【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行一條指令實(shí)際上就是執(zhí)行一段存放在控制存儲(chǔ)器中的微程序。216。 微指令分為兩部分：控制字段(產(chǎn)生控制信號(hào))，下址字段(指出下一條微指令的地址)。P186圖216。 微指令的編譯法：直接控制法、字段直接編譯法（選出互斥的微命令，并將這些微命令編成一組，成為微指令字的一個(gè)字段，用二進(jìn)制編碼來(lái)表示， 就是字段直接編譯法。）字段間接編譯法、常數(shù)源字段E.216。 微指令的格式：水平型微指令；垂直型微指令；混合型微指令。水平型微指令是直接控制法編碼的，屬于水平行微指令。其特點(diǎn)是一條微指令中定義并執(zhí)行多個(gè)并行操作微命令。直接控制法、字段編譯法（直接、間接）用在同一條水平型微指令中。垂直型微指令是采用微操作碼編譯法，由微操作碼規(guī)定微指令的功能。其特點(diǎn)是不強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)微指令的并行控制功能，通常一條微指令只要求能控制一二種操作。其格式和指令相似：每條微指令有一個(gè)微操作碼。216。 水平型微指令和垂直型微指令的比較（1）水平型微指令并行操作能力強(qiáng)，效率高，靈活性強(qiáng)，垂直型微指令差。（2）水平型微指令執(zhí)行一條指令時(shí)間短，垂直型微指令執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)。（3）水平型微指令的微指令字長(zhǎng)，微程序短；垂直型微指令字短，微程序長(zhǎng)。（4）用戶(hù)難以掌握水平型微指令，垂直型微指令比較容易掌握。216。 控制器控制信號(hào)的產(chǎn)生是采用邏輯電路，也稱(chēng)組合邏輯電路控制方式。216。 組合邏輯控制器也稱(chēng)硬布線控制器。與微程序控制相比，硬布線控制的速度較快，主要取決于邏輯電路的延遲。一旦控制部件構(gòu)成后，除非重新設(shè)計(jì)和物理上對(duì)它重新布線，否則要想增加新的控制功能是不可能的。因此，近年來(lái)在某些超高速新型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中，又選用了硬布線控制器，或與微程序控制器混合使用216。 硬布線控制與微程序控制之間最顯著的差距在于：硬布線控制是通過(guò)組合邏輯電路產(chǎn)生操作命令的；硬布線邏輯電路不規(guī)整，走線復(fù)雜而凌亂，一旦設(shè)計(jì)好，一般是無(wú)法修改，添加和修改指令幾乎是不可能的。微程序控制是通過(guò)執(zhí)行存放在控制存儲(chǔ)器中的微程序產(chǎn)生的。微程序放在ROM之中，線路較為規(guī)整，指令的修改和添加只要更換ROM芯片即可，便于指令的擴(kuò)充。所以，復(fù)雜指令集的計(jì)算機(jī)一般都采用微程序同樣的半導(dǎo)體工藝的水平下，微程序控制的速度要比硬布線控制低。而硬布線邏輯的速度主要取決于電路的延遲，在超高速機(jī)器，對(duì)影響速度的關(guān)鍵部分，一般采用硬布線邏輯。在出現(xiàn)的RISC體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中，一般選用硬布線控制邏輯。216。 控制器的控制方式：同步控制方式；異步控制方式；聯(lián)合控制方式； 人工控制216。 產(chǎn)生后繼微指令地址的方法：以增量方式產(chǎn)生后繼微地址、增量與下址字段結(jié)合產(chǎn)生后繼微地址 、多路轉(zhuǎn)移方式、微中斷方式。 第八章 第九章一．判斷題1．計(jì)算機(jī)的主存是由RAM和ROM兩種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器組成的。 答：正確。2．CPU可以直接訪問(wèn)主存，而不能直接訪問(wèn)輔存。 答：正確。3．外（輔）存比主存的存儲(chǔ)容量大、存取速度快。 答：錯(cuò)誤。4．動(dòng)態(tài)RAM和靜態(tài)RAM都是易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。 答：正確。5．Cache的功能全部由硬件實(shí)現(xiàn)。 答：正確。6．引入虛擬存儲(chǔ)器的目的是為了加快輔存的存取速度。 答：錯(cuò)誤。7．多體交叉存儲(chǔ)器主要是為了解決擴(kuò)充容量的問(wèn)題。 答：錯(cuò)誤。多體交叉存儲(chǔ)器主要是為了提高存取速度，增加帶寬。8．Cache和虛擬存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)管理策略都利用了程序的局部性原理。 答：正確。 9．多級(jí)存儲(chǔ)體系由Cache、主存和輔存構(gòu)成。 答：正確。10．在虛擬存儲(chǔ)器中，當(dāng)程序正在執(zhí)行時(shí)，由編譯器完成地址映射。答：錯(cuò)誤（由操作系統(tǒng)完成）。選擇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用層次化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是為了（D ）A）便于保存大量數(shù)據(jù) B) 減小主機(jī)箱體積C）便于讀寫(xiě)操作 D）解決容量、速度、價(jià)格之間的矛盾 為解決CPU與主存的速度匹配，可采用（B ）A）輔存 B) Cache C）控存 D）閃存Cache與主存之間的信息交換是通過(guò)（ B）A）軟件實(shí)現(xiàn)的 B) 硬件實(shí)現(xiàn)的 C）軟件硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)的 D）用戶(hù)調(diào)度實(shí)現(xiàn)的虛擬存儲(chǔ)是為了解決（ A）A）主存容量不足采用的技術(shù) B) 輔存容量不足采用的技術(shù)C）控存容量不足采用的技術(shù) D）Cache容量不足采用的技術(shù)，錯(cuò)誤的是( D) ,可分為( D),只讀存儲(chǔ)器,順序存取存儲(chǔ)器和直接存取存儲(chǔ)器8．二級(jí)存儲(chǔ)體系是由如下存儲(chǔ)器有機(jī)地組成一個(gè)整體( C)。A、Cache與寄存器組 B、Cache與輔存C、主存與輔存 D、高速緩沖存儲(chǔ)器與外存計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備是指（D?。〢 輸入輸出設(shè)備 B 外存儲(chǔ)器C 遠(yuǎn)程通信設(shè)備 D CPU和內(nèi)存以外的其它設(shè)備下列不是輸入設(shè)備的是（D ）A）掃描儀 B) 觸摸屏 C）攝像機(jī) D）CRT1CRT顯示器顯示圖型圖像的原理是圖型圖像（　A）A）由點(diǎn)陣組成 B) 由線條組成 C）由色塊組成 D）由方格組成132位真彩色顯示器可顯示的顏色種數(shù)為（ ）A）32種 B) 4K種 C）4M種 D）4G種1根據(jù)傳送信息的種類(lèi)不同，系統(tǒng)總線可分為（?。〢 地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線　　B 單總線、多總線C 內(nèi)部總線、外部總線　 D PCI、ISA、EISA、VESA2．下列存儲(chǔ)器中，速度最慢的是 C 。A．半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 B．光盤(pán)存儲(chǔ)器 C．磁帶存儲(chǔ)器 D．硬盤(pán)存儲(chǔ)器4．下列部件（設(shè)備）中，存取速度最快的是 B 。A．光盤(pán)存儲(chǔ)器 B．CPU的寄存器 C．軟盤(pán)存儲(chǔ)器 D．硬盤(pán)存儲(chǔ)器5．在主存和CPU之間增加Cache的目的是 C 。A．?dāng)U大主存的容量B．增加CPU中通用寄存器的數(shù)量C．解決CPU和主存之間的速度匹配D．代替CPU中的寄存器工作6．計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器采用分級(jí)存儲(chǔ)體系的目的是 D 。A．便于讀寫(xiě)數(shù)據(jù) B．減小機(jī)箱的體積C．便于系統(tǒng)升級(jí) D．解決存儲(chǔ)容量、價(jià)格與存取速度間的矛盾7．相聯(lián)存儲(chǔ)器是按 C 進(jìn)行尋址的存儲(chǔ)器。A．地址指定方式 B．堆棧存取方式C．內(nèi)容指定方式 D．地址指定與堆棧存取方式結(jié)合8．某SRAM芯片，其容量為1K8位，加上電源端和接地端后，該芯片的引出線的最少數(shù)目應(yīng)為 D 。A．23 B．25 C．50 D．20。9．常用的虛擬存儲(chǔ)器由 A 兩級(jí)存儲(chǔ)器組成，其中輔存是大容量的磁表面存儲(chǔ)器。A．主存—輔存 B．快存—主存 C．快存—輔存 D．通用寄存器—主存10．在Cache的地址映射中，若主存中的任意一塊均可映射到Cache內(nèi)的任意一快的位置上，則這種方法稱(chēng)為 A 。A．全相聯(lián)映射 B．直接映射 C．組相聯(lián)映射 D．混合映射二、填空題多級(jí)層次存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器件有：　主存儲(chǔ)器　　　　、　緩沖存儲(chǔ)器　　　　　、　輔助存儲(chǔ)器　　　　　。Cache介于CPU之間，其速度比主存　快　　 、容量比主存　小　　　。其作用是　大大提高CPU的對(duì)存儲(chǔ)器的存取速度　　　　。常見(jiàn)的主存到Cache的地址映像方式有： 直接映像 、 全相聯(lián)映像 、 組相聯(lián)映像 三種。硬盤(pán)的存儲(chǔ)容量常用GB表示，1GB=　　　2^10　　　　MB。5．使用Cache的目的是 彌補(bǔ)速度不足 ，存儲(chǔ)管理由 硬件 實(shí)現(xiàn)。打印機(jī)按印字原理可分為（擊打式 ）和（非擊打式）兩大類(lèi)。按工作方式可分為（ 串行 ）和（ 行式 ）打印機(jī)。在主存到Cache的直接映像方式中，一個(gè)主存塊可以映像到Cache中的唯一一個(gè)個(gè)指定塊，這種方法的特點(diǎn)是地址變換速度　快　　，但容易產(chǎn)生塊沖突.1．對(duì)存儲(chǔ)器的要求是 、 、 ，為解決這三者的矛盾，計(jì)算機(jī)、采用 體系結(jié)構(gòu)。答：速度快、容量大、成本低，分級(jí)存儲(chǔ)體系。2．CPU能直接訪問(wèn) 和 ，但不能訪問(wèn) 和 。答：主存、CACHE、外存、I/O設(shè)備。3．Cache的映射方式有 、 和 三種。其中 方式，適度地兼顧了前兩者的優(yōu)點(diǎn)又盡量避免其缺點(diǎn)，比較理想。答：直接映象、全相聯(lián)映象、組相聯(lián)映象，組相聯(lián)映象。4．廣泛使用的 和 都是半導(dǎo)體 存儲(chǔ)器。前者的速度比后者快， 不如后者高。它們的共同缺點(diǎn)是斷電后 保存信息。 答：依次為SRAM、DRAM、隨機(jī)讀寫(xiě)、集成度、不能。5．閃速存儲(chǔ)器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及 能力，為現(xiàn)有的 體系結(jié)構(gòu)帶來(lái)巨大變化，因此作為 用于便攜式電腦中。答：瞬時(shí)啟動(dòng)、存儲(chǔ)器、固態(tài)盤(pán)。6．相聯(lián)存儲(chǔ)器不按地址而是按 訪問(wèn)的存儲(chǔ)器，在Cache中用來(lái)存放 ，在虛擬存儲(chǔ)器中用來(lái)存放 。答：內(nèi)容，行地址表，段表、頁(yè)表和快表。7．虛擬存儲(chǔ)器指的是 層次，它給用戶(hù)提供了一個(gè)比實(shí)際 空間大得多的 。答：主輔存，主存，虛擬地址。8．磁盤(pán)的地址格式由 、 、 、 四部分組成。答：臺(tái)號(hào)、柱面號(hào)（磁道號(hào)）、盤(pán)面號(hào)（磁頭號(hào)）、扇區(qū)號(hào)。9．溫徹斯特硬盤(pán)的特點(diǎn)是 、 和 。答：固定盤(pán)片、活動(dòng)磁頭和密封結(jié)構(gòu)。10．一個(gè)完整的磁盤(pán)存儲(chǔ)器由三部分組成，其中 又稱(chēng)磁盤(pán)機(jī)或磁盤(pán)子系統(tǒng)，是獨(dú)立于主機(jī)的一個(gè)完整的設(shè)備， 是磁盤(pán)機(jī)與主機(jī)的接口部件， 用于保存信息。答：驅(qū)動(dòng)器、控制器、盤(pán)片。三、簡(jiǎn)答題 （不算CPU中的寄存器級(jí)）存儲(chǔ)系統(tǒng)一般由哪三級(jí)組成？請(qǐng)分別簡(jiǎn)述各層存儲(chǔ)器的作用（存放什么內(nèi)容）及對(duì)速度、容量的要求。 主存――輔存結(jié)構(gòu)與Ｃａｃｈｅ――主存結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別。簡(jiǎn)述常用的輸入設(shè)備（至少三種）和輸出設(shè)備（至少兩種）有哪些？在Cache和主存層次存儲(chǔ)系統(tǒng)中，什么是地址映像？有幾種基本地址映像方式？四、綜合某機(jī)采用頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器，頁(yè)面長(zhǎng)度為64字，頁(yè)表內(nèi)容如下表所示，求下列虛擬地址對(duì)應(yīng)的物理地址：（1）00001111002（2）00010011102（3）01010101012 虛頁(yè)號(hào)實(shí)頁(yè)號(hào)裝入位00000110001111001000011101010000101010………頁(yè)表解：頁(yè)面長(zhǎng)度為64字，所以頁(yè)內(nèi)地址為6位。根據(jù)頁(yè)表可知虛頁(yè)號(hào) 4位，實(shí)頁(yè)號(hào)2位，所以虛擬地址為10位，物理地址為8位。（1）虛頁(yè)號(hào)為0000，查表得物理頁(yè)號(hào)01，故物理地址為01 111100。（2）虛頁(yè)號(hào)為0001，查表得物理頁(yè)號(hào)11，故物理地址為11 001110。（3）虛頁(yè)號(hào)為0101，查表知尚未裝入，此時(shí)應(yīng)選擇虛頁(yè)號(hào)0000、0000010100中的一頁(yè)從頁(yè)表中調(diào)出，而將相應(yīng)得實(shí)頁(yè)號(hào)01或00分配給虛頁(yè)號(hào) 0101。在調(diào)出時(shí)，如果該頁(yè)內(nèi)容修改過(guò)，則應(yīng)先將該頁(yè)內(nèi)容寫(xiě)回輔存。頁(yè)式存儲(chǔ)器的邏輯地址由頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址兩部分組成，若頁(yè)面大小為4KB，地址轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖所示，圖中邏輯地址8644用十進(jìn)制表示，經(jīng)頁(yè)表轉(zhuǎn)換后，該邏輯地址的物理地址（十進(jìn)制）是多少？提示：把邏輯地址轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制來(lái)做。8644頁(yè)號(hào)012物理塊號(hào)238A邏輯地址物理地址解：第一步:已知頁(yè)面大小為4KB，可算出頁(yè)內(nèi)地址為12位（212＝4096）第二步:把邏輯地址8644轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制地址10000111000100，其中高2位為頁(yè)面號(hào)。第三步:查頁(yè)表，2號(hào)頁(yè)面的物理塊號(hào)為8，由于邏輯地址和物理地址的頁(yè)內(nèi)地址部分是相同的，即可把頁(yè)號(hào)與頁(yè)內(nèi)地址拼接，得到物理地址為100000011100100。第四步:把100000011100100轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)為33220。 某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存由Cache和主存構(gòu)成，Cache的存取周期為45ns，主存的存取周期為200ns。已知在一段給定的時(shí)間內(nèi)，CPU共訪問(wèn)內(nèi)存4500次，其中340次訪問(wèn)主存，求：（1）Cache的命中率是多少？（2）CPU訪問(wèn)內(nèi)存的平均訪問(wèn)時(shí)間是多少？解：⑴ 命中率H＝（4500－340）/ 4500＝。⑵ CPU訪存平均時(shí)間TA ＝45＋(