计算机组成原理复习：存储系统与I/O接口

"计算机组成原理复习题，涵盖了计算机系统的基础概念、存储器系统、I/O接口、指令系统、中断处理等方面的知识。" 1. CPU、内存和输入输出接口合在一起构成计算机系统的主体部分，通常称为计算机主机。主机是计算机的核心，负责执行指令和数据处理。 2. 串行总线主要用于连接主机与低速外部设备，如打印机、鼠标或键盘，进行数据传输。串行总线传输速度较慢，但连线简单，成本较低。 3. 若要用1KB（2的10次方字节）的存储芯片组成8KB（2的13次方字节）的存储器，地址线A15到A0共16条，但由于每个芯片只用到10条地址线（2的10次方），因此在每个芯片上只需A9到A0这10条地址线。 4. I/O接口按照数据传送的控制方式分为程序型接口和DMA型接口。程序型接口通过CPU控制数据的传输，而DMA型接口允许外部设备直接访问内存，无需CPU介入。 5. 采用直接寻址方式时，操作数被直接存储在主存储器中，CPU可以直接读取。 6. 计算机中的一系列指令构成了指令系统，它定义了计算机能够执行的所有操作。 7. 指令寄存器IR用于存储当前正在执行的指令，是CPU中的关键组成部分。 8. 中断屏蔽字的作用是暂停对某些中断的响应，以防止在执行关键操作时被非关键中断打断。 9. 异步控制的目的在于提高指令执行的效率，使CPU和其他部件可以独立工作，不需严格同步。 10. CPU响应DMA请求时，必须等到当前总线周期结束，才能将控制权交给DMA控制器。 11. 层次化的存储器系统通常包括Cache、主存和辅存三级，以实现快速访问、高容量和低成本的平衡。 12. 层次化存储器结构的设计基于局部性原理，即程序执行时倾向于在一段时间内反复访问同一小块区域的数据。 13. 虚拟存储器旨在解决主存储器容量不足的问题，通过使用硬盘空间作为扩展内存，使得程序可以访问超过实际物理内存大小的地址空间。 14. 16k×32的SRAM芯片，地址范围从00016到400FH，表示有16k个存储单元，每个单元32位宽。 15. 连接计算机各部件并传输信息的总线是计算机内部通信的关键。 16. 程序控制方式包括程序查询方式和程序中断方式，其中中断方式提高了系统响应外部事件的速度。 17. 24位指令字长的机器，若采用单地址格式，最多能表示2的24次方-1个地址，即能直接寻址0000H到FFFFH。 18. 运算器除了包含算术逻辑运算部件外，还可能包括浮点运算部件、乘除运算部件等，以及一些相关寄存器来辅助计算。 19. 存取周期是连续两次启动访问存储器操作之间必须间隔的时间，是衡量存储器速度的重要指标。 20. 微程序控制器中，微操作命令可以通过直接控制或编码控制方式实现，后者通过预先编程的控制存储器来产生微命令序列。 21. 1MB（兆字节）等于2的20次方字节，即1,048,576字节。 22. 主存储器是计算机系统中临时存储程序和数据的地方，它直接与CPU交互，速度快但容量有限。 23. 一片1024×4的SRAM芯片，由于有1024个存储单元，每个单元4位，所以需要10条地址线来定位每一个存储单元。 24. 存储器的传输速率通常以字节/秒或比特/秒为单位，表示单位时间内能传输的数据量。 25. Cache的存在是为了缓解CPU与主存速度不匹配的问题，通过预加载常用数据到高速Cache中，提高数据访问速度。