1樓：匿名使用者
1,馮.諾依曼計算機體系結構的基本思想可以簡要地概括為以下三點:
(1)計算機應包括運算器、儲存器、控制器、輸入和輸出裝置五大基本
部分.(2)計算機內部應採用二進位制來表示指令和資料.每條指令一般具有一個操作碼和一個地址碼.其中操作碼錶示運算性質,地址碼指出運算元在儲存器中的地址.
(3)將編好的程式送入記憶體儲器中,然後啟動計算機工作,計算機無需操作人員干預,能自動逐條取出指令和執行指令.
按此思想設計的計算機硬體系統應由運算器、儲存器、控制器、輸入和輸出裝置五大基本部分組成.
計算器又稱算術邏輯部件,簡稱alu,是計算機用來進行資料運算的部件.
儲存器是計算機中具有記憶能力的部件,用來存放資料或程式.儲存器就是一種能根據地址接收或提供指令或數九的裝置.
控制器是計算機的指揮系統,計算機的工作就是在控制器下有條理的協調工作的.
輸入裝置是用來輸入程式和資料的部件.
輸出裝置是用來輸出結果的部件.
2,記憶體儲器簡稱記憶體,又稱主存,是cpu能根據地址線直接定址的儲存空間,有半導體器件製成.其特點是存取速度快,基本上能與cpu速度相匹配.
外儲存器簡稱外存,它作為一種輔助儲存裝置,主要用來存放一些暫時不用而又需常期儲存的程式或資料.當需要執行外存中的程式或處理外存中的資料時,必須通過cpu輸入/輸出指令,將其調入ram中才能被cpu執行和處理,所以外存實際上屬於輸入/輸出裝置.
3,從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間稱為指令週期.
指令的執行過程中包含若干個基本操作步驟,如訪問儲存器和資料運算等.每個完成一個資料運算和訪存操作所需的時間作為機器週期的時間.
時鐘週期則是計算機主頻的週期.
一個指令週期一般需要幾個機器週期完成,一個機器週期需要幾個時鐘週期,近年的新型計算機中採用了硬體的並行技術及簡化的指令系統,使得平均指令週期可以等於甚至小於一個時鐘週期,機器週期一般等於一個時鐘週期.
4,risc優點:(1) 簡化的指令系統
(2) 以暫存器-暫存器方式工作
(3) 指令部以流水方式工作
(4) 使用較多的通用暫存器以減少訪存,一般至少有32個通用暫存器
(5) 為提高指令執行速度,絕大部分指令採用組合電路控制器實現,不用或少用微程式實現
(6) 通過精心選擇的指令系統,並採用軟體手段
risc缺點:指令功能簡單使得程式**較長,佔用了較多的儲存器空間
5,dma方式與中斷控制方式的相同點:處理隨機請求
不同點:dma方式直接依靠硬體實現傳送,中斷方式依靠執行程式實現處理.dma方式應用於簡單,高速的資料批量傳送,中斷方式應用於處理比較複雜的隨機事件,管理中低速i/o操作.
2樓：匿名使用者
1、馮.諾依曼計算機體系結構的基本思想是什麼？按此思想設計的計算機硬體系統應由哪些部件組成？他們各起什麼作用？
馮諾依曼理論的要點是：數字計算機的數制採用二進位制；計算機應該按照程式順序執行。
人們把馮諾依曼的這個理論稱為馮諾依曼體系結構。從eniac到當前最先進的計算機都採用的是馮諾依曼體系結構。所以馮諾依曼是當之無愧的數字計算機之父。
根據馮諾依曼體系結構構成的計算機，必須具有如下功能：
把需要的程式和資料送至計算機中。
必須具有長期記憶程式、資料、中間結果及最終運算結果的能力。
能夠完成各種算術、邏輯運算和資料傳送等資料加工處理的能力。
能夠根據需要控制程式走向，並能根據指令控制機器的各部件協調操作。
能夠按照要求將處理結果輸出給使用者。
2、簡述主存與輔存的區別？
主存就是記憶體啦，它是主要的儲存單元，一臺計算機的記憶體（主存）是指cpu能夠通過指令中的地址碼直接訪問的儲存器，常用於存放處於活動狀態的程式和資料。
然後還有外存（外部儲存器），它是主存的補充，所以一般又叫它輔存（輔助儲存器），比如光碟、u盤、軟盤、磁帶等。
快取顧名思義就是緩衝暫存器，在cpu同時處理很多資料，而又不可能同時進行所有資料的傳輸的情況，把優先順序底的資料暫時放入快取中，等優先順序高的資料處理完畢後再把它們從快取中拿出來進行處理。（它也可以看成是主存的補充）
虛擬記憶體（又稱虛擬儲存器），其實一般主存是不夠用的，計算機通常會在硬碟上劃出一塊區域來虛擬一個記憶體空間，從而進行對資料和程式的處理，於是硬碟就會產生一個頁面檔案pf，它也是主存的擴充。
3、什麼是指令週期？什麼是機器週期？什麼是時鐘週期？三者有什麼關係？
指令週期：取出並執行一條指令的時間。
機器週期：通常用記憶體中讀取一個指令字的最短時間來規定cpu週期。(也就是計算機完成一個基本操作所花費的時間)
時鐘週期：處理操作的最基本單位。(cpu的主頻)
儲存週期：也就是一個訪存指令週期。
指令週期、機器週期和時鐘週期之間的關係：指令週期通常用若干個機器週期表示，而機器週期時間又包含有若干個時鐘週期
4、簡述risc的主要優缺點？
risc主要特點：
risc微處理器不僅精簡了指令系統，採用超標量和朝流水線結構；它們的指令數目只有幾十條，卻大大增強了並行處理能力。如：2023年sun microsystem公司推出的sparc晶片就是一種超標量結構的risc處理器。
而sgi公司推出的mips處理器則採用超流水線結構，這些 risc處理器在構建並行精簡指令系統多處理機中起著核心的作用。
risc處理器是當今unix領域64位多處理機的主流晶片
效能特點一：由於指令集簡化後，流水線以及常用指令均可用硬體執行；
效能特點二：採用大量的暫存器，使大部分指令操作都在暫存器之間進行，提高了處理速度；
效能特點三：採用快取—主機—外存**儲存結構，使取數與存數指令分開執行，使處理器可以完成儘可能多的工作，且不因從儲存器存取資訊而放慢處理速度。
應用特點；由於risc處理器指令簡單、採用硬佈線控制邏輯、處理能力強、速度快，世界上絕大部分unix工作站和伺服器廠商均採用risc晶片作cpu用。如原dec的alpha21364、ibm的power pc g4、hp的pa—8900、sgi的r12000a和sun microsystem公司的ultra sparc ║。
執行特點：
risc晶片的工作頻率一般在400mhz數量級。時脈頻率低，功率消耗少，溫升也少，機器不易發生故障和老化，提高了系統的可靠性。單一指令週期容納多部並行操作。
在risc微處理器發展過程中。曾產生了超長指令字（vliw）微處理器，它使用非常長的指令組合，把許多條指令連在一起，以能並行執行。vliw處理器的基本模型是標量**的執行模型，使每個機器週期內有多個操作。
有些risc處理器中也採用少數vliw指令來提高處理速度。
5、dma方式與中斷控制方式與有何異同？
常用的裝置和cpu之間資料傳送控制方式有4種，它們是程式直接控制方式、中斷控制方式、dma方式和通道方式。程式直接控制方式和中斷控制方式都只適用於簡單的、外設很少的計算機系統，因為程式直接控制方式耗費大量的cpu時間，而且無法檢測發現裝置或其他硬體產生的錯誤，裝置和cpu、裝置和裝置只能序列工作。中斷控制方式雖然在某種程度上解決了上述問題，但由於中斷次數多，因而cpu仍需要花較多的時間處理中斷，而且能夠並行操作的裝置臺數也受到中斷處理時間的限制，中斷次數增多導致資料丟失。
dma方式和通道方式較好地解決了上述問題。這兩種方式採用了外設和記憶體直接交換資料的方式。只有在一段資料傳送結束時，這兩種方式才發出中斷訊號要求cpu做善後處理，從而大大減少了cpu的工作負擔。
dma方式與通道控制方式的區別是，dma方式要求 cpu執行裝置驅動程式啟動裝置，給出存放資料的記憶體始址以及操作方式和傳送位元組長度等；而通道控制方式則是在cpu發出i／o啟動命令之後，由通道指令採完成這些工作。
3樓：
1、馮諾依曼思想是指其提出的計算機的兩點原理：1、***計算機採用二進位制資料2、程式儲存思想
2、主存就是記憶體，存取速度快，可與cpu直接交換資料，斷電就丟失資訊。輔存就是外存比如硬碟，光碟等，存取速度慢，必須通過記憶體與cpu交換資料，可以長期儲存資料不怕斷電。
3、指令週期是指計算機執行一條指令所需的時間
4樓：
美籍匈牙利科學家馮·諾依曼最新提出程式儲存的思想，併成功將其運用在計算機的設計之中，根據這一原理製造的計算機被稱為馮·諾依曼結構計算機，世界上第一臺馮·諾依曼式計算機是2023年研製的edsac，由於他對現代計算機技術的突出貢獻，因此馮·諾依曼又被稱為「計算機之父」。
cui：馮諾依曼體系機構）
說到計算機的發展，就不能不提到德國科學家馮諾依曼。從20世紀初，物理學和電子學科學家們就在爭論製造可以進行數值計算的機器應該採用什麼樣的結構。人們被十進位制這個人類習慣的計數方法所困擾。
所以，那時以研製模擬計算機的呼聲更為響亮和有力。20世紀30年代中期，德國科學家馮諾依曼大膽的提出，拋棄十進位制，採用二進位制作為數字計算機的數制基礎。同時，他還說預先編制計算程式，然後由計算機來按照人們事前制定的計算順序來執行數值計算工作。
馮諾依曼理論的要點是：數字計算機的數制採用二進位制；計算機應該按照程式順序執行。
人們把馮諾依曼的這個理論稱為馮諾依曼體系結構。從eniac到當前最先進的計算機都採用的是馮諾依曼體系結構。所以馮諾依曼是當之無愧的數字計算機之父。
根據馮諾依曼體系結構構成的計算機，必須具有如下功能：
把需要的程式和資料送至計算機中。
必須具有長期記憶程式、資料、中間結果及最終運算結果的能力。
能夠完成各種算術、邏輯運算和資料傳送等資料加工處理的能力。
能夠根據需要控制程式走向，並能根據指令控制機器的各部件協調操作。
能夠按照要求將處理結果輸出給使用者。
為了完成上述的功能，計算機必須具備五大基本組成部件，包括：
2「主存-輔存」層次：「主存-輔存」層次的目的是為了彌補主存容量的不足。它是在主存外面增加一個容量更大、每位**更便宜、但速度更慢的儲存器。
它們依靠輔助軟硬體的作用，構成一個整體。「cache-主存」層次：在cpu和主存之間增加一級速度快、但容量較小而每位**較高的高速緩衝儲存器。
藉助於輔助軟硬體，它與主存構成一個有機的整體，以彌補主存速度的不足
3指令週期：取出並執行一條指令的時間。
機器週期：通常用記憶體中讀取一個指令字的最短時間來規定cpu週期。(也就是計算機完成一個基本操作所花費的時間)
時鐘週期：處理操作的最基本單位。(cpu的主頻)
儲存週期：也就是一個訪存指令週期。
指令週期、機器週期和時鐘週期之間的關係：指令週期通常用若干個機器週期表示，而機器週期時間又包含有若干個時鐘週期。
4(1)由於risc的指令系統比較簡單，而且對稱、均勻，優化編譯程式不必為具有類似功能的指令做複雜的指令選擇工作。
(2)risc的定址方式簡單，只有load和store指令能夠訪問儲存器，其它指令均在通用暫存器之間進行操作。因此，可以簡化優化編譯器在選擇定址方式過程種要做的工作，省去了是否要生成訪問儲存器指令的選擇工作。
(3)因為大多數指令都能在一個週期內執行完成，為優化編譯器調整指令序列提供了極大的方便。
risc對優化編譯器造成的困難主要有：
(1)優化編譯器必須選擇哪些變數放在通用暫存器中，哪些變數放在主儲存器中，必須精心安排每一個暫存器的用法，以便充分發揮每一個通用暫存器的效率，儘量減少訪問主儲存器的次數。
(2)優化編譯器要做資料和控制相關性分析，要調整指令的執行序列。並與硬體相配合實現指令延遲技術和指令取消技術等個。
(3)要設計複雜的子程式庫，因為在cisc中的一條指令在risc中要用一段子程式來實現。所以，risc的子程式庫通常要比cisc的大得多。
5相同點：都具有隨機性，都能實現主機與i/o在一段時間內的並行操作。
不同點：dma方式通過硬體完成高速、簡單的批量資料傳送；而中斷方式則通過服務程式完成中、低速i/o傳送，並能處理複雜的隨機事態。dma方式不需cpu干預的，中斷是在cpu直接控制下傳送資料。
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