計算機統考考研專業課知識點分析

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字符顯示器的接口電路中配有緩衝存儲器和只讀存儲器，各有何作用?

解：顯示緩衝存儲器的作用是支持屏幕掃描時的反覆刷新;只讀存儲器作爲字符發生器使用，他起着將字符的ASCII碼轉換爲字形點陣信息的作用。

8. 某計算機的I/O設備採用異步串行傳送方式傳送字符信息。字符信息的格式爲一位起始位、七位數據位、一位校驗位和一位停止位。若要求每秒鐘傳送480個字符，那麼該設備的數據傳送速率爲多少?

解：480×10=4800位/秒=4800波特;

波特——是數據傳送速率波特率的單位。

注：題意中給出的是字符傳送速率，即：字符/秒。要求的是數據傳送速率，串行傳送時一般用波特率表示。

兩者的區別：字符傳送率是數據的“純”有效傳送率，不含數據格式信息;波特率是“毛”傳送率，含數據格式信息。

設某機主存容量爲4MB，Cache容量爲16KB，每字塊有8個字，每字32位，設計一個四路組相聯映象(即Cache每組內共有4個字塊)的Cache組織，要求：

(1)畫出主存地址字段中各段的位數;

(2)設Cache的初態爲空，CPU依次從主存第0、1、2……99號單元讀出100個字(主存一次讀出一個字)，並重覆按此次序讀8次，問命中率是多少?

(3)若Cache的速度是主存的6倍，試問有Cache和無Cache相比，速度提高多少倍?

答：

(1)由於容量是按字節表示的，則主存地址字段格式劃分如下：

8 7 2 3 2

(2)由於題意中給出的字地址是連續的，故(1)中地址格式的最低2位不參加字的讀出操作。當主存讀0號字單元時，將主存0號字塊(0~7)調入Cache(0組x號塊)，主存讀8號字單元時，將1號塊(8~15)調入Cache(1組x號塊)…… 主存讀96號單元時，將12號塊(96~103)調入Cache(12組x號塊)。

» 共需調100/8 13次，就把主存中的100個數調入Cache。除讀第1遍時CPU需訪問主存13次外，以後重複讀時不需再訪問主存。則在800個讀操作中：

訪Cache次數=(100-13)+700=787次

» 0.98 » Cache命中率=787/800 98%

(3)設無Cache時訪主存需時800T(T爲主存週期)，加入Cache後需時：

(131.167+13)T»T/6+13T´787

144.167T»

5.55倍»則：800T/144.167T

有Cache和無Cache相比，速度提高4.55倍左右。

Cache做在CPU芯片內有什麼好處?將指令Cache和數據Cache分開又有什麼好處?

答：Cache做在CPU芯片內主要有下面幾個好處：

1)可提高外部總線的利用率。因爲Cache在CPU芯片內，CPU訪問Cache時不必佔用外部總線;

2)Cache不佔用外部總線就意味着外部總線可更多地支持I/O設備與主存的.信息傳輸，增強了系統的整體效率;

3)可提高存取速度。因爲Cache與CPU之間的數據通路大大縮短,故存取速度得以提高;

將指令Cache和數據Cache分開有如下好處：

1)可支持超前控制和流水線控制，有利於這類控制方式下指令預取操作的完成;

2)指令Cache可用ROM實現，以提高指令存取的可靠性;

3)數據Cache對不同數據類型的支持更爲靈活，既可支持整數(例32位)，也可支持浮點數據(如64位)。

補充討論：

Cache結構改進的第三個措施是分級實現，如二級緩存結構，即在片內Cache(L1)和主存之間再設一個片外Cache(L2)，片外緩存既可以彌補片內緩存容量不夠大的缺點，又可在主存與片內緩存間起到平滑速度差的作用，加速片內緩存的調入調出速度(主存—L2—L1)。