简答题

1 冯诺依曼结构计算机的基本思想是什么 ？按此思想设计的计算机硬件系统的应由那些部件组成，它们各有什么作用？
存储程序和程序控制是冯诺依曼结构计算机的主要设计思想。存储程序是指将解题的步骤编写为程序，然后将程序和运行程序所需要的数据以二进制的形式存放到存储器中，方便执行。
而程序控制则是指计算机中的控制器逐条取出存储器中的指令按顺序执行，控制各功能部件进行相应的操作，完成数据加工处理。
由运算器，控制器，存储器，输入输出设备，总线组成。
运算器：对数据进行加工
控制器：根据指令功能产生各功能部件的控制信号序列，完成指令的功能。
存储器：存放程序和数据。
输入设备：将信息输入计算机内部的外部设备
输出设备：将计算机内部信息转换成人类或设备能够接收或识别的信息形式的外部设备
总线：连接两个或多个设备的公共信息通路

2 指令的地址码和指令的地址操作码含义有何不同？
指令的地址码通常指定操作数的地址，地址码字段的作用随指令类型和寻址方式的不同而不同，它可能作为一个操作数，操作数的地址，
也可能是一个用于计算的偏移量。指令中的操作码则表示指令的功能。

3 操作数在指令中为立即寻址。操作数地址在指令中为直接寻址。 操作数在寄存器中为寄存器寻址。操作数地址在寄存器中为寄存器间接寻址。

4 cpu中有哪些寄存器，功能分别是什么？那些是程序员可见的？那些是必须的?
程序计数器PC：保存将要执行的指令的地址。地址寄存器AR：保存CPU访问主存单元的地址。数据寄存器DR：存放从主存中读出的数据或准备写入主存的数据。
指令寄存器IR：保存当前正在执行的指令。通用寄存器组GR:运算器内部的若干寄存器，又称寄存器堆。
程序状态寄存器PSW：保存由运算指令创建的各种条件标志。AR，DR,IR不是必须的，GR,PSW是用户可见的。

5 什么是取指周期，取指周期内应完成哪些操作？
取指周期就是从开始取指令到取指令完成所需要的时间。取指周期要完成两个方面的操作，首先利用PC值作为地址访问中的地址，其次是形成后续指令地址。
顺序寻址：将PC内容加当前指令所占的主存字节数。跳跃寻址：根据寻址方式，转移条件，转移目标地址等内容得到。

6 动态MOS存储器为什么要刷新？如何刷新？
动态存储单元中，信息以电荷形式存储在工作管的栅极电容中，但电容容量比较小，所存电荷会在一段时间后逐渐泄露。为使所存信息能长期保存，需要在电容中电荷泄露完之前定时的补充电荷，这一过程称为刷新。动态MOS存储器刷新方式主要有集中刷新，分散刷新，异步刷新，由于存储器采用行列结构，刷新时按行进行。

7 直接相联映射方式下为什么不需要使用替换算法？
在直接映射方式中，一个主存块只能固定的映射到cache的特定行，当有新的主存块调入时，cache特定行中的内容必须调出，因此不需要特定算法来选择替换掉哪一块。
8 微命令有哪几种编码方法？它们是如何实现的？
编码方法有：直接表示法，编码表示法，混合表示法。
直接表示法：将微命令操作控制字段的每个二进制位定义为一条微命令，一条微命令从控制存储器中取出，它所包含的微命令可直接用于控制数据 通路中的执行部件。
编码表示法：将微指令格式中的互斥性微命令分成若干组，一个组对应一个字段，各组的微命令信号均是互斥的，各字段通过译码器生成微命令信号，经时钟同步后，再去控制数据通路中的部件。
混合表示法：将前两者混合使用，以便在微指令字长，并行性及执行速度等方面进行折中。
9 流水线冲突处理
结构冲突：1采用独立的指令存储器和数据存储器 2插入气泡法 。 控制冲突：1采用分支延迟槽技术 2提前进行分支预测 数据冲突：1采用重定向技术 2插入气泡后重定向

10 总线的信息传输方式有哪几种，各有什么特点？
并行传输：
特点：并行传输是指同时传输多个位或字节的数据，每个信号线都对应一个数据位，数据可以在多条并行通道上同时传输。例如，8位并行总线可以同时传输8个数据位。
优点：并行传输速度快，能够一次传输多个数据位，适用于短距离、高速率的数据传输。
缺点：并行传输需要较多的物理连接和信号线，成本较高，同时也容易受到干扰和传输差错。
串行传输：
特点：串行传输是指逐位或逐字节地传输数据，将数据转换为连续的比特流进行传输，只需一条信号线传输数据。
优点：串行传输相对于并行传输，所需的物理连接和信号线较少，成本较低，且抗干扰性较强。
缺点：串行传输速度相对较慢，因为数据逐位或逐字节传输，传输时间较长，适用于较低速率的数据传输。
在实际应用中，根据不同的需求和场景，可以选择并行传输或串行传输方式。并行传输适用于需要高速率、短距离传输的场景，如计算机内部总线传输、高速数据传输等。而串行传输适用于成本敏感、较低速率的数据传输场景，如串口通信、网络通信等。此外，还有一种折中的方式，即采用并行-串行转换器将并行数据转换为串行数据进行传输，以兼顾传输速度和成本。

11 集中式总线控制方式下确定总线使用权优先级的方法有哪几种它们各有什么特点？
1 链式查询：总线上所有主设备共用一根总线请求线，结构简单，控制线少，扩充容易 缺点：容易产生“饥饿”现象
2 计数器定时查询：可以动态的改变设备的优先级，能有效避免发生单点故障。
3 独立请求：既可采用固定的优先级，也可采用公平的菊花链算法，还可采用FIFO，LRU等算法

12 cpu与外部设备信息交换的控制方式有哪些，各有什么特点？

13 中断隐指令完成什么功能？

14 DMA方式与中断技术相比优先级高
DMA方式与中断技术的区别
1 二者均采用“请求-应答”机制，但中断技术中请求的是cpu时间响应时机是指令周期的结束时刻DMA请求的是总线控制权，响应时机可能是任何一个机器周期结束的时刻。
2 中断技术存在程序执行现场的保护与恢复而DMA不改变 cpu现场
3 DMA仅用于数据的传输，而中断技术不仅可实现数据传输，还可用于各种随机事件。