嵌入式硬體工程師必備，21個計算機體系架構面試題

1）解釋什麼是計算機體系結構？

計算機體系結構是詳細說明一組軟體和硬體標準如何相互交互以形成計算機系統或平台的規範。

2）計算機體系結構的特徵如何？

計算機架構分為三類

• 系統設計：它包括系統中的所有硬體組件，包括除CPU之外的數據處理器，如直連存儲器訪問和圖形處理單元

• 指令集架構（ISA）：它是中央處理單元的嵌入式編程語言。它基於可以處理的編程來確定CPU的功能。

• 微架構：它定義數據路徑，存儲元素和數據處理以及如何在ISA中實現。

3）提出計算機設計的重要步驟？

CPU架構是可以定義的一組機器語言

• 一組寄存器及其功能

• 對存儲在寄存器中的數據進行微操作的順序

• 啟動序列的控制信號

4）作為指令的一部分的不同類型的欄位是什麼？

作為指令的一部分的不同類型的欄位是

• 操作代碼欄位或OP代碼欄位：該欄位用於確定要執行的指令操作

• 地址欄位：該欄位用於確定各種地址，如存儲器地址和寄存器地址

• 模式欄位：此欄位確定操作數的執行方式或地址的有效性

5）提到微處理器的基本組件是什麼？

微處理器的基本組件是

• 地址行引用塊的地址

• 用於數據傳輸的數據線

• 用於處理數據的IC晶元

6）提到微處理器系統中的不同類型的中斷是什麼？說明？

有三種類型的中斷可能導致中斷。

• 外部中斷：

來自外部輸入/輸出設備的這種類型的中斷。

• 內部中斷

這些類型的中斷是由程序本身引起的任何異常引發。例如，清零或無效的操作碼等

• 軟體中斷：

只有在執行指令期間才能發生這種類型的中斷。這種中斷的主要目的是從用戶模式切換到主管模式。

7）提到微處理器的常見組件是什麼？

微處理器的常見組件包括

• I/O單元

• 控制單元

• 演算法邏輯單元（ALU）

• 寄存器

• 高速緩存

8）解釋什麼是Snooping Cache？

偵聽緩存是單個緩存監視地址行以訪問它們已經緩存的內存位置的過程。

9）什麼是最簡單的方式來確定緩存位置來存儲內存塊？

直接映射是定義緩存位置的最簡單的方法來存儲內存塊。因為與每個單元相關聯的附加邏輯，相關存儲器比隨機存取存儲器價格要貴。

10）應該使用什麼數字函數將八進位代碼轉換為二進位代碼？

將八進位碼轉換為二進位碼多路復用器。它也被稱為數據選擇器，其中動態存儲器對於行和列都使用相同的地址線。

11）當需要執行時，使用什麼技術自動將程序和數據塊移動到物理主存儲器中？

使用虛擬內存技術。它提供了將程序生成的地址轉換為正確的主存儲器位置的機制。通過映射錶轉換或映射進行處理。

12）什麼是RAID系統的使用？

使用RAID系統是增加磁碟存儲容量和可用性。

13）解釋放電時可以擦除哪種類型的內存？

EEPROM是其內容被擦除的存儲器類型。

14）解釋什麼是水平微代碼？

水平微碼包含沒有任何中介的控制信號。它包含很多信號，因此位數也增加。

15）解釋什麼是直接映射？

在直接映射中，RAM用於存儲數據，一些數據存儲在緩存中。地址空間分為索引欄位和標籤欄位兩部分。標籤欄位用於存儲標籤欄位，而其餘欄位存儲在主存儲器中。

16）微操作的類型是什麼？

微操作的類型是

• 寄存器傳輸微操作：這些類型的微操作用於將信息從一個寄存器傳輸到另一個二進位信息

• 移位微操作：這些操作用於在寄存器中的數據存儲中執行移位操作

• 邏輯微操作：這些用於對存儲在寄存器中的數字數據執行一些算術運算

• 算術微操作：這些微操作用於對存儲在寄存器中的數字數據執行一些運算

17）DMA代表什麼？

DMA代表直接內存訪問。

18）當CPU中包含大量寄存器時，連接它們最有效的方法是什麼？

當CPU中包含大量寄存器時，連接它們的最有效方法是通過ALU。

19）解釋內部匯流排是否只連接CPU內的寄存器，如何從內存中獲取數據？

AR或地址寄存器用於選擇存儲器地址，數據寄存器用於發送和接收數據。這兩個寄存器都連接到內部匯流排，數據寄存器用作存儲器數據匯流排和內部匯流排之間的橋樑。

所以首先我們載入所需存儲器地址的AR，然後傳輸到數據寄存器或從數據寄存器傳輸。

20）解釋什麼是WAIT狀態？

WAIT狀態在防止CPU速度不兼容性方面發揮關鍵作用。很多時候，處理器處於就緒狀態以接受來自設備或位置的數據，但可能沒有可用的輸入。在這種情況下，會浪費CPU時間，系統進入等待狀態。

21）解釋如何處理等待狀態？

處理等待狀態的一種方式是通過減少時鐘頻率來增加微處理器的時鐘周期

第二種方式是使用特殊的控制輸入READY。它允許內存設置自己的內存周期時間。

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