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解决计算机主存与cpu的速度差对机器性能的影响可采用哪些解决方

归档日期:07-21       文本归类:多处理机      文章编辑:爱尚语录

  7.硬件:是指计算机实体部分,它由看得见摸得着的各种电子元器件,各类光、电、机设备的实物组成。

  8.系统软件:又称系统程序,主要用来管理整个计算机系统,监视服务,使系统资源得到合理调度,高效运行。

  11.系统总线:是指CPU、主存、I/O设备(通过I/O接口)各大部件之间的信息传输线。

  通信总线:是指用于计算机系统之间或者计算机系统与其他系统(如控制仪表、移动通信)之间的通信的线路。

  按传送方式分并行和串行。串行通信是指数据在单条1位宽的传输线上,一位一位的按顺序分时传送。并行通信是指数据在多条并行1位宽的传输线上,同时由源传送到目的地。

  13.机器字长:是指CPU一次并行处理数据的位数,通常与CPU的寄存器位数有关。

  18.补码:带符号数据表示方法之一,正数的反码和原码相同,负数的反码是将二进制按位取反后在最低位再加1.

  20.非编码键盘:采用软件判断键是否按下及设键、译键、计算键值的方法的键盘。

  22.I/O接口:指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及器相应的软件控制。

  23.端口:指接口电路中的一些寄存器,用来存放数据信息、控制信息和状态信息。

  24.中断:计算机在执行程序的过程中,当出现异常情况或特殊请求时,计算机停止现行程序的运行转向对这些异常情况或特殊请求处理,处理结束后再返回到现行程序的间断处,继续执行源程序。

  26.中断嵌套:计算机在处理中断的过程中,有可能出现新的中断请求,此时CPU暂停现行中断服务程序,转向新的中断请求,这种现象称为中断嵌套。

  27.优先级:为使系统能及时响应并处理发生的所有中断,系统根据引起中断事件的重要性和紧迫程度,硬件将中断源分为若干个级别。

  28.DMA方式:用硬件在主存与外设之间直接进行数据传送,不须CPU,用软件控制。

  30.寻址方式:是指确定本条指令的数据地址以及下一条将要执行的指令地址的方法,它与硬件结构紧密相关,而且直接影响指令格式和指令功能。

  32.微操作:在微程序控制器中,执行部件接受微指令后所进行的最基本的操作。

  33.微指令:控制器存储的控制代码,分为操作控制部分和顺序控制部分,由微命令组成。

  35.控制存储器:CPU内用于存放实现指令系统全部指令的微程序的只读存储器。

  3.14. 设总线MHZ,一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线位数据,试问总线的带宽是多少?

  解:由于:f=8MHz,T=1/f=1/8M秒,因为一个总线周期等于一个时钟周期

  所以:总线. 在一个32位的总线系统中,总线MHZ,假设总线个时钟周期,试计算总线的最大数据传输率。若想提高数据传输率,可采取什么措施?

  若想提高数据传输率,可以提高总线时钟频率、增大总线宽度或者减少总线传输周期包含的时钟周期个数。

  3.16. 在异步串行传送系统中,字符格式为:1个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终止位。若要求每秒传送120个字符,试求传送的波特率和比特率。

  4.5. 什么是存储器的带宽?若存储器的数据总线ns,则存储器的带宽是多少?

  4.7. 一个容量为16K×32位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少?当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片?

  6.4. 设机器数字长为8位(含1位符号位在内),写出对应下列各真值的原码、补码和反码。 -13/64,-87

  6.9. 当十六进制数9B和FF分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时,所对应的十进制数各为多少(设机器数采用一位符号位)?

  6.12. 设浮点数格式为:阶码5位(含1位阶符),尾数11位(含1位数符)。写出-27/1024、-86.5所对应的机器数。要求如下:

  6.19. 设机器数字长为8位(含1位符号位),用补码运算规则计算下列各题。

  4.14. 某8位微型机地址码为18位,若使用4K×4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器,试问:

  (5)CPU通过最高3位地址译码输出选择模板,次高3位地址译码输出选择芯片。地址格式分配如下:

  4.29. 假设CPU执行某段程序时共访问Cache命中4800次,访问主存200次,已知Cache的存取周期为30ns,主存的存取周期为150ns,求Cache的命中率以及Cache-主存系统的平均访问时间和效率,试问该系统的性能提高了多少倍?

  例7.2设相对寻址的转移指令占3个字节,第一字节为操作码,第二,三字节为相对位移量(补码表示)。而且数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式。每当CPU从存储器取出一个字节时,即自动完成(PC)+1 PC。

  (1)若PC当前值为240(十进制),要求转移到290(十进制),则转移指令的第二、三字节的机器代码是什么?

  (2)若PC当前值为240(十进制),要求转移到200(十进制),则转移指令的第二、三字节的机器代码是什么?

  解:(1)PC当前值为240,该指令取出后PC值为243,要求转移到290,即相对位移量为290-243=47,转换成补码为2FH。由于数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式,故该转移指令的第二字节为2FH,第三字节为00H。

  (2)PC当前值为240,该指令取出后PC值为243,要求转移到200,即相对位移量为200-243=-43,转换成补码为D5H。由于数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式,故该转移指令的第二字节为D5H,第三字节为FFH。

  例7.3一条双字长直接寻址的子程序调用指令,其第一个字为操作码喝寻址特征,第二个字为地址码5000H。假设PC当前值为2000H,SP的内容为0100H,栈顶内容为2746H,存储器按字节编址,而且进栈操作时执行(SP)-△-P,后存入数据。试回答下列几种情况下,PC、SP及栈顶内容各为多少?

  (1)CALL指令被执行后,犹豫存储器按字节编制,CALL指令供占4个字节,故程序断电2004H进栈,此时SP=(SP)-2=00FEH,栈顶内容为2004H,PC被更新为子程序入口地址5000H。

  (2)子程序返回后,程序断点出栈,PC=2004H,SP被修改为0100H,栈顶内容为2746H。

  7.6某指令系统字长为16位,地址码取4位,试提出一种方案,使该地址系统有8条三地址指令、16条二地址指令、100条一地址指令。

  7.7设指令字长为16位,采用扩展操作码技术,每个操作码的地址为6位。如果定义了13条二地址指令,试问还可安排多少条一地址指令。

  7.8某机指令字长16位,每个操作数的地址码为6位,设操作码长度固定,指令分为零地址,一地址和二地址三种格式,若零地址指令有M种,以抵制指令有N种,则二地址指令最多有几种?若操作码位数可变,则二地址指令最多允许有几种?

  当M=1(最小值),N=1(最小值)时,二地址指令最多有:Kmax=16-1-1=14种

  2)若采用变长操作码时,二地址指令格式仍如1)所示,但操作码长度可随地址码的个数而变。此时,K= 24 -(N/26 + M/212 );

  9.5设机器A的CPU主频为8MHz,机器周期为4个时钟周期,且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS,试求该机的平均指令周期和机器周期,每个指令周期中含几个机器周期?如果机器B的CPU主频为12MHz,且机器周期也含有4个时钟周期,试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS?

  9.6设某计算机的CPU主频为8MHz,每个机器周期平均含2个时钟周期,每条指令平均有4个机器周期,试问该计算机的平均指令执行速度为多少MIPS?若CPU主频不变,但每个机器周期平均含4个时钟周期,每条指令平均有4个机器周期,试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS?

  9.7某CPU的主频为10MHz,若已知每个机器周期平均含有4个时钟周期,该机的平均指令执行速度为1MIPS,试求该机的平均指令执行速度为多少MIPS?若CUP主频不变,但每个机器周期平均含有4个时钟周期,每条指令平均有4个机器周期,则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS?由此可得出什么结论

  ○4.指令由操作吗和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

  ○5.采用存储控制原理,指令在存储器内按顺序存放。通常指令是顺序执行的,在特定条件下,可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。

  ○6.机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传说通过运算器完成。

  输入设备:用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式,常见的有键盘、鼠标等。

  输出设备:可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式,如打印机输出,显示器输出等。

  定义:系统总线是指CPU、主存、I/O设备(通过I/O接口)各大部件之间的信息传输线。

  ISA总线、EISA总线C总线(并行通信总线又称GP-IP总线.三级存储器系统中各级存储器特点与用途,分哪两个层次。

  ○1主存 特点:随机访问、速度快。容量大。用途:存放CPU使用的程序和数据。

  辅存 特点:容量大、速度慢、价格低、可脱机保存信息。用途:存放大量后备数据

  缓存 特点:速度快、容量小、价格高 用途:用于主存与辅存之间作为缓冲,正在使用的程序和数据的付本。

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