【計算機組成原理】問答題

Q1:馮諾伊曼計算機5大基本組成部件

A：運算器、控制器、存儲器、輸入裝置和輸出裝置五大部件

其中運算器和控制器現在都內建在CPU（中央處理器中）

Q2:什麼是圖靈機

所謂的圖靈機就是指一個抽象的機器，它有一條無限長的紙帶，紙帶分成了一個一個的小方格，每個方格有不同的顔色。有一個機器頭在紙帶上移來移去。機器頭有一組内部狀态，還有一些固定的程式。在每個時刻，機器頭都要從目前紙帶上讀入一個方格資訊，然後結合自己的内部狀态查找程式表，根據程式輸出資訊到紙帶方格上，并轉換自己的内部狀态，然後進行移動。

即将人們使用紙筆進行數學運算的過程進行抽象，由一個虛拟的機器替代人類進行數學運算

Q3:什麼是摩爾定律？（《計算機組成原理——學習指導》p21）

摩爾定律是Intel公司的Gorden Moore提出的。内容是，當價格不變時，內建電路上可容納的元器件的數目，約每隔18～24個月便會增加一倍，性能也會提高一倍。即，每一美元所能買到的電腦性能，每個一年半到兩年左右會翻一倍。揭示了資訊技術進步的速度。

盡管這個趨勢持續了很長時間，但目前已經放緩。

Q4:什麼是USB

（Universal Serial Bus）通用穿行總線，是一個外部總線标準，用于規範電腦與外部裝置的連接配接和通訊。是應用在PC領域的接口技術。USB接口支援裝置的即插即用和熱插拔功能。

下一代的USB的實作目标應該是支援正反兩面插，并且傳輸資料信号強。

Q5: 什麼是ROM和RAM，IBM pc的bois放在這兩個裡的哪一個

• ROM和RAM都是半導體存儲器
• ROM是隻讀存儲器，掉電不丢失，但是随着技術的發展也出現了EPROM，可以對ROM重新刷寫，但刷寫次數是有限的
• RAM則是可讀可寫的，但是掉電丢失。
• bois是存在ROM當中的，當開機時程式被讀到RAM中運作加載
• 在單片機中，ROM作為程式存儲器，RAM作為資料存儲器
• 一般記憶體是由RAM組成，而磁盤、外存是由ROM組成

Q6: 什麼是中斷，中斷的處理過程

• 中斷就是，計算機在執行程式的過程中，當出現異常或特殊請求時，計算機停止目前正在運作的程式，轉而去執行中斷處理程式，處理結束後傳回到現行程式的間斷處，繼續執行原程式。
• 處理過程包括：關中斷，儲存斷點，識别中斷源/中斷服務程式尋址，（這三步由硬體自動完成），然後儲存現場和屏蔽字，開中斷，執行中斷服務程式，恢複現場，中斷傳回，後面的步驟由中斷服務程式完成

Q7: 中斷向量表

• 中斷向量是中斷服務程式的入口位址
• 中斷向量表則是把系統中所有的中斷類型碼及其對應的中斷向量按一定規律存儲在一塊寄存器中
• 如51單片機中的IP、IE寄存器，通過對每一位的安排來應用各種中斷

Q8: CPU及其組成

• CPU是計算機的核心部件，由運算器和控制器組成。控制器的功能是負責協調并控制計算機各部件執行程式的指令序列；運算器負責對資料進行運算
• CPU的基本結構就是運算器和控制器。
  • 運算器接收控制器送來的指令并執行相應的運算，對資料進行處理。運算器包括ALU算術邏輯單元、暫存寄存器、累加寄存器ACC、通用寄存器組GR、程式狀态字寄存器PSW、移位器、計數器等
  • 控制器是整個計算機系統的指揮中樞，在控制器的控制下，其他各部件按照指令的要求運作。控制器的基本功能是執行指令。控制器主要由程式計數器PC、指令寄存器IR、指令譯碼起、存儲器位址寄存器、存儲器資料寄存器、時序系統和微操作信号發生器組成

Q9: 什麼是編譯程式

• 編譯程式就是将使用者編寫的進階語言程式（源程式）的全部語句一次全部翻譯成可執行的機器語言程式。隻要源程式不變，就無須再次編譯。

Q10: RAID0和RAID5的差別

• RAID Redundant Array of Independent Disks，獨立磁盤備援陣列，獨立磁盤構成的具有備援能力的陣列。磁盤陣列是由很多獨立的磁盤，組成一個容量更大的磁盤組。可以提供普通磁盤更高的速度、安全性。
• RAID0 是最早的RAID模式，即資料分條技術，是最簡單的一種形式，隻有2塊以上的磁盤組成即可，成本低，可以提高整個磁盤的性能和吞吐量，但沒有提供備援或者錯誤修複的能力，是以實作成本也是最低的。
• RAID5 分布式奇偶校驗的獨立磁盤結構。每個磁盤都有奇偶校驗碼用于檢錯，提高了可靠性。但至少需要3個或以上的硬碟組成，适合大資料量的操作，成本較高。