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做影视网站什么cms好用吗,7免费网站建站,google推广公司,厦门新闻头条最新消息1. 简述微命令、微操作、微指令、微程序的概念。 微命令#xff1a;是构成控制信号序列的最小单位#xff0c;指直接作用于执行部件#xff08;如ALU、寄存器、门电路#xff09;的打开、关闭或定时脉冲等控制信号。微操作#xff1a;是由一个或多个微命令组合实现的、在一…1. 简述微命令、微操作、微指令、微程序的概念。微命令是构成控制信号序列的最小单位指直接作用于执行部件如ALU、寄存器、门电路的打开、关闭或定时脉冲等控制信号。微操作是由一个或多个微命令组合实现的、在一个时钟周期内完成的最基本的操作功能。例如将寄存器A的内容送到总线就是由一组打开相应门电路的微命令实现的微操作。微指令是在一个CPU周期或微周期内同时发出的、用于控制实现一组微操作的所有微命令的集合。它是微程序的基本组成单元存储在控制存储器中。微程序是为实现一条机器指令的功能而编排的一系列微指令的有序集合。计算机中所有指令的微程序存放在控制存储器中构成了微程序控制器。2. 简述Cache写操作策略的写回法、全写法和写一次法。写回法写操作时数据只写入Cache并用“脏位”标记该块已被修改。只有当该数据块被替换出Cache时才将其写回主存。优点是可显著减少总线写操作提升效率缺点是存在数据不一致的窗口期。全写法写操作时数据同时写入Cache和主存始终保持两者一致。优点是主存数据随时有效可靠性高缺点是每次写操作都要访问速度较慢的主存增加了总线负担。写一次法是写回法与全写法的折中。第一次写命中某块时采用全写法同时写入Cache和主存之后对该块的写操作则采用写回法只写Cache。它既减少了初次写对主存的访问次数又简化了后续写操作的处理。3. 简述浮点加减法运算的操作步骤。浮点加减法运算通常包含以下五个步骤对阶将两个操作数的阶码指数调整为相同值。小阶向大阶看齐尾数相应右移。尾数运算对阶后的尾数进行加法或减法运算。规格化将运算结果的尾数进行左规或右规使其变为规格化形式如1.0xxx… 或 0.1xxx…。舍入处理对规格化后的结果尾数按照设定的舍入规则如0舍1入、截断法进行处理以适应尾数字长的限制。溢出判断检查结果的阶码是否发生上溢超出最大可表示范围或下溢小于最小可表示范围。4. 简述微命令编码方式的直接表示法、编码表示法和混合表示法。直接表示法直接控制在微指令的操作控制字段中每一位都直接对应一个微命令。位值为“1”表示发出该微命令“0”表示不发出。优点是简单直观、速度快缺点是微指令字长过长编码效率低。编码表示法字段编译法将一组互斥的即不能同时出现的微命令编码成一个较短的二进制字段。执行时需经过译码器译码才能产生对应的微命令。优点是能显著缩短微指令字长缺点是增加了译码时间且同一字段每次只能发出一个微命令。混合表示法结合前两种方法。将一部分可以并行发出的微命令采用直接表示法而将那些互斥的微命令分组采用编码表示法。这是一种在实际设计中最常用的折中方案兼顾了控制灵活性和微指令字长。5. 说明计数器定时查询工作原理。在计数器定时查询的总线仲裁方式中总线控制器维护一个计数器。当有总线请求时控制器启动计数器从0或设定的初始值开始计数。计数器的当前值通过一组设备查询线广播给所有设备。每个I/O设备将自己的唯一设备地址ID与查询线上的计数值进行比较。当某个设备的ID与计数值匹配时该设备便获得总线使用权并向控制器发出一个“忙”信号同时计数器停止计数。传输结束后控制器清零“忙”信号并可以接着计数或重新开始继续查询下一个设备。优点优先级可通过设置计数器初值灵活改变循环或固定缺点需要额外的查询线仲裁速度慢于独立请求方式。6. 什么是刷新存储器其存储容量与什么因素有关刷新存储器通常称为帧缓冲器或显示存储器是用于存放一帧完整显示信息的专用存储器。它作为显示适配器显卡的核心部件其内容会被显示控制器周期性读出转换成视频信号发送给显示器进行屏幕刷新。其存储容量主要与以下因素有关显示分辨率水平像素数 × 垂直像素数。颜色深度/灰度级表示每个像素所需存储的二进制位数。例如真彩色需要24位/像素。计算公式存储容量位 水平分辨率 × 垂直分辨率 × 颜色深度位/像素。7. 外围设备的I/O控制方式分为哪几类各具什么特点程序查询方式CPU主动、轮询检查I/O设备状态。特点接口简单CPU效率极低绝大部分时间用于等待。程序中断方式I/O设备准备好后主动向CPU发出中断请求。特点CPU与I/O可并行工作提高了CPU利用率。但频繁中断会带来处理开销不适合高速、大批量数据传输。直接存储器存取DMA方式由专门的DMA控制器在I/O设备和主存之间直接开辟数据通路。特点数据传输基本不占用CPU时间效率高适用于高速、成批数据传输。但控制逻辑复杂。通道控制方式由功能更强的专用处理器通道管理和控制多个I/O设备。特点进一步将CPU从I/O管理中解放出来形成了“CPU-通道-设备控制器-I/O设备”四级系统是DMA方式的发展用于大型系统。8. 什么是指令周期什么是机器周期什么是时钟周期指令周期CPU从主存中取出并执行完一条指令所需的全部时间。不同指令的指令周期长度可能不同。机器周期CPU周期完成一个相对完整的基本操作如取指令、读内存、写内存、执行ALU操作所需的时间。通常由一个或多个时钟周期构成。它是指令周期的子阶段。时钟周期节拍脉冲、T周期CPU处理操作的最基本时间单位由CPU主频决定。它是机器周期的基本构成单位。三者关系为指令周期 机器周期 时钟周期。9. 集中式仲裁有哪几种方式其中哪种方式速度最快哪一种对设备故障最敏感集中式仲裁主要有三种方式链式查询、计数器定时查询、独立请求。速度最快独立请求方式。因为每个设备有独立的请求线和授权线总线控制器可立即识别所有请求并直接响应仲裁速度与设备数无关。对设备故障最敏感链式查询方式。因为其“总线允许”信号是串行传递的链路上任何一个设备的接口故障都可能导致其后的所有设备无法获得总线使用权。10. 指令和数据均存放在内存中计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据计算机主要通过时间时序和空间来源来区分时间上在取指周期内由程序计数器PC指出的内存单元的内容被CPU解释为指令在执行周期内由指令中的地址码指出的内存单元的内容则被CPU解释为数据。空间上指令流主要来自PC指向的地址区域代码段数据流则来自指令中操作数地址指向的区域数据段、堆栈段等。尽管物理内存混合存储但通过程序的不同段Segment进行逻辑划分。简言之同一内存单元的内容在不同时刻、由不同“指针”获取时扮演着指令或数据的不同角色。11. 从计算机编程语言的角度计算机系统可以划分成几个层次请分别说出。从编程语言和用户接近程度的角度计算机系统通常被划分为六个层次应用语言层面向最终用户的应用软件。高级语言层由程序员编写的、与机器无关的高级语言程序如C Java。汇编语言层与机器指令一一对应的低级符号语言。操作系统层管理和调度硬件资源的系统软件提供系统调用接口。机器语言层由二进制代码组成的、硬件可直接执行的目标程序。微程序层/硬件层由微指令或硬连线逻辑直接控制硬件电路工作的最底层。12. 两个用补码表示的数相加时有可能产生溢出。简述正溢、负溢的概念。用双符号位表示时如何判断结果是否溢出正溢两个正数符号位为0相加结果的符号位变成了1表示负数即结果超出了正数所能表示的最大范围。负溢两个负数符号位为1相加结果的符号位变成了0表示正数即结果超出了负数所能表示的最小范围绝对值过大。双符号位判断法将两个单符号位的补码数扩展为双符号位即原符号位复制两份后再相加。记结果的两个符号位为Sf1 Sf2。判断规则为若Sf1 Sf2 00表示结果为正数无溢出。若Sf1 Sf2 11表示结果为负数无溢出。若Sf1 Sf2 01表示结果发生正溢。若Sf1 Sf2 10表示结果发生负溢。简单概括两个符号位不同则表示溢出01为正溢10为负溢。13. 总线仲裁中计数器定时查询方式。此问题与第5题重复答案同第5题。14. 简述DMA方式的基本思想和优点。基本思想在外设与主存储器之间建立直接的数据通路数据传输的控制权和总线使用权在数据传输阶段由专用的DMA控制器接管而无需CPU的直接干预。CPU仅需在传输开始前初始化DMA控制器设置地址、计数等在传输结束后处理中断即可。优点高数据传输率直接在I/O和内存间传输避免了CPU的介入开销。高CPU效率CPU仅在传输开始和结束时参与在数据块传输过程中可继续执行其他任务实现了CPU与I/O系统的并行工作。15. 简述浮点乘除法的操作步骤。浮点乘法阶码相加求乘积的阶码E E1 E2需考虑偏置值。尾数相乘求乘积的尾数M M1 × M2。结果规格化对乘积的尾数M进行规格化处理并相应调整阶码E。舍入处理对规格化后的尾数进行舍入。溢出判断判断阶码E是否溢出。浮点除法阶码相减求商的阶码E E1 - E2需考虑偏置值。尾数相除求商的尾数M M1 / M2。结果规格化对商的尾数M进行规格化处理并相应调整阶码E。舍入处理对规格化后的尾数进行舍入。溢出判断判断阶码E是否溢出。16. 简述全相联、直接映射、组相联等三种主存与cache的地址映射方式。全相联映射规则主存中的任意一块可以装入Cache中的任意一个位置。优点空间利用率最高冲突概率最低。缺点查找时需要将主存块地址与Cache中所有块的标签同时比较电路复杂、成本高、速度慢。直接映射规则主存中的每一块只能被装入Cache中唯一指定的一个位置通常规则Cache块号 主存块号 mod Cache总块数。优点硬件简单查找速度快只需比较一个标签。缺点冲突概率高Cache空间利用率低。即使其他Cache块空闲特定的主存块也只能进入固定位置。组相联映射规则是前两者的折中。将Cache分成若干组Set每组包含多个块路。主存块可映射到特定组内的任意一块规则组号 主存块号 mod 组数。优点降低了冲突概率提高了灵活性是实践中最常用的方式。n路组相联意味着每组有n个块。缺点硬件复杂度介于全相联和直接映射之间。17. 简述微程序控制的基本思想。微程序控制的基本思想是将一条机器指令的执行过程分解为一系列更基本的、由微命令控制的微操作。将这些微操作对应的微命令进行编码形成一条条微指令。再将这些微指令按执行顺序编排起来构成一个微程序并事先存入一个专用的控制存储器中。当执行机器指令时通过读取并执行对应的微程序发出一系列微命令从而控制数据通路完成指令功能。它用软件微程序的方法来设计和实现硬件控制器的功能。18. 总线带宽的概念常用单位概念总线带宽指的是单位时间内总线上可传输的数据总量即总线的数据传输速率。它是衡量总线性能的关键指标。常用单位兆字节每秒MB/s或吉比特每秒Gb/s。19. 当代流行的标准总线追求与结构、CPU、技术无关的开发标准其总线内部结构包含哪几类信号线为实现开放性现代标准总线的内部结构通常包含以下四类功能独立的信号线数据线传输数据信息宽度根数决定了一次可传输的数据位数。地址线传输地址信息用于指定数据读写的源或目标位置宽度决定了系统的寻址空间。控制线传输各种控制、状态和时序信号。如读写命令、中断请求、总线仲裁、时钟、复位等。电源线和地线为连接到总线的模块提供电能和电流回路。20. 名词解释RISC和CISC及二者主要差别。CISC复杂指令集计算机。其设计思想是通过增强指令的功能设置功能复杂的指令使目标程序变得更短以缩小软件与硬件之间的语义差距。典型代表是x86架构。RISC精简指令集计算机。其设计思想是通过简化指令功能、优化指令流水线使绝大多数指令能在一个时钟周期内完成并通过大量使用寄存器和编译器优化来提升性能。典型代表是ARM、MIPS、RISC-V架构。二者主要差别特性CISCRISC指令系统复杂、庞大指令多格式多变长度可变。简单、精简指令少格式规整长度固定。指令执行周期不同指令执行时间相差很大复杂指令需要多个时钟周期。绝大多数指令除Load/Store在单周期内完成。寻址方式丰富多样。简单、规整通常只支持少数几种基本寻址。通用寄存器数量较少。数量较多大量操作在寄存器间进行。控制实现早期多采用微程序控制现代也多结合硬连线。普通采用硬布线控制便于流水线优化。主导角色硬件功能强大旨在简化编译器设计。编译器作用关键负责优化代码以充分利用硬件如流水线、寄存器。设计目标缩小机器语言与高级语言的语义差距减少程序代码量。提高指令执行效率优化流水线追求每个周期完成更多工作。应用场景传统桌面、服务器x86。嵌入式、移动设备、高性能计算ARM, RISC-V。