的方式

主要有直接映射（主存的每一塊只能裝入Cache中的唯一位置）、全相聯映射（可裝入Cache中的任意位置）和組相聯映射（將Cache分為若干組，組間直接映射，組內全相聯映射）。

 Cache的替換算法：隨機算法；先進先出；最近最久未使用（往左找）。

14.提高CPU訪存速度

雙端口存儲器：存儲器有左右兩個獨立端口，支持兩個獨立的CPU同時訪問內存。

多模塊存儲器：同時從內存中取出n條指令。

15.虛擬存儲器

虛擬存儲器是指具有請求調入和置換功能，在邏輯上對內存容量加以擴存的一種存儲器系統。

頁式虛擬存儲器：將程序和內存進行分頁。在進程開始運行之前，裝入部分頁面，之后根據進程運行的需要，動態裝入其他頁面，當內存空間已滿，又需要裝入新的頁面時，根據某種算法淘汰某個頁面，以便裝進新的頁面。

段式虛擬存儲器：原理同上，只不過將程序分段而不是分頁。

段頁式虛擬存儲器：按程序邏輯先分段，段內再分頁。

TLB(快表)：采用虛存后，需要訪問內存的頁表，訪存的次數因此增加。為了減少訪存的次數，往往將頁表中最活躍的幾個頁表項復制到高速緩存中（CPU中的寄存器）。這種在高速緩存中的頁表項稱為快表。

16.通常情況下一條指令格式由哪兩部分組成？各部分起什么作用？

指令格式包括操作碼和地址碼。操作碼用來指明該指令所要完成的操作。地址碼用來指出操作數的地址。

17. 指令流水線

是提升指令運行效率和速度的一種技術。

特點：把一個任務分解成幾個子任務，每一個子任務由一個專門的部件來執行，并依靠多個子部件并行工作來提高效率。

18.為什么要設置總線判優控制？常見的集中式總線控制有幾種？各有何特點？
總線判優控制解決多個部件同時申請總線時的使用權分配問題；
常見的集中式總線控制有三種：鏈式查詢、計數器定時查詢、獨立請求
特點：鏈式查詢方式連線簡單，易于擴充，對電路故障最敏感；
計數器查詢方式優先級設置較靈活，連線及控制過程較復雜；
獨立請求方式判優速度最快，但硬件器件用量大，連線多，成本較高。

19.引入總線的好處

減少了連線數目，提高可靠性。便于系統擴充。便于診斷和維修。

20.CPU具有的功能：

指令控制;操作控制;時間控制;數據加工;中斷處理

21. 什么是指令周期？具體包括哪四個周期？
指令周期是指從內存取出一條指令并執行該指令所需的全部 時間。
取指周期、間址周期、執行周期和中斷周期。

22.中斷向量 向量地址

一個是中斷服務程序入口地址；一個是中斷服務程序入口地址的地址。