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1、 计算机组成原理复习提纲2012.06第1章 概论n了解部分n存储程序的概念存储程序的概念n系列机和软件兼容的概念系列机和软件兼容的概念n计算机系统的多层次结构计算机系统的多层次结构n实际机器与虚拟机器的概念实际机器与虚拟机器的概念n理解部分n五大基本部件的功能五大基本部件的功能n总线概念和总线的结构总线概念和总线的结构n硬件与软件的关系硬件与软件的关系n计算机中主要性能指标计算机中主要性能指标n基本字长、数据通路宽度、存储容量、运算速度基本字长、数据通路宽度、存储容量、运算速度n掌握CPU和主机这两个术语的含义第2章 数据的机器层次表示n了解部分n无符号数与带符号数的区别无符号数与带符号数的
2、区别n真值和机器数的概念真值和机器数的概念n循环冗余校验码循环冗余校验码n理解部分n定点数的表示定点数的表示n浮点数的表示及规格化浮点数的概念浮点数的表示及规格化浮点数的概念nIEEE 754 浮点数标准浮点数标准n常见的字符编码方法（常见的字符编码方法（ASCII码）码）n8421BCD码及与二、十进制的转换码及与二、十进制的转换第2章 数据的机器层次表示n掌握部分n原码、补码、反码表示法及转换原码、补码、反码表示法及转换n定点数的表示范围定点数的表示范围n浮点数的表示范围浮点数的表示范围n汉字国标码、区位码、机内码及转换汉字国标码、区位码、机内码及转换n8421BCD码的特点码的特点n奇偶
3、校验码、海明码检错的原理奇偶校验码、海明码检错的原理第3章 指令系统n了解部分n指令的基本格式指令的基本格式n数据寻址的最终目的数据寻址的最终目的nCISC和和RISC的基本概念的基本概念n理解部分n定长操作码、扩展操作码指令的特点定长操作码、扩展操作码指令的特点n指令中地址码的位数与主存容量、最小寻址单位的关系指令中地址码的位数与主存容量、最小寻址单位的关系n常见寻址方式的特点常见寻址方式的特点n立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、间接寻址、寄存器寻址、立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、间接寻址、寄存器寻址、变址寻址、相对寻址变址寻址、相对寻址第3章 指令系统n掌握部分n扩展操作码指令的格式设计扩
4、展操作码指令的格式设计n直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、变址寻址、相对直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、变址寻址、相对寻址中有效地址寻址中有效地址EA的计算的计算n进栈、出栈时栈指针的修改和数据的压入和弹出进栈、出栈时栈指针的修改和数据的压入和弹出第4章 数值的机器运算n了解部分n常见的舍入操作方法常见的舍入操作方法n溢出产生的原因溢出产生的原因n运算器的基本结构运算器的基本结构n理解部分n进位产生和进位传递的概念进位产生和进位传递的概念n原码一位乘法、补码乘法运算方法原码一位乘法、补码乘法运算方法n浮点加、减法运算方法浮点加、减法运算方法n补码的左移、右移运算方法补码的左移、右移运算方法第4章
5、 数值的机器运算n掌握部分n并行加法器不同进位方法的特点与区别并行加法器不同进位方法的特点与区别n定点加、减法运算方法定点加、减法运算方法n3种溢出检测方法种溢出检测方法n补码一位乘法补码一位乘法n补码加减交替除法运算方法补码加减交替除法运算方法第5章 存储系统与结构n了解部分n存储器的各种分类方法存储器的各种分类方法n存储系统的两个层次：存储系统的两个层次：cache主存层次、主主存层次、主辅层次辅层次n主存储器的基本结构主存储器的基本结构nSRAM和和SRAM的特点、区别的特点、区别n并行交叉存储技术并行交叉存储技术n虚拟存储器的概念虚拟存储器的概念第5章 存储系统与结构n理解部分n主存储
6、器有关术语：位、存储字、存储单元、存储体主存储器有关术语：位、存储字、存储单元、存储体n主存储器的主要技术指标主存储器的主要技术指标nROM的分类的分类n主存储器和主存储器和CPU的读写操作（微操作序列）的读写操作（微操作序列）n掌握部分n主存储器容量的各种扩展方法，存储芯片的地址分配主存储器容量的各种扩展方法，存储芯片的地址分配和片选信号的产生，主存储器扩展的逻辑图和片选信号的产生，主存储器扩展的逻辑图第6章 中央处理器n了解部分n控制器的基本组成控制器的基本组成n微程序设计技术微程序设计技术n理解部分nCPU的功能的功能nCPU中的通用寄存器和专用寄存器的设置和作用中的通用寄存器和专用寄存
7、器的设置和作用n指令周期、机器周期、时钟周期的概念指令周期、机器周期、时钟周期的概念n不同的控制方式同步、异步和联合方式不同的控制方式同步、异步和联合方式n一条指令执行的基本过程一条指令执行的基本过程第6章 中央处理器n理解部分n微程序控制器的有关术语：微命令、微操作、微指令、微程序控制器的有关术语：微命令、微操作、微指令、微程序、微周期微程序、微周期n机器指令与微程序的关系机器指令与微程序的关系n各种微指令编码法的特点各种微指令编码法的特点n微程序控制器的组成，熟悉其特有部件的作用微程序控制器的组成，熟悉其特有部件的作用n流水线技术：时空图、流水线技术：时空图、TP的计算的计算n掌握部分n取
8、指令周期的微操作序列（公共操作）取指令周期的微操作序列（公共操作）n组合逻辑控制器和微程序控制器的区别组合逻辑控制器和微程序控制器的区别第7章 外部设备n了解部分n外部设备的分类和作用外部设备的分类和作用n光盘存储器的类型和工作原理光盘存储器的类型和工作原理n打印机的特点和分类打印机的特点和分类n显示器的特点和分类显示器的特点和分类n字符显示和图形显示的区别字符显示和图形显示的区别n理解部分n硬盘上的信息分布形式硬盘上的信息分布形式n字符显示器的显示缓存字符显示器的显示缓存VRAM和字库中存储信息的特点和字库中存储信息的特点n掌握部分n硬盘存储器技术参数的计算硬盘存储器技术参数的计算第8章 输
9、入输出系统n了解部分n接口的基本组成和类型接口的基本组成和类型n外设的识别和端口寻址外设的识别和端口寻址n各种各种I/O信息传送控制方式的特点和适用范围信息传送控制方式的特点和适用范围n程序查询方式的特点和工作流程程序查询方式的特点和工作流程n程序中断的基本类型程序中断的基本类型n中断现场的保护和恢复方法中断现场的保护和恢复方法n通道的类型和结构通道的类型和结构第8章 输入输出系统n理解部分nI/O接口和端口概念的区别接口和端口概念的区别n中断的基本概念中断的基本概念n程序中断和调用子程序的区别程序中断和调用子程序的区别n进入中断服务程序的方法中断向量法进入中断服务程序的方法中断向量法n开中断
10、、关中断的时机开中断、关中断的时机nDMA方式和程序中断方式的区别方式和程序中断方式的区别n通道控制方式与通道控制方式与DMA方式的区别方式的区别n3种总线判优和仲裁方式的区别种总线判优和仲裁方式的区别nDMA传送方法和传送方法和DMA传送过程传送过程第8章 输入输出系统n掌握部分nCPU响应中断的响应中断的3个条件个条件n中断隐指令的特点以及它所完成的中断隐指令的特点以及它所完成的3个操作个操作n中断屏蔽的概念，通过改变中断屏蔽字实现中中断屏蔽的概念，通过改变中断屏蔽字实现中断升级断升级考试题型n选择题(20)n填空题(15)n判断题(5)n计算题(20)n简答题(20)n主要是有关概念、比
11、较等主要是有关概念、比较等n综合题(20)n除了计算题和简答题外的题除了计算题和简答题外的题时间安排n答疑时间n2012年年7月月4日（日（20周星期三）周星期三）n下午下午3：00-5：00n31号楼三楼教师休息室号楼三楼教师休息室n考试时间n2012年年7月月5日（日（20周星期四）周星期四）n上午上午9：00-11：00n教室：教室：330304复习思考题21.从软、硬件交界面看，计算机层次结构包括虚拟机器和实际机器两大部分。2.系列机的研制必须保证软件的向后兼容。3.按计算机指令流、数据流结构来分，“天河一号”属于多指令流、多数据流结构。4.计算机系统的可靠性可以用MTBF来衡量。5.
12、计算机的运算速度MIPS是指每秒能执行操作系统的命令个数。（错）复习思考题31.若xy，则x原 y原 。（）2.若xy，则x补 y补 。（）3.若x原=80H，则x=_(十进制)4.若x反=80H，则x=_(十进制)5.若x补=80H，则x=_(十进制)设设x x为整数字长为为整数字长为8 8位位复习思考题41.浮点数的表示范围取决于阶码的位数。2.若xy，则x移 y移。（对）3.当浮点数的尾数为补码时，其为规格化数应满足的条件是尾数最高位与符号位不同。4.在浮点数中，当数据的绝对值太小，以至于小于所能表示的数据时，称为浮点数的下溢，此时，计算机对其处理为置成机器零。5.在浮点数中，当数据的绝
13、对值太大，以至于大于所能表示的数据时，称为浮点数的上溢，此时，计算机对其处理为中止运算操作。复习思考题51.若某汉字的国标码=3547H，则其机内码=B5C7H，区位码=1527H。2.奇校验码可以检查出奇数位错误，偶校验码可以检查出偶数位错误。（错）3.交叉校验的横向校验和纵向校验必须是同为奇校验或同为偶校验。（对）4.交叉校验可以检出一个数据块同一字节的双错、纠正一位的错误。（对）复习思考题61.指令格式中的操作码字段用来表征指令的操作特性与功能。2.指令格式的地址码字段，通常用来指令参与操作的操作数或其地址。3.一条指令中的操作数地址，可以有0,1,2,3,4个。4.若指令系统中操作码占
14、用8位二进制码时，则这台计算机最多允许256条指令。复习思考题7n根据操作数所在的位置，指出下列寻址方式：1.操作数在寄存器中，为操作数在寄存器中，为_寻址方式；寻址方式；2.操作数地址在寄存器中，为操作数地址在寄存器中，为_寻址方式；寻址方式；3.操作数在指令中，为操作数在指令中，为_寻址方式；寻址方式；4.操作数的地址在指令中，为操作数的地址在指令中，为_寻址方式；寻址方式；5.操作数地址为某寄存器与位移量之和，则可以是操作数地址为某寄存器与位移量之和，则可以是_、_ 和和_寻址方式。寻址方式。n_寻址方式获得数据的速度最快。n_寻址方式获得数据的速度最慢。复习思考题81.RISC的中文含
15、义是的中文含义是精简指令系统计算机精简指令系统计算机，CISC的中文含义是的中文含义是复杂指令系统计算机复杂指令系统计算机；2.指令的顺序寻址方式是指下一条指令的地址由指令的顺序寻址方式是指下一条指令的地址由程程序计数器序计数器给出；给出；3.控制类指令的功能是控制类指令的功能是控制程序的执行顺序，并使控制程序的执行顺序，并使程序具有测试、分析与判断的能力程序具有测试、分析与判断的能力；4.堆栈是一种特殊的数据寻址方式，基于堆栈是一种特殊的数据寻址方式，基于 原原理，按结构不同，分为理，按结构不同，分为寄存器堆栈寄存器堆栈和和存储器堆栈存储器堆栈；5.寄存器寄存器存储器存储器堆栈的栈指针堆栈的
16、栈指针SP指向栈顶。（指向栈顶。（错错）6.软进栈操作是指将内容写入堆栈指针软进栈操作是指将内容写入堆栈指针SP。（。（对对）7.自底向上生成的软堆栈，出栈时应先将栈顶数据自底向上生成的软堆栈，出栈时应先将栈顶数据弹出，再修改栈指针。（弹出，再修改栈指针。（对对）复习思考题91.当译码器有当译码器有4个输入端时，其输出端有个输入端时，其输出端有_个，它在任一时刻有个，它在任一时刻有_个有效输出；个有效输出；2.影响并行加法器速度的关键因素是影响并行加法器速度的关键因素是_和和_；3.若若串行进位的串行进位的8位并行加法器的一级全加器的延位并行加法器的一级全加器的延迟时间为迟时间为2ty，则，则
17、C8最长延迟时间为最长延迟时间为_；4.若先行进位的若先行进位的8位并行加法器的一级全加器的延位并行加法器的一级全加器的延迟时间为迟时间为2ty，则，则C8最长延迟时间为最长延迟时间为_；复习思考题101.对二进制数，若小数点右移对二进制数，若小数点右移1位，则数值位，则数值乘以乘以2;2.已知已知X/2补补=C6H，设机器字长为，设机器字长为8位，则位，则 X补补=8CH；3.若两个数值位为若两个数值位为n位长的定点数，采用原位长的定点数，采用原码算法实现乘法运算，则乘积的数值有码算法实现乘法运算，则乘积的数值有2n位，其符号位由位，其符号位由异或异或运算决定；运算决定；复习思考题111.X
18、、Y为定点二进制数，其格式为为定点二进制数，其格式为1位符号位，位符号位，n位数值位。位数值位。若采用若采用Booth补码一位算法实现乘法运算，则最多需要补码一位算法实现乘法运算，则最多需要做加法运算做加法运算n次，移位次，移位n-1次；次；2.若浮点数用补码表示，判断运算结果是否是规格化数的若浮点数用补码表示，判断运算结果是否是规格化数的方法是方法是根据尾数两个符号位和最高数值位不同根据尾数两个符号位和最高数值位不同。3.当定点运算发生溢出时，应进行当定点运算发生溢出时，应进行中止运算操作（上溢），中止运算操作（上溢），计算机不作处理，置成机器零（下溢）计算机不作处理，置成机器零（下溢）;4
19、.两个浮点数相加，若尾数相加或阶码出现溢出，则表示两个浮点数相加，若尾数相加或阶码出现溢出，则表示浮点数相加发生溢出。（浮点数相加发生溢出。（错错）5.浮点数运算时尾数相加时产生的溢出浮点数运算时尾数相加时产生的溢出不是真正的不是真正的溢出，溢出，可通过可通过右规右规作出调整。作出调整。6.当浮点数运算阶码发生溢出时，计算机当浮点数运算阶码发生溢出时，计算机需停止运算，做需停止运算，做溢出中断处理。（溢出中断处理。（对对）复习思考题121.运算器虽有许多部分组成，但核心部件是ALU。2.定点运算器的内部总线结构共有单总线结构、双总线结构和三总线结构三种。3.4位ALU芯片74181能完成16种
20、算术运算和16种逻辑运算。4.从存储器接到R/W命令到完成R/W操作的时间称为存储器的存储时间。5.对存储器的要求是存储容量大、存取速度快、价格低，为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多层次存储体系结构。6.关于主存的叙述中，判断下列说法的对错：（1）CPU可直接访问主存，也能直接访问辅存（错 ）（2）主存的存取速度可与CPU匹配。（错 ）（3）主存比辅存容量小，但存取速度快。（对）复习思考题131.对16K8位存储器芯片：n其地址线有14条,数据线有8条2.SRAM与DRAM相比：n速度较高的是SRAMn主存使用的是DRAMn需要刷新和再生的是DRAM3.若RAM芯片有1024个单元，n用单译
21、码方式，地址译码器有用单译码方式，地址译码器有1024条输出线n用双译码方式，地址译码器最少有用双译码方式，地址译码器最少有64条输出线4.EPROM是指可擦除可编程存储器复习思考题141.某计算机字长32位，其存储容量为4MB，n若按字编址，它的寻址范围是若按字编址，它的寻址范围是1M(4MB/32b)。n若按字节编址，它的寻址范围是若按字节编址，它的寻址范围是4M(4MB/8b)。2.如用16K4的芯片组成64K8位的存储器n16K4的芯片有地址线的芯片有地址线14条；条；n64K8存储器有地址线存储器有地址线16条，数据线条，数据线8条；条；n需要需要8块块16K4的芯片来组成的芯片来组
22、成64K8存储器存储器n用于片选的地址有用于片选的地址有2(16-14,AB相减相减)位，它们是位，它们是A14A15。3.主存与CPU的硬连接有地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)三组连线：4.MAR(存储器地址寄存器)和MDR(储存器数据寄存器)是主存和CPU之间的接口。复习思考题151.若4体交叉存储器中每个模块均为64K16，且存取周期为500ns，则在500ns内该存储器最多可向CPU提供_位的二进制信息。2.在存储器层次结构中：n主存主存-cache层次是为了解决层次是为了解决_问题而设立的，问题而设立的，n虚拟存储器是为了解决虚拟存储器是为了解决_问题而设立的问题
23、而设立的n这两个层次的设立均是基于这两个层次的设立均是基于_原理。原理。3.主存-cache的地址映射有三种，它们分别是_、_和_。4.Pentium PC中主存-cache层次采用_级cache结构，片内的主存-cache的地址映射采用_方式。复习思考题161.CPU由运算器和控制器组成。2.CPU中专用的寄存器有程序计数器、存储器地址寄存器、存储器数据寄存器、指令寄存器和状态标志寄存器。3.生成微操作控制信号的方法有三种，它们分别是组合逻辑型、存储逻辑型和组合逻辑与存储逻辑结合型。4.为了执行任何给定的指令，必须对指令操作码进行测试，以便识别所要求的操作，CPU中的译码器就是完成这项工作的
24、。5.在PC机中，CPU周期又称为机器周期、总线周期。6.指令周期是指CPU从主存中读出一条指令的时间。（错）复习思考题171.取指周期的操作与指令的操作码无关。（对）2.在微程序控制的计算机中，控制存储器CM是用来存放微程序的。3.假设某计算机共有100个微命令，若用直接控制法，直接控制法，微指令的操作控制字段要有微指令的操作控制字段要有100位；位；最短编码法，最短编码法，则操作控制字段需要则操作控制字段需要7位；位；字段直接编码法，字段直接编码法，若若3位为一段，则操作控制字段为位为一段，则操作控制字段为45位。位。4.采用微程序控制器是为了提高速度。（错）5.重叠控制可以提高系统的吞吐
25、率，但在控制过程中要解决访存冲突、遇到条件转移指令和数相关问题。复习思考题181.设某计算机采用5级指令流水线，若每级执行时间是t，则此流水线理想状态下的吞吐率则此流水线理想状态下的吞吐率TP=1/t。连续执行连续执行10条指令，至少需时间条指令，至少需时间=14 t。2.RISC普遍采用微程序控制器产生微命令。硬连线（错）3.重叠控制并不能加快一条指令的实现，但能加快相邻两条指令以至一段程序的执行。（对）4.计算机的外部设备是指除主机外围绕着主机设置的各种硬件装置。复习思考题191.在调频制记录方式中，是利用写电流的频率来写0或1的。2.在调相制(PE)中，记录“1”时，写电流在位周期中间由
26、负变正。3.若磁盘的转速提高一倍，则磁盘的平均等待时间减半。4.磁盘存储器中，在记录面上一条条磁道形成一个个同心圆，越往内侧，磁道的编号越小。（错）5.不同编号的磁道长度不同，扇区数也不同。分区域记录技术（对）6.硬盘的柱面数与硬盘的磁头数有关。（错）7.一个记录面的磁道数与磁盘的扇区数有关。(错)复习思考题201.为提高存储器存取效率，同一文件的信息块在安排磁盘信息分布时，通常被安排在不同柱面的同一扇区上（错）放在同一柱面上2.磁盘和光盘都是直接存取设备。（错）3.单倍速光驱所指的数据传输率为150KB/s。4.容量最大的DVD-ROM采用的记录格式是双层双面，存储容量达到17GB。5.分辨
27、率越高，鼠标移动距离就越长。（错）6.汉字打印机是带有汉字库的打印机。（对）复习思考题211.字符显示器中VRAM用来存放字符ASCII码。2.CRT分辨率为10241024像素，像素的颜色数为256色，则VRAM的容量至少为1MB。3.行频是指每秒钟屏幕重复绘制显示画面的次数。（错）场频4.分辨率越高，图像显示越清晰，图象可能变得更大。（错）图像越小5.如有一台CRT显示器的分辨率为10241024，若刷新率为80Hz，则视频带宽为80MHz。（错）要乘以1.344复习思考题221.主机和外设之间需要交换的信息有数据信息、控制信息、状态信息、联络信息和外设识别信息。2.I/O端口地址就是主机
28、与外设直接通信的地址。（对）3.一个I/O接口至少包含两个或两个以上的端口。（对）4.I/O端口的编址方式有独立编址、统一编址两种。5.主机与外备采用程序查询方式传送数据时，主机与设备是串行工作的。6.在I/O控制方式中，主要由软件实现的控制方式为程序查询方式和程序中断方式。复习思考题231.中断隐指令属于指令系统，所以用户可以使用它。错2.CPU响应中断的时刻是执行完每条指令时。3.在中断服务程序中，保护和恢复现场之前，需要关中断。4.在80X86中断系统中，中断源给出的向量地址是中断服务程序的入口地址。（错）5.中断响应次序是由硬件决定的，无法改变。(对)6.CPU响应DMA的时刻是每个机器周期结束时。7.当中断源发出中断请求后，若CPU为开中断，则在当前指令执行完毕后，CPU将会响应中断。(错)由于中断屏蔽，中断源发出请求，CPU不一定可以接收到复习思考题241.在中断服务程序中，保护和恢复现场之前，需要中断。2.中断响应次序是由硬件决定的，无法改变。()3.在不改变中断响应次序的条件下，通过改写可以改变中断处理的次序。4.DMA方式在之间建立一条直接数据通路。5.CPU响应DMA的时刻是。6.DMA传送方式有、和。7.通道是一个具有特殊功能的，它有自己的。