计算机组成原理

2019-2020学年第一学期期末考试《计算机组成原理》大作业一、简答题（每小题10分，共70分）1、基本的软件系统包括哪些内容？答:基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户使用。包括:操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。计算机硬件系统由哪些基本部件组成？它们的主要功能是什么？答:计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成。输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。存储器的主要功能是存储信息，用于存放程字和数据。运算器的主要功能是对数据进行加工处理，完成算术运算和逻辑运算。控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤，控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。冯·诺依曼计算机的基本思想是什么？什么叫存储程序方式？答:冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面:1)计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。2)采用二进制形式表示数据和指令。3)采用存储程序方式。存储程序是指在用计算机解题之前，事先编制好程序，并连同所需的数据预先存入主存储器中。在解题过程(运行程序)中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止。早期计算机组织结构有什么特点？现代计算机结构为什么以存储器为中心？答:早期计算机组织结构的特点是:以运算器为中心的，其它部件都通过运算器完成信息的传递。随着微电子技术的进步，人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯片里构成了微处理器。同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加_L需要计算机处理、加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。为了适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。什么叫总线？总线的主要特点是什么？采用总线有哪些好处？答:总线是一组可为多个功能部件共享的公共信息传送线路。总线的主要特点是共享总线的各个部件可同时接收总线上的信息，但必须分时使用总线发送信息，以保证总线上信息每时每刻都是唯--的、不至于冲突。使用总线实现部件互连的好处:①可以减少各个部件之间的连线数量，降低成本;②便于系统构建、扩充系统性能、便于产品更新换代。按其任务分，总线有哪几种类型？它们的主要作用是什么？答:按总线完成的任务，可把总线分为:CPU内部总线、部件内总线、系统总线、外总线。计算机的主要特点是什么？答:计算机的主要特点有:①能自动连续地工作;②运算速度快;③运算精度高;④具有很强的存储能力和逻辑判断能力;⑤通用性强。二、计算题（每小题15分，共30分）1、某8位计算机采用单总线结构，地址总线17根（A16~0，A16为高位），数据总线8根双向（D7~0），控制信号R/（高电平为读，低电平为写）。已知该机存储器地址空间从0连续编址，其地址空间分配如下：最低8K为系统程序区，由ROM芯片组成；紧接着40K为备用区，暂不连接芯片；而后78K为用户程序和数据空间，用静态RAM芯片组成；最后2K用于I/O设备（与主存统一编址）。现有芯片如下：SRAM：16K×8位，其中：为片选信号，低电平有效，：为写控制信号，低电平写，高电平读。ROM：8K×8位，其中：为片选信号，低电平有效，：为读出控制，低电平读出有效。译码器：3—8译码器，输出低电平有效；为使能信号，低电平时译码器功能有效。其它“与、或”等逻辑门电路自选。（1）请问该主存需多少SRAM芯片？（2）试画出主存芯片与CPU的连接逻辑图。（3）写出各芯片地址分配表。2、已知某8位机的主存采用4K×4位的SRAM芯片构成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，该机地址总线为18位，问：（1）若每个模块板为32K×8位，共