练习题答案
一、概念题
1、目前计算机存储系统由主存和 cache 、外存（或辅存） 构成 三级 存储系统。

2、指令的流水线方式指的是 若干个子部件同时对若干条指令子过程进行操作 ，因此不同指令的不同阶段可 并行 执行。

若指令的执行过程分为n 个子过程，则经过 （n-1）⊿t 时间间隔后，n 条指令的n 个子过程可同时进行。

3、目前计算机的存储系统是 两个存储层次的三级存储系统 。

4、指令是 指示计算机执行某一操作的命令 ，计算机硬件能识别和执行的指令是 机器指令 。

机器指令是 指示计算机执行某一操作的用二进制代码表示的命令 ，机器指令一般由 操作码和地址码 组成。

5、微指令是 产生一个或几个操作控制信号的以二进制代码表示的控制字 ， 微程序是 对应一条机器指令的微指令序列 ，微命令是 控制计算机各执行部件完成某个基本微操作的控制命令 ，微操作是 执行部件接受微命令后进行的操作 。

6、CPU 执行任何一条指令的过程可分为 取指令 、 分析指令 和 操作执行 三个阶段 ，三个阶段的时间总和称为 指令周期 。

7、虚拟存储器是指 由主存和辅存形成的一个存储容量极大的逻辑型存储器 ，其作用是 使计算机存储系统容量大、速度快、用户编程的空间大 ， 虚拟存储器是由 辅助硬件和软件 进行管理。

8、运行程序时，CPU 执行的是 机器 指令，CPU 从 主存(内存)或cache 读取它。

9、半 加 器 的 逻 辑 图 如 下，指 出 它 的 逻 辑 式 为 S =A ⊕B C=AB 。

A
B C
10、A+B+C+__A +A __
B = 1
11、．比较两个两位二进制数A=A 1A 0和B=B 1B 0，当A>B 时输出F=1，则F 的表达式是 A1•B1 + A ⊕B •A0•B0 。

12、下图中输出Ｆ＝__
A 的电路是
D 。

13、逻辑式F= ABC+ABC+ ABC +A B C ，化简后为
AB+BC+AC 。

14、用卡诺图化简逻辑函数时，若每个方格群尽可能选大，则在化简后的最简表达式中每个与项中含有的变量个数少。

15、N 个变量的卡诺图是一种由2的N次方个方格构成的图形。

16、一只四输入端与非门，使其输入为１的输入变量取值组合有15 种。

二、名词解释
物理机：指计算机系统组成的物理实体，以硬件和固件为主实现的机器。

虚拟机：用户从某个角度观察到的计算机形象，由以软件或以软件为主实现的机器。

CRC循环冗余校验码: 是一种检错、纠错能力很强的数据校验码，通过模2运算建立有效信息位和校验位之间的约定关系，通常用于计算机网络、磁表面存储器等应用场合。

指令系统:：一台计算机的全部机器指令的集合，它反映了这台计算机的功能
RISC：指精简指令系统计算机，通过选用简单指令、固定指令长度、采用简单的指令格式和寻址方式、采用流水线技术等方法简化计算机指令系统，提高机器性能
向量中断：每个外设预先被设置一个中断识别码，当CPU响应某外设中断请求时，由硬件电路向CPU提供该外设的中断识别码，CPU由此获得中断服务程序入口地址，转入中断服务，这种方式称为向量中断
中断向量：指的是在向量中断方式中，中断服务程序的入口地址
中断嵌套：当CPU执行优先级较低的中断服务程序时，允许响应比它优先级高的中断源请求中断，而挂起正在处理的中断，待优先级高的中断服务结束后，再返回到被中断的优先较低的中断服务程序
流水线：指令执行的一种方式，它是将一个指令执行的复杂过程分成n个子过程，而每个子过程可在对应的一个功能子部件上和其他子过程同时执行，（n-1）⊿t后，n个子部件同时对n条指令的子过程操作
接口：是连接计算机主机（CPU）和输入输出设备，使它们之间能正确传送数据的硬件逻辑电路
三、问答题
1、简述计算机控制器的各组成部件的功能。

答：计算机中的控制器主要由程序计数器，指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器5个部件组成。

程序计数器（PC）功能是：存放下一条要取出的指令在主存单元的地址，当从主存中取出一个指令字节，PC会自动加1；
指令寄存器（IR）功能是：存放从主存取出的待执行的指令代码；
指令译码器（ID）功能是：对指令的操作码字段进行译码、分析，向操作控制器发出实现该指令的特定信号；
时序产生器的功能是：CPU执行一条指令，需要操作控制器在不同的操作步骤中提供不同的操作控制信号。

时序产生器就是产生用来标记每条指令的各个操作步骤的相对次序关系的时序信号。

操作控制器的功能是：根据指令译码器和时序产生器送来的指令信息和时序信息，产生执行该指令所需要的全部操作控制信号，以保证该指令能有序地正确地执行。

2、什么是中断？简述中断处理过程。

答：中断是指CPU在运行程序时，由于某内部或外部事件的出现，要求CPU暂时中止正在运行的程序，转而执行引起CPU暂时中止运行的这个事件的服务程序，待该服务程序处理完毕后又返回到被中止的程序的过程。

计算机的中断处理过程为：CPU在执行程序期间，有某中断源向CPU发出中断请求，若CPU允许中断且执行现行指令结束则CPU响应中断；在中断响应中，CPU先关中断、保护断点地址，然后获得该中断源的中断服务程序入口地址，转而执行该中断服务程序；在执行中断服务程序中，先保护现场数据，再执行外设的处理程序，完毕后恢复现场；最后开中断返回主程序。

3、什么是向量中断和中断向量？向量中断和非向量中断有何区别？
答：向量中断是一种中断方式。

每个外设预先被设置一个中断识别码，当CPU响应某外设中断请求时，由硬件电路向CPU提供该外设的中断识别码，CPU由此获得中断服务程序入口地址，转入中断服务，这种方式称为向量中断。

中断向量指的是在向量中断方式中，中断服务程序的入口地址。

两者的区别为：向量中断是由中断事件自己通过硬件提供中断服务程序的入口地址的中断；非向量中断是中断事件不能直接提供中断服务程序的入口地址的中断。

4、简述查询方式数据传送的工作过程。

答：查询方式的数据传送又称为“异步传送方式”或“条件传送方式”，其工作过程如下：在实现数据传送前必须首先读取外设的当前状态，检查外设是否已准备好进行数据传送。

如果外设状态信息表示外设尚未准备就绪，则CPU等待继续查询外设状态；如果外设状态信息表示外设已准备就绪，则CPU可通过数据端口进行输入或输出操作，以实现同外设的数据传送。