计算机组成面试 ---杂货铺

2、计算机系统5层层次结构从下到上由哪五层组成？哪些是物理机，哪些是虚拟机？
1）微程序机器、传统机器、操作系统机器、汇编语言机器、高级语言机器
2）微程序机器和传统机器是物理机，其他是虚拟机。

12.中断处理过程分成哪两个阶段各完成哪些任务

响应阶段：关中断、保护断点地址、转入中断服务入口地址

处理阶段：保护现场、执行用户编写的中断服务程序、恢复现场。

总线的两大基本特征是什么？
**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；

系统总线按照传输信息的不同，分成哪几类？是单向的，还是双向的？
1）分成数据总线、地址总线以及控制总线。
2）数据总线：各个功能部件之间传送数据信息，双向传输；
3）地址总线：用来指明数据总线上，源数据或目的数据所在的主存单元的地址。单向：由CPU发出
4）控制总线：用来发送各种控制信号。对于控制总线中的单根线，是单向的，即只能由一个部件发向另一个部件。而一组控制总线中，有输入也有输出，因此，控制总线也可以看成是双向的。

主存储器中，什么是MAR，什么是MDR，存储器的最大容量由什么决定？
1）MAR：存储地址寄存器，保存需要访问的存储单元地址。反映存储单元的个数。
2）MDR：存储数据寄存器，缓存读出/写入存储单元的数据。反映存储字长。
3）存储器的最大容量由MAR寄存器的位数和MDR寄存器的位数决定。

在计算机系统里，RAM（随机存取存储器—掉电失忆）一般用作内存，ROM（只读存储器—掉电不失忆，只可读）一般作为固件，用来存放一些硬件的驱动程序。

主存------DRAM（动态内存）-----性能指标：大小、存取速度、带宽
缓存------SRAM（静态内存-----贵、快、小）
静态RAM和动态RAM的区别
1）静态RAM：采用锁存器原理实现；
2）动态RAM：采用电容原理实现，需要刷新，数据会消失。
3）相比于动态RAM，静态RAM的速度快、容量小、价格高，一般用于缓存，而动态RAM一般用于内存。

什么是总线周期，分为哪几个阶段？
1）总线周期：总线上两个部件完成一次完整且可靠的数据传输时间；
2）分为四个阶段：
申请分配阶段：申请总线
寻址阶段：发出地址及有关命令
传数阶段：进行数据交换
结束：从总线上撤除信号，让出总线

什么是总线通信控制，总线通信控制有哪几种？
1）总线通信控制：解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及如何协调配合；
2）同步通信、异步通信、半同步通信、分离式通信

单片存储器芯片的容量有限，很难满足实际需要，因此必须将若干存储芯片连接在一起才能组成足够容量的存储器。
存储器的扩展通常有位扩展和字扩展，什么是字扩展，什么是位扩展？请举例简要说明
1）位扩展：增加存储器的字长，例如两个1K * 4位的存储芯片构成1个1K*8位的存储器；-----------采用并联的方式---------
2）字扩展：增加存储器的字数，例如两个1K * 8位的存储芯片构成1个2K * 8位的存储器；-----------采用串联的方式---------
通常字扩展和位扩展两种方式混合使用。

数据总线条数对应—位的大小 8条—一次性最多读八位
地址总线条数对应—地址总大小（有多少个字）—字的数量
10条-----寻址范围为2¹⁰ =最大1K字

位扩展把芯片并联—芯片A数据线1-8 芯片B数据线9-16 从8位变16位
字扩展多加一块，把芯片串联（重叠）数据线数量不变，但是要加一条地址线做选择。把选择是哪块芯片

汉明码：能纠错
奇偶校验码：只能找错

提高访存速度的三种方式。
1）采用高速元器件（技术限制、价格限制）；
2）采用存储层次结构：cache-主存结构**（缓存）**；
3）调整主存结构：包括单体多字，多体并行两种方式。

Cache写操作有哪两种方式？
1）写直达法：写操作既写入Cache又写入主存；
2）写回法：只把数据写入Cache而不写入主存，当Cache中数据被替换出去之后才写入主存。

25、将主存地址映射到Cache地址称为地址映射，常见的Cache映射方式有哪几种？
直接映射、全相联映射、组相联映射。

26、直接映射的优缺点？
优点：地址变换速度快。缺点：cache利用率不高，块冲突率高；

27、全相联映射的优缺点？
优点：cache利用率高，块冲突率低。缺点：地址变换复杂，需要较多的硬件。
27、组相联映射的优缺点？
优点：块的冲突概率比较低，块的利用率大幅度提高，块失效率明显降低。（把直接映射把全相映射优点结合起来了，但是制作成本上去了）
缺点：实现难度和造价要比直接映象方式高。

30、磁盘的三地址结构包括哪些？
柱面、磁头号和扇区号

上图显示的是一个盘面，盘面中一圈圈灰色同心圆为一条条磁道，从圆心向外画直线，可以将磁道划分为若干个弧段，每个磁道上一个弧段被称之为一个扇区（图践绿色部分）

硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。 .

DMA工作过程包括哪三部分？
1）预处理
2）数据传输
2）后处理

掌握补码计算的方法，以及通过补码求原码，然后求真值的方法。
正数的补码就是其本身
1）通过原码求补码：符号位不变，各位取反，末位加1；
2）通过补码求原码：符号位不变，各位取反，末位加1；

正数的反码是其本身
负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变，其余各个位取反.

为什么会出现三个码？？？
首先对我们来说，计算加减乘除都是按照不同的算法去的。但是计算机只能做加法，那么减法怎么办？1-1=1+（-1）=0
当时原码进行不等于0，不符合规则。
那么反码出现了反码很简单，就是负数符号位不变，其余个位取反。
计算结果是对的。但是出现了0的两种表示方法。+0和-0
但是-0是没有意义的，所以又出现了反码+1变成了补码。把0的问题解决了。补码不仅解决了±0的问题，还把数字的表示范围变大了。本来原码 -127到+127.反码有-128到+127.
备注：原码也有±0
13、DMA工作过程包括哪三部分？
1）预处理
2）数据传输
2）后处理

8、中断服务程序的基本流程包括哪四部分？
1）保护现场
2）中断服务
3）恢复现场
4）中断返回

I/O总线包括哪四类？
数据线、设备选择线、状态线、命令线

、在DMA方式中，由于DMA接口与CPU共享主存，可能会出现两者争用主存的冲突，为解决冲突，DMA和主存交换数据时，通常采用哪三种工作方式？
1）停止CPU访问主存：DMA访存优先级高；
2）周期挪用（窃取）：DMA挪用存储或窃取总线使用权一个或几个主存存取周期；
3）DMA和CPU交替访问：将CPU工作周期分成两部分，一部分供DMA访存，一部分供CPU访存。

定点和浮点：小数点动不动，不动是定点，浮动是浮点。
7、浮点数在机器中的表示形式，由哪几部分组成？
由尾数、数符、阶码、阶符四部分组成。
9、IEEE754标准规定的浮点数由哪几部分组成？
由数符、阶码**（含阶符）**以及尾数组成。
如何判断浮点运算结果是否溢出？
阶码是否超出了其表示范围。（使用2个符号位判溢出）
加法和减法时，什么情况下可能发生溢出？如何简单判断发生溢出？
1）正数加正数（正-负），负数加负数（负-正），可能会发生溢出。
2）如果参加操作的两个数符号相同（转换成补码的加法），其结果与源操作数符号不同，即为溢出。
3）如果补码采用1位符号位，如果最高有效位的进位和符号位的进位不同，则发生溢出。

定点乘法运算可以使用加法和移位来实现吗？
可以。

17、浮点加减运算基本按照哪几步来进行？
1）对阶：使小数点对齐；
2）尾数求和：将对阶后的两个尾数按照定点加减运算规则求和；
3）规格化：尾数规格化；
4）舍入：尾数右规时，丢失数值位；
5）溢出判断：判断结果是否溢出。

1、什么是机器指令？什么是指令系统？
1）机器指令：每一条机器语言的语句；
2）指令系统：全部机器指令的集合。
一条指令包含哪两个主要部分？请简要说明各部分作用。
指令=操作码（mov）+地址码（OH32）
1）操作码：指明指令要完成的操作；
2）地址码：指明指令要操作的数据或数据来源；

指令中地址码中的地址可以是哪些设备的地址？
可以是主存地址、寄存器地址或I/O设备的地址；

5、指令中地址的个数可以有几个？
四地址、三地址、二地址、一地址以及零地址。

数据在存储器中存储时，为什么要按照边界对齐？
PC会自动+，就是因为按边界存储，不然它不知道你一次加多少的，每次都要访问内存看看你上次用了多少。
减少访存次数。

什么是形式地址？什么是有效地址？
1）形式地址：指令的地址码字段通常都不代表操作数的真实地址，成为形式地址，记为A（逻辑地址）；
2）有效地址：操作数的真实地址，记为EA，由寻址特征和形式地址共同决定（物理地址）；

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