软件工程复试问题 | 第五篇计算机组成

RAM 和 ROM 的原理和区别

RAM:随机通道存储器。一般用来存放各种现场的输入输出数据、中间计算结果、与外存交换的信息以及作为堆栈。一般分为双极型 RAM 和 MOS RAM（又分为静态 SRAM、 动态 DRAM）。 双极型 RAM以晶体管的触发器作为基本存储电路，所以管子多，速度快、功耗大、集成度较低、成本高，一般用于高速计算机或者 cache。MOS RAM一般分为静态 SRAM 和动态 DRAM。
静态 RAM用由六管构成的触发器作为基本电路，集成度适中，功耗适中，速度较快，不需要刷新电路（为了维持数据，动态 RAM 中需要一个刷新电路，在短周期内对所有基本存储单元进行充电，维持电平状态，来达到数据的保存）。 动态 DRAM基本存储电路用单管线路组成（电平靠电容存储，如一般计算机中的内存），集成度高，功耗低，成本比 SRAM低，由于靠电容的电荷保持电平，所以需要刷新电路（典型要求每隔 1ms 刷新一次）。 总的说 RAM使用晶体管打开或关闭通往位于交点处的电容器来访问电路。它有如下特性：A、易挥发B、速度快 C、成本高，即不易制作大容量的RAM。所以这类存储器一般用在计算机设备的内存部分，而且往往容量不会很大。 ROM：read-only memory，只读存储器。一般用来存放固定的程序以及存放各种常数、函数表。
一般分为掩摸 ROM、可编程的 ROM（PROM）和可重复擦除的 ROM 三种（按出现时间顺序排列）。
掩摸 ROM：由厂家固化一次性程序，不可擦写。原理是：由晶体管构成，‘0’：存储单元通过晶体管导通连地，上电后该单元视为‘0’电平。‘1’：与‘0’逻辑相反，存储单元没有晶体管接地。出现时间最早。
PROM：可编程 rom，本身不带有程序，只允许用户进行一次擦写操作，出现时间较晚。可擦写可编程 rom：有紫外线擦除（EPROM，70 年代初）、电擦除（EEPROM）以及 FLASH（闪存）。他们都是可以多次重复擦写的 ROM。
EPROM原理是通过击穿绝缘层向浮空栅注入电子进行写操作；利用紫外线使浮空栅电子泄露进行擦操作。 EEPROM：原理与 EPROM 相似，在绝缘层间加入隧道二极管，于是可以通过电场作用，使浮空栅带上电子或消去。

中断的软件实行过程

中断源产生中断请求，CPU 一般要先屏蔽该中断源的中断，防止错误的中断嵌套->CPU 对现场进行保存，存储断点程序地址并将当前数据压入栈中->PC 指向对应的中断入口，转入执行中断向量指向的中断服务程序->完成中断响应后，恢复现场，程序回到断点处，将栈中的数据重新读出->重新开中断。

接口与端口

接口：接口是位于主机和外设之间的一种缓冲电路，包括了硬件电路和软件控制，现在接口通常为可编程的大规模集成电路芯片。

端口：接口电路通常有三种寄存器：数据输入输出缓冲寄存器、控制寄存器、状态寄存器。这些寄存器称为（数据、控制、状态）端口。对 I/O 设备的访问，就是通过对端口访问实现的，每个端口赋予一个唯一的地址码，称为端口地址。

端口的编址：独立编址和统一编址。统一编址是将端口当做存储器单元，与内存统一编址，内存和端口的操作指令是统一的，所以指令功能强，但是端口占用了存储器的地址空间，使存储器容量减少。
独立编址也称为 I/O 映射编址，即端口和内存分开各自独立地拥有自己的地址空间，端口不占用存储器空间。
80x86 采用独立编址。
I/O 端口地址译码：1、用逻辑门电路进行译码 2、用译码器进行译码 3、比较器译码 4、PROM（可编程rom）和 GAL（通用逻辑阵列）。