《计算机系统基础》4

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《计算机系统基础》4

2024-07-17 02:58| 来源: 网络整理| 查看: 265

第四章 如何将多个 C 语言源程序模块组合起来生成一个可执行目标文件?简述从源 程序到可执行机器代码的转换过程?可重定位目标文件和可执行目标文件的主要差别是什么?静态链接方式下, 静态链接器主要完成哪两方面的工作?

答案

(1)链接 (2)源程序—预处理—编译—汇编—链接—完全可执行的目标文件都是机器目标文件 可重定位目标文件:是单个模板生成 可执行目标文件:是多个模块组合而成(1)符号解析 (2)重定位对于并发运行的十几个进程来说,静态链接会造成极大的主机资源浪费; 动态链接的共享库的方式,能够节省资源 第五章

1、 CPU 的基本组成和基本功能各是什么? 2、 如何控制一条指令执行结束后能够接着另一条指令执行? 3、 通常一条指令的执行要经过哪些步骤?每条指令的执行步骤都 4、 取指令部件的功能是什么?控制器的功能是什么? 5、 为什么是 CISC?什么是 RISC?请简单描述各自特点。 6、 指令流水线的简单原理是什么

答案

1.程序计数器(PC):用来存放即将执行指令的地址 2.指令寄存器(IR):存放现行指令 3.指令译码器(ID):ID对指令寄存器中的操作码部分进行分析解释,产生相应的译码信号提供给操作控制信号形成部件,以产生控制信号 4.脉冲波(及启停控制逻辑):产生一定频率的脉冲信号作为整个机器的时钟脉冲,是CPU时序的基准信号; 启停控制逻辑:在需要时能保证可靠地开放或封锁时钟脉冲,控制时序信号的发生与停止,并实现对机器的启动与停机 5.时序信号产生部件:实现机器指令执行过程的时序控制 6.操作控制信号形成部件:形成不同指令的操作所需要的控制信号 7.总线控制逻辑:实现对总线传输的控制 8.中断机构:实现对异常情况和外部中断请求的处理

取指令——指令译码——计算源操作数地址并取操作数——执行数据操作——计算目的操作数地址并存结果——计算下条指令地址

从PC取出到IR 就是这俩的功能 控制器是计算机系统的指挥中心,控制器的主要功能有:

1> 从主存中取出一条指令,并指出下一条指令在主存中的位置

2> 对指令进行译码或测试,产生相应的操作控制信号,以便启动规定的动作

3> 指挥并控制CPU,主存,输入和输出设备之间的数据流动方向。 5. 一是增强原有指令的功能,设置更为复杂的新指令实现软件功能的硬化,这类机器称为复杂指令系统计算机(CISC) 二是减少指令种类和简化指令功能,提高指令的执行速度,这类机器称为精简指令系统计算机(RISC) 复杂指令系统计算机

有如下的特点

1> 指令系统复杂庞大,指令数目一般为200条以上

2> 指令的长度不固定,指令格式多,寻址方式多

3> 访存的指令不受限制

4> 各指令使用频度相差很大

5> 各种指令执行时间相差很大,大多数指令需多个时钟周期才能完成 6> 控制器大多数采用微程序控制

7> 难用优化编译生成高效的目标代码

精简指令系统的计算机

1> 选取使用频率最高的一些简单指令,复杂指令的功能由简单指令的组合来实现

2> 指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式种类少。尽量简化单条指令的功能。

3> 只有Load/Store(取数/存数)指令访存,其余指令的操作都在寄存器之间进行

4> CPU中的通用寄存器的数量多 5> RISC一定采用流水线技术,大部分指令在一个时钟周期内完成

6> 以硬布线控制为主,不用或少用微程序控制

7> 重视编译的优化工作,以减少程序的执行时间。

8> 指令和数据按边界对其存放

此题答案出处为CSDN博主「Viatorz」的原创文章

把一个重复的过程分解为若干子过程,每个子过程与其他子过程并行执行 第六章

1、计算机内部为何要采用层次结构存储体系?层次结构存储体系如何构成? 2、SRAM 芯片和 DRAM 芯片各有哪些特点?各自用在哪些场合? 3、为什么在 CPU 和主存之间引人 cache 能提高 CPU 的访存效率? 4、什么是物理地址?什么是逻辑地址?地址转换由硬件还是软件实现?为什么? 5、在存储器层次化结构中,“cache—主存”、“ 主存—磁盘”这两个层次有哪 些不同?

答案

计算机采用“存储程序”的方式所以基本上所有的指令和数据都是在存储器中。采用多级层次结构的存储器系统可以有效的解决存储器的速度、容量和价格之间的矛盾。 在计算机系统中通常采用三级层次结构来构成存储系统,主要由高速缓冲存储器Cache、主存储器和辅助存储器组成。SRAM:读写速度快且无需刷新 读后再生 功耗大集成度低价格昂贵 高速小容量的半导体存器 DRAM: 速度慢且必须定时刷新和读后再生 功耗小集成度高 价格相对便宜 慢速大容量的半导体存储器cache的读写速度更高其次,cache读取数据是有算法支持的,可以有更高的命中率这都对cpu提升访问效率有好处…在存储器里以字节为单位存储信息,为了正确地存放或取得信息,每一个字节单元给以一个唯一的存储器地址,称为物理地址 逻辑地址:在有地址变换功能的计算机中,访内指令给出的地址 (操作数) 叫逻辑地址,也叫相对地址 为软件可以随意更改,而硬件不易,而且一个硬件只有一个默认地址(MAC地址),而系统的IP地址,想改就可以改,所以网络的默认地址是硬件地址,而硬件地址,当然是硬件处理了cache与主存的信息交换速度相当快,主存与副寸之间的交换很慢,因为外寸其实就是外设,需要I/O指令才行,有DMA的可直接交换,没有DMA的需要CPU当中介。 CACHE 与主存之间是以“块”为单位交换的。 主存-辅存之间的方式有页式、段式、段页式、请求分段(页)这几种。

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