计算机组成原理面试题目

绪论
- 计算机系统由哪两部分组成的？计算机系统的性能取决于什么？
  - 计算机系统是由硬件和软件组成的。
- 计算机系统5层层次结构从下到上由哪5层组成的？
  - 微程序机器、传统机器（用机器语言的机器）、操作系统机器、汇编语言机器、高级语言机器。
  - 微程序机器和传统机器是物理机，其他是虚拟机。
- 在计算机系统之中，什么是翻译？什么是解释？
  - 翻译：将一种语言编写的程序全部翻译成另一种语言，然后执行。
  - 解释：将一种语言编写的程序翻译成另一种语言的一条或多条语句，然后执行，执行完这条语句之后，再解释下一条。
- 什么是计算机体系结构？什么是计算机组成？
  - 计算机体系结构是指那些能够被程序员看到的属性。计算机组成是指如何实现计算机体系结构所表现出来的属性。
  - 以乘法指令为例，计算机是否具有乘法指令是属于体系结构的问题。乘法指令是采用专门的乘法器还是使用加法器和移位器构成是属于计算机组成的问题。
- 冯诺依曼计算机的主要特点：
  - 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成的。指令和数据存储在存储器中，并且可以按照地址访问。指令和数据均以二进制表示。指令由操作码和地址码构成，操作码指明操作的性质，地址码表示操作数在存储器中的位置。指令在存储器内按照顺序存放，通常按自动的顺序取出执行。是以存储器为中心的计算机结构。
- 什么是存储单元、存储字、存储字长、存储体：
  - 存储单元是存储一个存储字并具有特定存储地址的存储单元。存储字：一个存储单元中存放的所有二进制数据。存储字长：存储二进制数据的位数。存储体：由多个存储单元构成的存储器件。
- 在主存中，什么是MAR\MDR,存储器的最大容量是由什么决定的
  - MAR：存储地址寄存器，保存需要访问的存储单元地址。反应存储单元的个数。反映存储单元的个数。
  - 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。
  - 存储器的大小取决于MAR\MDR寄存器的位数决定。
系统总线
- 总线的两大基本特征？共享性、分时性
- 系统总线按照传输信息的不同分成哪几类？数据总线、控制总线（双向）、地址总线（单向，由CPU发出）
- 总线宽度（数据总线的根数）、总线的带宽（总线数据传输速率）总线复用（一条信号线上分时传送两种信号）
- 简要说明单总线结构的缺点：
- 什么是总线周期？分为哪几个阶段？
  - 总线上两个部件完成一次完整且可靠的数据传输时间。分为：申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束。总线通信控制是解决通信双方如何获知传输开始和传输结束。同步通信和异步通信（应答式通信）：总线上的各个部件是否由统一的时钟信号控制。
存储器
- 存储器按照存取方式分为：随机存储器、只读存储器、顺序存储器（磁带）、直接存储器（磁盘）
- 衡量存储器的性能指标？常见的存储系统功能结构？
  - 速度、容量、价格
  - 缓存-主存层次：缓解CPU与主存速度不匹配的问题。主存-辅存层次：用来解决主存容量不够的问题。
- 大端存储和小端存储（X86)
  - 字的低位存储在内存的高位还是地位。
- 字扩展位扩展？
  - 位扩展式增加存储器的字长、字扩展，增加存储器的字数。
- 提高访存速度的三种方式：
  - 采用高速元器件、采用存储层次结构、调整主存结构（单体多字、多体并行两种方式）
- 多体并行:
  - 高位交叉编址方式：存储体的编制方式为顺序存储，即一个存储体存满之后，再存入下一个。不能提高单次访存速度，但是能使得多应用并行访存。
  - 低位交叉编址方式：
    - 存放在相邻的存储体中，可以显著提高单次访存速度。
- Cache
  - 引入Cache的原因
  - 什么是程序的局部性原理
  - Cache写操作有哪两种方式
    - 写直达法：写操作即写入Cache又写入主存；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回主存。
  - 将主存地址映射到Cache地址称为地址映射，常见的Cache映射方式有哪些？
    - 全相联映射（可以映射到任何位置，命中率高，但是查找慢）；直接映射（只能映射都一个位置，主存块号%Cache总块数。命中率低，并且Cache利用率低。但是速度最快）；组相联映射（每一个主存块可以映射到特定分组的任意位置）。增加标记和有效位来辨别不同的内存块。
  - 常见的Cache替换算法
    - 先进先出、近期最少使用、随机替换
I/0系统
- I/O设备编址：
  - 统一编址方式和独立编址方式（是否与存储器地址统一编址）
- 中断
  - 什么是中断
    - 处理及再执行程序的过程中，在每一条指令执行结束之后，出现了异常或者特殊的请求，计算机停止先行程序的运行，转去处理这些异常请求，处理结束之后再返回原程序。
  - 过程
  - 分类：
    - 轮询、中断、DMA、通道
    - DMA：cpu向DMA控制器指明要输入还是输出以及要传送多少个数据，数据要在内存、外设中的位置。DMA控制器向CPU申请并且接管数据总线
    - 1
    - DMA方式中，由于DMA接口与CPU共享主存，可能

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THE END

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