计组问答题

1-3

1.什么是机器字长、指令字长、存储字长？

1. 机器字长：计算机能直接处理的二进制数据的位数，机器字长一般等于内部寄存器的大小，它决定了计算机的运算精度。
2. 指令字长：一个指令中包含二进制代码的位数。
3. 存储字长：一个存储单元存储二进制代码的长度，必须是字节的整数倍

• 指令字长一般都取存储字长的整数倍。
• 如果指令字长等于存储字长的2倍，就需要2次访存来取出一条指令，因此取指周期是机器周期的2倍，若指令周期等于存储字长，则取指周期等于机器周期。

注意：64位操作系统是指特别为64为架构的计算机而设计的操作系统，能够利用64位处理器优势。但64位机器既可以使用64位操作系统，也可以使用32位操作系统。而32位处理器是无法使用64位操作系统。

2.为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种，各有何特点？

• 总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题；
• 常见的集中式总线控制有三种：链式查询、计数器定时查询、独立请求；
• 特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感；计数器定时查询方式优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂；独立请求方式速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。

3.解释概念：总线宽度、总线带宽、总线复用。

1. 总线宽度：通常指数据总线的根数；
2. 总线带宽：总线的数据传输率，指单位时间内总线上传输数据的位数；
3. 总线复用：指同一条信号线可以分时传输不同的信号。（地址线和数据线）
4. 总线的主设备（主模块）：指一次总线传输期间，拥有总线控制权的设备（模块）；
5. 总线的从设备（从模块）：指一次总线传输期间，配合主设备完成数据传输的设备（模块），它只能被动接受主设备发来的命令；
6. 总线的传输周期：指总线完成一次完整而可靠的传输所需时间；
7. 总线的通信控制：指总线传送过程中双方的时间配合方式。

4.指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？

计算机区分指令和数据有以下2种方法：

1. 通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。
2. 通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。

• 存储器中的每段存储空间都会有一个地址，每个指令都包括一段操作数和一段空间地址，cpu会根据操作数去处理地址所指的数据。

• 一般计算机先读取存储器最开始的内容（这一部分是指令），然后加载操作系统（先是LOADER）后由操作系统对硬盘文件系统结构（即是数据）以判断其他数据和指令的位置

5.串行传输和并行传输有何区别？各应用于什么场合。

1、串行传输

优点：使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本。
缺点：因为每次只能传输一位数据，所以传输速度比较低。

2、并行传输

优点：因为可以多位数据一起传输，所以传输速度很快。
缺点：内存有多少位，就要用多少数据线，所以需要大量的数据线，成本很高。
使用场合

1、串行传输使用场合：

特别适合于远距离传输.对于那些与计算机相距不远的人－机交换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等，采用串行方式交换数据也很普遍.在实时控制和管理方面，采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中，各 CPU 之间的通信一般都是串行方式.所以串行接口是微机应用系统常用的接口。

2、并行传输使用场合：

广泛应用于微机系统，是微机系统中最基本的信息交换方法，
例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器，
例如：系统板上各部件之间，接口电路板上各部件之间。

6.设总线的时钟频率为8MHz，一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？

总线带宽，可理解为总线的传输速率，一般用每秒传输的字节数来衡量，单位常用MBps表示；

带宽=数据/总线周期 = 16 / (1 / f) = 16 * f = 16 * 8 = 128Mbps