計算機(jī)組成原理簡答題(參考版)
2025-01-13 08:39本頁面
【正文】 (4)未命中時的損失不同：主存的存取時間是 cache 的 510 倍，而主存的存取速度通常比輔存的存取速度快上千倍，故主存未命中時系統(tǒng)的性能損失遠(yuǎn)大于 cache未命中時的損失。 (2)數(shù)據(jù)通路不同： CPU 與 cache 和主存之間均有直接訪問通路， cache 不命中時可直接訪問主存；而虛存所依賴的輔存與 CPU 之間不存在直接的數(shù)據(jù)通路，當(dāng)主存不命中時只能通過調(diào)頁解決， CPU 最終還是要訪問主存。 26. 三級存儲體系中， cache主存和主存 輔存不同點(diǎn)。 (1)出發(fā)點(diǎn)相同 二者都是為了提高存儲系統(tǒng)的性能價格比而構(gòu)造的分層存儲體系，都力圖使存儲系統(tǒng)的性能接近高速存儲器，而價格和容量接近低速存儲器。 （ 3）中斷方式：一般適用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)，且一旦提出要求應(yīng)立即進(jìn)行，節(jié)省了 CPU的時間開銷，但硬件結(jié)構(gòu)稍 復(fù)雜一些。 （ 2） DMA 方式：數(shù)據(jù)傳送速度很高，傳送速率僅受到內(nèi)存訪問時間的限制。 24. 通道、 DMA、中斷三種基本 I/O 方式的異同點(diǎn)。 CPU 是通過執(zhí)行 I／ O 指令以及處理來自通道的中斷，實(shí)現(xiàn)對通道的管理。 通道是一個特殊功能的處理器，有自己的指令和程序?qū)ｉT負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸入輸出的傳輸控制。 使用 DMA 的目的是提高高速外圍設(shè)備與計算機(jī)主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)的速度，降低數(shù)據(jù)出入對 CPU 時間的開銷。在這種方式中， DMA控制器從 CPU 完全接管對總線的控制，數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過 CPU，而直接在內(nèi)存和 I/O 設(shè) 備之間進(jìn)行。 DMA 方式，在計算機(jī)系統(tǒng)中使用 DMA 的目的是什么。 采用 DMA 或通道方式；在 DMA 方式下主機(jī)響應(yīng)了外設(shè)的 DMA 請求后，在主機(jī)與外設(shè)傳送成組的數(shù)據(jù)時， CPU 可以同時執(zhí)行其他的程序；通道方式下主機(jī)與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送無須 CPU 管理。 采用中斷方式；在中斷的控制下，當(dāng)外設(shè)啟動后， CPU 可以繼續(xù)原來的工作，待外設(shè)準(zhǔn)備好后，由中斷控制器向 CPU 發(fā)出中斷， CPU 才停止原來的工作去處理中斷，因此外設(shè)與主機(jī)是并行工 作的。 采用程序查詢方式；在程序查詢方式下，當(dāng) CPU 等待外設(shè)的狀態(tài)信號時，不能執(zhí)行其他的操作，只能當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好后，才能繼續(xù)執(zhí)行查詢程序及后續(xù)工作，因此在程序查詢控制方式下，當(dāng)外設(shè)啟動后， CPU 與外設(shè)是串行工作的。 4 種方式中，程序查詢方式一直需要 CPU 參與，中斷方式則需要響應(yīng)中斷，并且每次中斷只能傳輸一個數(shù)據(jù)， DMA 方式每中斷一次， CPU 可以傳輸成組的數(shù)據(jù)，而通道方式下 IOP可以實(shí)現(xiàn)對外設(shè)的統(tǒng)一管理和外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸，無須 CPU 干預(yù)。 20. 單機(jī)系統(tǒng)中 CPU 與外設(shè)進(jìn)行信息交互有幾種方式， CPU 的介入程度如何。 在計算機(jī)系統(tǒng)中， CPU 對外圍設(shè)備的管理有以下五種方式： (1)程序查詢方式； (2)程序中斷方式； (3)直接存儲器訪問 (DMA)方式； (4)通道方式； (5)外圍處理機(jī) (PPU)方式。每一種設(shè)備，都是在它自己的設(shè)備控制器控制下進(jìn)行工作，而設(shè)備控制器則通過 I/O 接口模塊和主機(jī)相連，并受主機(jī)控制。 18. 簡述外圍設(shè)備的種類。 獨(dú)立請求方式的優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)時間快，確定優(yōu)先響應(yīng)的設(shè)備所花費(fèi)的時間少，用不著一個設(shè)備接一個設(shè)備地查詢。中央仲裁器接到請求信號以后，在 BS 線為 “0”的情況下讓計數(shù)器開始計數(shù)，計數(shù)值通過一組地址線發(fā)向各設(shè)備。離中央仲裁器最近的設(shè)備具有最高優(yōu)先級，通過接口的優(yōu)先級排隊(duì)電路來實(shí)現(xiàn)。 (1) 鏈?zhǔn)讲樵兎绞? 鏈?zhǔn)讲樵兎绞降闹饕攸c(diǎn)：總線授權(quán)信號 BG 串行地從一個 I/O 接口傳送到下一個I/O 接口。這就使系統(tǒng)擴(kuò)充既簡單又快速可靠，而且也便于查錯。規(guī)模擴(kuò)充僅僅需要多插一些同類型的插件；功能擴(kuò)充僅僅需要按總線標(biāo)
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