計算機考研複試面試常問問題 組成原理篇(下)
計算機考研複試面試常問問題 組成原理篇(下)
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在複習過程中，我用心查閱並整理了在考研複試面試中可能問到的大部分問題，並分點整理了答案，可以直接理解背誦並加上自己的語言潤色!極力推薦打印下來看，效率更高！
聲明：一些邊邊角角的沒有收集，畢竟是考研面試，不是筆試，這樣也能減輕大家的負擔！
有些點在（快速喚起記憶知識框架）里就有，所以沒有加上！
此系列一共有8篇：編程語言篇|數據結構篇|操作系統篇|組成原理篇|計算機網絡篇|數據庫篇|軟件工程篇|計算機專業英語篇(還未全部完成,敬請期待,你們的支持和關注是我最大的動力!)
個人整理，不可用於商業用途，轉載請註明出處。
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第四章、指令系統
快速喚起記憶知識框架： 
15.指令流水線的基本概念
流水線基本原理：
流水線技術是一種顯著提高指令執行速度與效率的技術。方法是:指令取指完成後,不等該指令執行完畢即可取下一條指令。如果把一條指令的解釋過程進一步細分,例如分成取指,譯碼, 訪存，執行,和寫回五個子過程,並用五個子部件分別處理這五個子過程.這樣只需在上一指令的第一子過程處理完畢進入第二子過程處理時,在第一子部件中就開始對第二條指令的第一子過程進行處理.隨着時間推移,這種重疊操作最後可達到五個子部件同時對五條指令的子過程進行操作.
典型的五級流水線的數據通路：
流水線方式的特點:
與傳統的串行執行方式相比，採用流水線方式具有如下特點：
把一個任務（一條指令或一個操作）分解為幾個有聯繫的子任務，每個子任務由一個專門的功能部件來執行，並依靠多個功能部件並行工作來縮短程序的執行時間。
流水線每個功能段部件後面都要有一個緩衝寄存器，或稱鎖存器，其作用是保存本流水段的執行結果，供給下一流水段使用。
流水線中各功能段的時間應盡量相等，否則將引起堵塞、斷流。
只有連續不斷地提供同一種任務時才能發揮流水線的效率，所以在流水線中處理的必須是連續任務。在採用流水線方式工作的處理機中，要在軟件和硬件設計等多方面盡量為流水線提供連續的任務。
流水線需要有裝入時間和排空時間。裝入時間是指第一個任務進入流水線到輸出流水線的時間。排空時間是指最後一個任務進入流水線到輸出流水線的時間。
影響流水線性能的因素
1）結構相關是當多條指令同一時刻爭用同一資源形成衝突
解決方案：（1）暫停一個時鐘周期（2）單獨設置數據存儲器和指令存儲器
2）數據相關是指令在流水線中重疊執行時,當後繼指令需要用到前面指令的執行結果時發生的.
解決方案：（2）暫停一個時鐘周期（2）數據旁路：把前一條指令的ALU計算結果直接輸入到下一條指令
3）控制相關是當流水線遇到分支指令和其他改變PC值的指令時引起的.
解決方案：(1)延遲轉移技術。將轉移指令與其前面的與轉移指令無關的一條或幾條指令對換位置，讓成功轉移總是在緊跟的指令被執行之後發生，從而使預取的指令不作廢。
(2)轉移預測技術。
16.CISC和RISC（複雜指令集和精簡指令集）的對比？
17.尋址方式在本章知識框架
第五章、中央處理器
快速喚起記憶知識框架： 
18.CPU 的功能？
中央處理器(CPU) 由運算器和控制器組成。其中，控制器的功能是負責協調並控制計算機各部件執行程序的指令序列，包括取指令、分析指令和執行指令；運算器的功能是對數據進行加工。CPU 的具體功能包括:
- 指令控制。完成取指令、分析指令和執行指令的操作，即程序的順序控制。
- 操作控制。一條指令的功能往往由若干操作信號的組合來實現。CPU 管理併產生由內存取出的每條指令的操作信號，把各種操作信號送往相應的部件，從而控制這些部件按指令的要求進行動作。
- 時間控制。對各種操作加以時間上的控制。時間控制要為每條指令按時間順序提供應有的控制信號。
- 數據加工。對數據進行算術和邏輯運算。
- 中斷處理。對計算機運行過程中出現的異常情況和特殊請求進行處理。
19.流水線越多，並行度就越高。是否流水段越多，指令執行越快？
錯誤，原因如下:
流水段緩衝之間的額外開銷增大。每個流水段有一些額外開銷用於緩衝間傳送數據、進行各種準備和發送等功能，這些開銷加長了一條指令的整個執行時間，當指令間邏輯上相互依賴時，開銷更大。
流水段間控制邏輯變多、變複雜。用於流水線優化和存儲器（或寄存器）衝突處理的控制邏輯將隨流水段的增加而大增，這可能導致用於流水段之間控制的邏輯比段本身的控制邏輯更複雜。
20.有關指令相關、數據相關的幾個概念
兩條連續的指令讀取相同的寄存器時，會產生讀後讀(Read After Read, RAR) 相關，這種相關不會影響流水線。
某條指令要讀取上一條指令所寫入的寄存器時，會產生寫後讀(Read After Write, RAW)相關，它稱數據相關或真相關，影響流水線。按序流動的流水線只可能出現RAW 相關。
某條指令的上條指令要讀／寫該指令的輸出寄存器時，會產生讀後寫(Write After Read,WAR) 和寫後寫(Write After Write, WAW) 相關。在非按序流動的流水線中，既可能發生RAW 相關，又可能發生WAR 相關和WAW 相關。
對流水線影響最嚴重的指令相關是數據相關。
第六章、總線
快速喚起記憶知識框架：
21.引入總線結構有什麼好處？
引入總線結構主要有以下優點： 1）簡化了系統結構，便於系統設計製造。 2）大大減少了連線數目，便於布線，減小體積，提高系統的可靠性。 3）便於接口設計，所有與總線連接的設備均採用類似的接口。 4）便於系統的擴充、更新與靈活配置，易千實現系統的模塊化。 5）便於設備的軟件設計，所有接口的軟件對不同的接口地址進行操作。 6）便於故障診斷和維修，同時也能降低成本。
22、總線相關概念
1、系統總線按照傳輸信息的不同，分成哪幾類？是單向的，還是雙向的？ 1）分成數據總線、地址總線以及控制總線。 2）數據總線：各個功能部件之間傳送數據信息，雙向傳輸； 3）地址總線：用來指明數據總線上，源數據或目的數據所在的主存單元的地址。單向：由CPU發出 4）控制總線：用來發送各種控制信號。對於控制總線中的單根線，是單向的，即只能由一個部件發向另一 個部件。而一組控制總線中，有輸入也有輸出，因此，控制總線也可以看成是雙向的。
2、什麼是總線寬度、總線帶寬、總線復用、信號線數？ 1）總線寬度：數據總線的根數，一般是8的倍數。是衡量計算機系統性能的重要指標； 2）總線帶寬：即總線數據傳輸速率，總線上每秒能夠傳輸的最大位元組量。 3）總線復用：一條信號線上分時傳送兩種信號。例如數據總線和地址總線的分時復用； 4）信號線數：地址總線、數據總線和控制總線三種總線的線數之和。
第七章、輸入輸出系統
快速喚起記憶知識框架：
23.CPU 響應中斷應具備哪些條件？
1)在CPU 內部設置的中斷屏蔽觸發器必須是開放的。
2)外設有中斷請求時，中斷請求觸發器必須處於”1″ 狀態，保持中斷請求信號。
3)外設（接口）中斷允許觸發器必須為”1″‘這樣才能把外設中斷請求送至CPU 。
具備上述三個條件時， CPU 在現行指令結束的最後一個狀態周期響應中斷。
24.中斷響應優先級和中斷處理優先級分別指什麼？
中斷響應優先級是由硬件排隊線路或中斷查詢程序的查詢順序決定的，不可動態改變；而中斷處理優先級可以由中斷屏蔽字來改變，反映的是正在處理的中斷是否比新發生的中斷的處理優先級低（屏蔽位為”0″, 對新中斷開放），若是，則中止正在處理的中斷，轉到新中斷去處理，處理完後再回到剛才被中止的中斷繼續處理。
25.向量中斷、中斷向量、向量地址三個概念是什麼關係？
1)中斷向量：每個中斷源都有對應的處理程序，這個處理程序稱為中斷服務程序，其入口地址稱為中斷向量。所有中斷的中斷服務程序入口地址構成一個表，稱為中斷向量表；也有的機器把中斷服務程序入口的跳轉指令構成一張表，稱為中斷向量跳轉表。
2)向量地址：中斷向量表或中斷向量跳轉表中每個表項所在的內存地址或表項的索引值，稱為向量地址或中斷類型號。
3)向量中斷：指一種識別中斷源的技術或方式。識別中斷源的目的是找到中斷源對應的中斷服務程序的入口地址的地址，即獲得向量地址。
26.程序中斷和調用子程序有何區別？
兩者的根本區別主要表現在服務時間和服務對象上不一樣。
調用子程序過程發生的時間是已知的和固定的，即在主程序中的調用指令(CALL) 執行時發生主程序調用子程序過程，調用指令所在位置是已知的和固定的。而中斷過程發生的時間一般是隨機的， CPU 在執行某個主程序時收到中斷源提出的中斷申請，就發生中斷過程，而中斷申請一般由硬件電路產生，申請提出時間是隨機的。也可以說，調用子程序是程序設計者事先安排的，而執行中斷服務程序是由系統工作環境隨機決的。
子程序完全為主程序服務，兩者屬於主從關係。主程序需要子程序時就去調用子程序，並把調用結果帶回主程序繼續執行。而中斷服務程序與主程序二者一般是無關的，不存在誰為誰服務的問題，兩者是平行關係。
主程序調用子程序的過程完全屬千軟件處理過程，不需要專門的硬件電路；而中斷處理系統是一個軟／硬件結合的系統，需要專門的硬件電路才能完成中斷處理的過程。
子程序嵌套可實現若干級，嵌套的最多級數受計算機內存開闢的堆棧大小限制；而中斷嵌套級數主要由中斷優先級來決定，一般優先級數不會很大。
27.I/O控制方式在操作系統篇有了，這裡就不重複了。
