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06年4月《计算机组成原理》考前串讲(2)

2007-01-17 17:17   【 】【我要纠错

  第3章 存储系统

  一、名词解释:

  历年真题:

  (2001年)2.DRAM:动态随机访问存储器,利用电容电荷存储信息。

  (2001年)6.逻辑地址:程序员编程所用的地址以及CPU通过指令访问主存时所产生的地址。

  (2001年)10.随机存取方式:可按地址访问存储器任一编址单元,其访问时间相同且与地址无关。

  六年以来就考了这3个名称解释,而且近4年都没有考,所以第三章的名称解释不是考试的重点,这里给大家列出了名词解释大家要熟悉一下,这都是本章的基本概念,有利于做选择题及填空题。

  1.RAM:随机访问存储器,能够快速方便的访问地址中的内容,访问的速度与存储位置无关。

  2.ROM:只读存储器,一种只能读取数据不能写入数据的存储器。

  3.SRAM:静态随机访问存储器,采用双稳态电路存储信息。

  4.DRAM:动态随机访问存储器,利用电容电荷存储信息。

  5.EDO DRAM:增强数据输出动态随机访问存储,采用快速页面访问模式并增加了一个数据锁存器以提高数据传输速率。

  6.PROM:可编程的ROM,可以被用户编程一次。

  7.EPROM:可擦写可编程的ROM,可以被用户编程多次。靠紫外线激发浮置栅上的电荷以达到擦除的目的。

  8.EEPROM:电可擦写可编程的ROM,能够用电子的方法擦除其中的内容。

  9.SDRAM:同步型动态随机访问存储器,在系统时钟控制下进行数据的读写。

  10.快闪存储器:一种非挥发性存储器,与EEPROM类似,能够用电子的方法擦除其中的内容。

  11.相联存储器:一种按内容访问的存储器,每个存储单元有匹配电路,可用于是cache中查找数据。

  12.多体交叉存储器:由多个相互独立、容量相同的存储体构成的存储器,每个存储体独立工作,读写操作重叠进行。

  13.访存局部性:CPU的一种存取特性,对存储空间的90%的访问局限于存储空间的10%的区域中,而另外10%的访问则分布在90%的区域中。

  14.直接映象:cache的一种地址映象方式,一个主存块只能映象到cache中的唯一一个指定块。

  15.全相联映象:cache的一种地址映象方式,一个主存块可映象到任何cache块。

  16.组相联映象:cache的一种地址映象方式,将存储空间分成若干组,各组之间用直接映象,组内各块之间用全相联映象。

  17.全写法(写直达法):cache命中时的一种更新策略,写操作时将数据既写入cache又写入主存,但块变更时不需要将调出的块写回主存。

  18.写回法:cache命中时的一种更新策略,写cache时不写主存,而当cache数据被替换出去时才写回主存。

  19.按写分配:cache不命中时的一种更新策略,写操作时把对应的数据块从主存调入cache.

  20.不按写分配:cache不命中时的一种更新策略,写操作时该地址的数据块不从主存调入cache.

  一般写回法采用按写分配法,写直达法则采用不按写分配法。

  21.虚拟存储器:为了扩大容量,把辅存当作主存使用,所需要的程序和数据由辅助的软件和硬件自动地调入主存,对用户来说,好像机器有一个容量很大的内存,这个扩大了的存储空间称为虚拟存储器

  22.层次化存储体系:把各种不同存储容量、不同访问速度、不同成本的存储器件按层次构成多层的存储器,并通过软硬件的管理将其组成统一的整体,使所存储的程序和数据按层次分布在各种存储器件中。

  23.访问时间:从启动访问存储器操作到操作完成的时间。

  24.访问周期时间:从一次访问存储的操作到操作完成后可启动下一次操作的时间。

  25.带宽:存储器在连续访问时的数据吞吐率。

  26.段式管理:一种虚拟存储器的管理方式,把虚拟存储空间分成段,段的长度可以任意设定,并可以放大或缩小。

  27.页式管理:一种虚拟存储器的管理方式,把虚拟存储空间和实际存储空间等分成固定容量的页,需要时装入内存,各页可装入主存中不同的实际页面位置。

  28.段页式管理:一种虚拟存储器的管理方式,将存储空间逻辑模块分成段,每段又分成若干页。

  29.固件:固化在硬件中的固定不变的常用软件。

  30.逻辑地址:程序员编程所用的地址以及CPU通过指令访问主存时所产生的地址。

  31.物理地址:实际的主存储器的地址称为“真实地址”。

  二、选择填空题:

  历年真题评析:

  2000年:

  5.动态半导体存储器的特点是( )。

  A.在工作中存储器内容会产生变化

  B.每次读出后,需要根据原存内容重新写入一遍

  C.每隔一定时间,需要根据原存内容重新写入一遍

  D.在工作中需要动态地改变访存地址

  「分析」:动态半导体存储器是利用电容存储电荷的特性记录信息,由于电容会放电,必须在电荷流失前对电容充电,即刷新。方法是每隔一定时间,根据原存内容重新写入一遍。

  「答案」:C

  8.地址线A15~A0(低),若选取用16K×1存储芯片构成64KB存储器则应由地址码   译码产生片选信号。

  「分析」:用16K×1芯片构成64KB的存储器,需要的芯片数量为:(64K×8)/(16K×1)=32,每8片一组分成4组,每组按位扩展方式组成一个16K×8位的模块,4个模块按字扩展方式构成64KB的存储器。存储器的容量为64K=216,需要16位地址,选用A15-A0为地址线;每个模块的容量为16K=214需要14位地址,选用A13-A0为每个模块提供地址;A15、A14通过2-4译码器对4个模块进行片选。

  「答案」:Al5,A14

  9.有静态RAM与动态RAM可供选择,在构成大容量主存时,一般就选择(   )。

  「分析」:静态RAM特点是存取速度快,单位价格(每字节存储空间的价格)较高;动态RAM则是存取速度稍慢,单位价格较低。所以考虑价格因素,在构成大容量的存储器时一般选择动态存储器。

  「答案」:动态RAM

  2001年:

  11.高速缓冲存储器 Cache 一般采取( )。

  A.随机存取方式

  B.顺序存取方式

  C.半顺序存取方式

  D.只读不写方式

  「分析」:Cache是为提高存储器带宽而在主存储器和CPU之间增加的存储器,目的是用来存储使用频繁的数据和指令,存取方式应与主存储器相同,均为随机存取方式。

  「答案」:A

  12.若存储周期 250ns ,每次读出 16 位,则该存储器的数据传送率为( )。

  A.4 × 10 6 字节 / 秒       B.4M 字节 / 秒

  C.8 × 10 6 字节 / 秒       D.8M 字节 / 秒

  「分析」:存储周期250ns,换算为250×10-9秒;每个存储周期可读出16位,为两个字节,则数据传送率为:2字节/(250×10-9)秒,即8×106字节/秒。

  「答案」:C

  13.半导体静态存储器 SRAM 的存储原理是( )。

  A.依靠双稳态电路         B.依靠定时刷新

  C.依靠读后再生          D.信息不再变化

  「分析」:半导体静态存储器SRAM是由双稳态电路构成,并依靠其稳态特性来保存信息;动态存储器DRAM是利用电容器存储电荷的特性存储数据,依靠定时刷新和读后再生对信息进行保存,而ROM中的信息一经写入就不再变化。

  「答案」:A

  2002年:

  6.一般来讲,直接映象常用在( )。

  A.小容量高速Cache        B.大容量高速Cache

  C.小容量低速Cache        D.大容量低速Cache

  「分析」:直接映象的地址转换速度快,但块的冲突概率较高。在大容量高速Cache系统中使用直接映象方式,即可以发挥Cache的高速度,又可以减少块的冲突概率。

  「答案」:B

  7.下列存储器中,( )速度最快。

  A.硬盘     B.光盘     C.磁带       D.半导体存储器

  「分析」:由于存储器原理和结构的不同,各种存储器的访问速度各不相同。以上存储器中访问速度由快到慢的顺序为:半导体存储器、硬盘、光盘、磁带。

  「答案」:D

  2003年:

  15.在下列 Cache 替换算法中,一般说来哪一种比较好( )。

  A.随机法            B.先进先出法

  C.后进先出法          D.近期最少使用法

  「分析」:在Cache替换算法中,随机法是随机地确定替换的存储单元,先进先出法是替换最早调入的存储单元,它们都没有根据程序访存局部性原理,命中率较低;近期最少使用法比较正确地利用了程序访存局部性原理,替换出近期用得最少的存储块,命中率较高,是一种比较好的替换算法。而后进先出法不是Cache所使用的替换算法,此法在堆栈存储结构中使用。

  「答案」:D

  2004年:

  8. 表示主存容量的常用单位为( )。

  A.数据块数  B.字节数     C.扇区数      D.记录项数

  「分析」:表示主存容量的常用单位字节B,是基本单位。此外还有KB、MB、GB、TB.

  「答案」:B

  11. 存储器的随机访问方式是指( )。

  A.可随意访问存储器

  B.按随机文件访问存储器

  C.可对存储器进行读出与写入

  D.可按地址访问存储器任一编址单元,其访问时间相同且与地址无关

  「分析」:存储器的随机访问方式是指可按地址访问存储器任一编址单元,其访问时间相同且与地址无关。

  「答案」:D

  2005年:

  6.动态存储器的特点是( )。

  A.工作中存储内容会产生变化

  B.工作中需要动态改变访存地址

  C.工作中需要动态地改变供电电压

  D.需要定期刷新每个存储单元中存储的信息

  「分析」:此题与2000年考题基本相同。动态半导体存储器是利用电容存储电荷的特性记录信息,由于电容会放电,必须在电荷流失前对电容充电,即刷新。方法是每隔一定时间,根据原存内容重新写入一遍。

  「答案」:D

  7.组相联映象和全相联映象通常适合于( )。

  A.小容量Cache           B.大容量Cache

  C.小容量ROM            D.大容量ROM

  「分析」:直接映象的地址转换速度快,但块的冲突概率较高。在大容量高速Cache系统中使用直接映象方式,即可以发挥Cache的高速度,又可以减少块的冲突概率。组相联映象和全相联映象速度较低,通常适合于小容量Cache.

  「答案」:A

  第4章 指令系统

  一、名词解释:

  历年真题:

  2001年

  3.堆栈:数据的写入写出不需要地址,按先进后出的顺序读取数据的存储区。

  4.立即寻址方式:操作数直接在指令中给出。

  六年以来就考了这2个名称解释,而且近4年都没有考,所以第四章的名称解释不是考试的重点,这里给大家列出了名词解释大家要熟悉一下,这都是本章的基本概念,有利于做选择题、改错题和填空题。

  1.指令系统:计算机中各种指令的集合,它反映了计算机硬件具备的基本功能。

  2.计算机指令:计算机硬件能识别并能直接执行操作的命令,描述一个基本操作。

  3.指令编码:将指令分成操作码和操作数地址码的几个字段来编码。

  4.指令格式:指定指令字段的个数,字段编码的位数和编码的方式。

  5.立即数:在指令中直接给出的操作数。

  6.指令字长度:一个指令字所占有的位数。

  7.助记符:用容易记忆的符号来表示指令中的操作码和操作数。

  8.汇编语言:采用文字方式(助记符)表示的程序设计语言,其中大部分指令和机器语言中的指令一一对应,但是不能被计算机的硬件直接识别。

  9.伪指令:汇编语言程序所提供的装入内存中的位置信息,表示程序段和数据段开始信息及结束信息等。且不转换成2进制机器指令。

  10.大数端:当一个数据元素的位数超过一个字节或者一个字的宽度,需存储在相邻的多个字节的存储位置时,将数据的最低字节存储在最大地址位置的存储方式。

  11.小数端:当一个数据元素的位数超过一个字节或者一个字的宽度,需存储在相邻的多个字节的存储位置时,将数据的最低字节存储在最小地址位置的存储方式。

  12.操作数寻址方式:指令中地址码的内容及编码方式。

  13.系统指令:改变计算机系统的工作状态的指令。

  14.特权指令:改变执行特权的指令,用于操作系统对系统资源的控制。

  15.自陷指令:特殊的处理程序,又叫中断指令。

  16.寻址方式:对指令的地址码进行编码,以得到操作数在存储器中的地址的方式。

  17.相对转移:转移到的目标指令的地址与当前指令的地址有关,是用当前指令的PC与一个偏移量相加,和为目标指令的PC.

  18.绝对转移:转移到的目标指令的地址与当前指令的地址无关,指令中给定的目标地址即为目标指令的PC.

  19.无条件转移:一种转移指令类型,不管状态如何,一律进行转移操作。

  20.条件转移:一种转移指令类型,根据计算机中的状态决定是否转移。

  21.RISC:精简指令系统计算机,即指令系统中的指令数量少,且指令功能相对简单。

  22.CISC:复杂指令系统计算机,即指令系统中的指令数量多,且指令功能相对较强。

  23.堆栈:数据的写入写出不需要地址,按先进后出的顺序读取数据的存储区。

  二、选择填空题:

  历年真题

  2000年:

  3.在堆栈寻址中,设A为累加器,SP为堆栈指示器,Msp为SP指示的栈顶单元。如果进栈操作顺序是:(SP)-1→SP,(A)→Msp;那么出栈操作的顺序应是( )。

  A.(Msp)→A,(SP)+1→SP

  B.(SP)+1→SP,(Msp)→A

  C.(SP)-1→SP,(Msp)→A

  D.(Msp)→A,(SP)-1→SP

  「分析」:堆栈是按特定顺序进行访问的存储区,其访问方式是后进先出,即先存入的数据后读出。对堆栈的操作有入栈和出栈两种,两者的操作完全相反,包括功能和顺序均相反。

  「答案」:A

  6.在按字节编址的存储器中,每个编址单元中存放( )。

  A.1位        B.8位       C.16位       D.32位

  「分析」:在按字节编址在存储器中,每个编址单元的容量为一个字节,一个字节由8位二进制数组成,一个字节存储单元可以存放8位二进制位。

  「答案」:B

  4.在CPU的状态寄存器中,常设置以下状态位:零标志位(Z),负标志位(N),(  )和(  )。

  「分析」:在CPU中专门设置有一个存储计算机状态的寄存器,称为状态寄存器SR,其中通常包括如下标志位:零标志位(Z)、负标志位(N)、溢出标志位(V)、进位或借位标志位(C)等。

  「答案」:溢出标志位(V)、进位或借位标志位(C)

  5.如指令中给出形式地址为D,则间接寻址方式获得操作数的有效地址为   。

  「分析」:在存储器间接寻址方式中,操作数的地址在主存储器中,其存储器地址在指令中给出。也就是说在指令中给出的既不是操作数,也不是操作数的地址,而是操作数地址的地址,则有效地址为以形式地址D为地址的存储单元的内容。

  「答案」:以D为地址的存储单元的内容

  13.如果说变址寻址方式主要是面向用户的,那么基址寻址一般是面向(    )的。

  「分析」:变址寻址方式是面向用户的,常用于访问字符串、向量数据结构和循环程序设计;而基址寻址方式是面向系统的,对由逻辑地址空间到物理地址空间的变换提供支持,用以解决程序在存储器中再定位和扩大寻址空间等问题。

  「答案」:系统

  2001年:

  9.为了缩短指令中某个地址段的位数,有效的方法是采取( )。

  A.立即寻址           B.变址寻址

  C.间接寻址           D.寄存器寻址

  「分析」:由于计算机中寄存器的数量一般很少,采用寄存器寻址时可用少量的代码来指定寄存器,这样可以减少对应地址段的代码位数,也可减少整个指令的代码长度。

  「答案」:D

  10.堆栈指针 SP 的内容是( )。 A.栈顶单元内容 B.栈顶单元地址 C.栈底单元内容 D.栈底单元地址

  「分析」:堆栈是按特定顺序进行访问的存储区,其访问方式是后进先出,即先存入的数据后读出。对堆栈的访问由堆栈指针寄存器SP控制,其内容为堆栈中栈项单元的地址,即入栈时数据保存在SP指向的单元,出栈时将SP指向单元的内容取出。

  「答案」:B

  2002年:

  8.采用直接寻址方式,则操作数在( )中。

  A.主存        B.寄存器     C.直接存取存储器    D.光盘

  「分析」:直接寻址方式是指在指令中直接给出操作数在存储器中的地址,操作数在主存储器中,指令中的地址直接作为有效地址,对存储器进行访问即可取得操作数。

  「答案」:A

  9.零地址指令的操作数一般隐含在( )中。

  A.磁盘        B.磁带      C.寄存器        D.光盘

  「分析」:零地址指令只有操作码,没有操作数。这种指令有两种情况:一是无需操作数,另一种是操作数为默认的(隐含的),默认为操作数在寄存器中,指令可直接访问寄存器。

  「答案」:C

  2003年:

  3.假设寄存器 R 中的数值为 200 ,主存地址为 200 和 300 的地址单元中存效的内容分别是 300 和 400 ,则什么方式下访问到的操作数为 200( )。

  A.直接寻址 200

  B.寄存器间接寻址(R)

  C.存储器间接寻址(200)

  D.寄存器寻址 R

  「分析」:直接寻址200的操作数为300,寄存器间接寻址(R)的操作数300,存储器间接寻址(200)的操作数为400,寄存器寻址R的操作数为200.

  「答案」:D

  5.单地址指令( )。

  A.只能对单操作数进行加工处理

  B.只能对双操作数进行加工处理

  C.无处理双操作数的功能

  D.既能对单操作数进行加工处理,也能在隐含约定另一操作数(或地址)时,对双操作数进行运算

  「分析」:单地址指令既能对单操作数进行加工处理,也能对双操作数进行运算。当处理双操作数时,一个操作数在指令中给出,另一个操作数则是隐含约定的,例如堆栈操作指令中的入栈指令PUSH,指令中只给出源操作数,而目的操作数则由计算机中的堆栈指针(SP)确定,在指令中不需要指定。

  「答案」:D

  2004年:

  14.反映计算机基本功能的是( )。

  A.操作系统      B.系统软件      C.指令系统     D.数据库系统

  「分析」:指令系统:计算机中各种指令的集合,它反映了计算机硬件具备的基本功能。

  「答案」:C

  2005年:

  8.在大多数情况下,一条机器指令中是不直接用二进制代码来指定( )。

  A.下一条指令的地址

  B.操作的类型

  C.操作数地址

  D.结果存放地址

  答案:A

  9.在存储器堆栈中,若栈底地址为A,SP指针初值为A-1,当堆栈采用从地址小的位置向地址大的位置生成时,弹出操作应是( )。

  A.先从堆栈取出数据,然后SP指针减1

  B.先从堆栈取出数据,然后SP指针加1

  C.SP指针先加1,然后从堆栈取出数据

  D.SP指针先减1,然后从堆栈取出数据

  「分析」:堆栈是按特定顺序进行访问的存储区,其访问方式是后进先出,即先存入的数据后读出。对堆栈的访问由堆栈指针寄存器SP控制,当堆栈采用从地址小的位置向地址大的位置生成时,入栈操作是SP指针先加1,然后将数据存入堆栈,从堆栈取出弹出操作是先从堆栈取出数据,然后SP指针减1.

  「答案」:A

  10.转移指令执行结束后,程序计数器PC中存放的是( )。

  A.该转移指令的地址

  B.顺序执行的下条指令地址

  C.转移的目标地址

  D.任意指令地址

  「分析」:转移指令执行过程中,将转移指令所指的子程序的起始地址装入PC,因此转移指令执行结束后,程序计数器PC中存放的是转移的目标地址。

  「答案」:C

  三、改错题:

  3.在寄存器寻址方式中,指定寄存器中存放的是操作数地址。(2000)

  「分析」:在寄存器间接寻址方式中,指定寄存器中存放的是操作数地址;而在寄存器寻址方式中,指定寄存器中存放着操作数。

  「答案」:在寄存器寻址方式中,指定寄存器中存放着操作数。

  1.在计算机中,各指令周期的时间长度是相同的。(2002)

  「分析」:在计算机中,由于指令的种类不同,功能不同,执行每条指令时机器所进行的操作可能就不同,所需要的时间长短也可能不相同,所以各指令周期的时间长度不一定相同。

  「答案」:一般说,由于各指令功能的不同,它们的指令周期有长有短,不一定相同。

  22.转移指令执行结束后,目标地址可放在任意寄存器中。(2004年)

  「分析」:转移指令执行过程中,将转移指令所指的子程序的起始地址装入PC,因此转移指令执行结束后,程序计数器PC中存放的是转移的目标地址。

  「答案」:转移指令执行结束后,目标地址放在程序计数器PC中。

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