计算机组成原理复习提纲整理
《计算机组成原理》复习提纲
《计算机组成原理》复习提纲一、绪论1.计算机的硬件组成。
2.计算机的工作原理。
3.计算机的层次结构。
4.软、硬件的逻辑等价性。
二、运算方法和运算器1.计算机中数的表示。
2.码的含义、表示形式及范围、码间转换。
3.加减运算规则与溢出判定方法。
4.先行进位的实现原理、相关器件及级联方法。
5.原码阵列乘法器。
6.加减交替（不恢复余数）阵列除法器。
7.浮点数规格化、运算流程及流水线分析。
三、内部存储器1.静态与动态位元的存储原理及特点。
2.DRAM的刷新方式及分析。
3.存储器速度改善的相关技术：（1）双端口：原理及特点。
（2）多模块交叉存取：原理、定性及定量的带宽分析。
（3）高速缓存：原理、指标计算。
4.存储芯片的级联：（1）构建：a.片数计算及方式确定。
b.CPU地址端的设定。
c.片内地址直连。
d.片间地址译码与片选相连。
e.其他信号端。
(2) 分析：a.利用片选接入对应的译码输出确定高端地址状态。
b.利用片内地址形成芯片变化的区域c.两者结合构成芯片的内存覆盖区域。
d.所有芯片逐一分析形成存储系统区域。
四、指令系统1.指令格式的分析与设计。
2.寻址方式：(1).含义。
(2).不同方式下有效地址的计算。
(3).寻址范围（空间）的确定。
五、中央处理器1．CPU中主要寄存器及其作用。
2．控制器的分类及特点。
3．根据给定的数据通路，完成指令周期流程分析。
4．时序体制中各级定时的意义及相互关系。
5．控制方式的分类及适用场合。
6．微程序设计中的相关定义。
7．微指令格式的分析与设计。
8．并行技术。
9．RISC的技术特征。
六、总线系统1.总线的定义及分类。
2.总线接口的定义及其作用。
3.总线仲裁的方式及特点。
4.PCI总线的主要特性。
七、外围设备1.外设的基本组成。
2.磁盘的工作原理、信息存放形式及地址格式。
3.磁盘技术指标的计算。
4.显示器的工作原理。
5.显示器技术指标的计算。
6.光盘的分类及原理。
7.光盘扇区的分化及存储容量计算。
计算机组成原理复习提纲(最终版)
一、题型：1.填空题（10*1分）2.选择题（10*2分）3.计算题（2*6分）4.简答题（从以下4道题目中任选3题做，多做题则以题号小的为准）(3×6分)5.综合题（从以下7道题目中任选5题做，多做题则以题号小的为准） (5×8分)简答题：1.请写出浮点数加减法运算的四个步骤第一步，0操作数检查；第二步，比较阶码大小并完成对阶（小阶向大阶看齐）；第三步，尾数进行加或减运算；第四步，结果规格化并进行舍入处理。
2.请写出浮点数乘除法运算的四个步骤第一步，0操作数检查，如果被除数为x为0，则商为0，如果除数y为0，则商为无穷大；第二步，阶码加/减操作；第三步，尾数乘/初操作；第四步，结果规格化；第五步，舍入处理；第六步，确定积的符号。
3.程序、机器指令、微程序、微指令之间的关系计算机的程序是由一系列的机器指令组成的。
微指令是微程序级的命令，它属于硬件；宏指令是由若干条机器指令组成的软件指令，它属于软件；而机器指令则介于微指令与宏指令之间，通常简称为指令，每一条指令可以完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。
4.试分析指令格式的特点和寻址方式。
三地址指令, 单地址指令,零地址指令,可变地址数指令方式有顺序和跳跃5.（精简指令系统计算机）RISC指令系统的三个最大特点1.使用频率最高的一些简单指令，指令条数少；2.指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少；3.只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行；6.CPU周期、指令周期、微指令周期定义以及之间关系。
指令周期：CPU每取出一条指令并执行这条指令，都要完成一系列的操作，这一系列操作所需的时间通常叫做一个指令周期。
CPU周期：指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期称为机器周期，又称时钟周期。
微指令周期：在串行方式的微程序控制器中，微指令周期等于读出微指令的时间加上执行该条微指令的时间。
为了保证整个机器的控制信号的同步，可以将一个微指令周期设计的恰好和CPU周期时间相等。
计算机组成原理复习大纲
选择题20分，填空题20分，计算题30分，分析论述题30分第一章：1．了解冯.诺依曼机的特点。
2．了解相关概念：存储字长、机器字长、存储容量、MIPS第三章：1．掌握系统总线的分类。
2．总线仲裁控制中的集中控制优先权仲裁方式分成哪几种？各自的特点？第四章：1．计算机的层次结构主要体现在什么地方？这些层次主要解决什么问题？2．掌握存储容量的扩展方法。
P94,T4.13．掌握汉明码的配置方法和检测方法，掌握奇校验和偶校验的两种原则。
4．掌握Cache-主存地址映射方法。
P120-121,T8,9第五章：1．I/O 设备与主机交换信息时的控制方式有哪些，工作效率比较。
P165,图5.122．响应中断的条件和时间是什么？3. 理解中断服务程序的概念，中断服务程序的流程。
4．通常DMA 与主存交换数据时采用哪几种方法？第六章：1．掌握真值数、原码、反码、补码、移码的表示方法。
2．掌握规格化浮点数的表示方法(尾数、阶码、基数、阶符、数符)。
3．掌握一位符号位、两位符号位的溢出判断方法。
4．掌握原码一位乘的计算方法。
P245,T6.17（数值部分长度为n 时，n 次加法、n 次移位）5．掌握补码一位乘（BOOTH 算法）的计算方法。
P254,T6.21（数值部分长度为n 时，最多n+1 次加法、n 次移位）6．掌握原码加减交替法来进行除法运算时，商值的确定方法。
P261,T6.25（数值部分长度为n 时，最多n+1 次加法、n 次移位）7．掌握补码加减交替法来进行除法运算时，商值的确定方法。
P266-267,T26,T27（数值部分长度为n 时，最多n 次加法、n 次移位）8．掌握四则加减运算的加法运算方法。
掌握左规、右规的运算方法。
第七章：1．掌握指令字长的概念。
2．掌握数据寻址的寻址方式。
3．掌握指令格式的设计方法。
第八章：1．指令周期包含的工作周期。
2．影响流水线性能的因素有哪些。
3．理解中断向量，理解中断屏蔽技术。
计算机组成原理复习提纲复习资料版
《计算机组成原理》复习提纲第一章：绪论1、存储程序概念（基本含义）。
P3⑴计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成；⑵计算机内部采用二进制来表示指令和数据；⑶将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作2、冯·诺依曼计算机结构的核心思想是什么？存储程序控制3、主机的概念（组成部件是哪些？）中央处理器（运算器和控制器）和主存储器4、计算机的五大基本部件有哪些？输入设备，输出设备，存储器，运算器，控制器5、冯·诺依曼结构和哈佛结构的存储器的设计思想各是什么？P9程序存储、程序控制冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。
指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置。
哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。
CPU首先到指令存储器中读取指令内容，译码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）Cache和主存储器分别是采用的哪种设计思想？Cache采用哈佛结构，主存储器采用冯.诺依曼结构6、计算机系统是有软件系统和硬件系统组成的。
7、现代个人PC机在总线结构上基本上都采用的是单总线结构，根据所传送的信息类型不同又可分为哪三类总线？地址总线，数据总线，控制总线第二章：数据的机器层表示1、定点小数表示范围（原码、补码）原码定点小数表示范围为：-(1-2-n)～(1-2-n)补码定点小数表示范围为：-1～(1-2-n)2、定点整数表示范围（原码、补码）原码定点整数的表示范围为：-(2n-1)～(2n-1)补码定点整数的表示范围为：-2n ～(2n-1)3、浮点数表示范围PPT374、规格化的浮点数5、阶码的移码表示6、IEEE 754浮点数标准本章复习范围为ftp上第二章的作业题的1、2、3、4题。
第三章：指令系统1、指令的基本格式（OP字段和地址字段组成）。
计算机组成原理复习提纲
计算机组成原理复习提纲1.计算机经历的变化及计算机结构分类。
2.磁盘存贮器的工作原理，其转速、记录面、毫米道数，每道记录信息字节数，最小磁道直径、磁道数、磁盘数据传输率之间的关系，以及在已知其他参数的情况下如何求出磁盘数据传输率。
3.各种数制（2、8、10、16）之间的相互转换。
4.用容量小的SRAM芯片（例如8k×8位）构成的大容量存储器（例如32K×16位），并画出该存储器的组成逻辑框图。
5.有关运算器的功能及特点。
6.指令和数据都以二进制代码存放在内存中，CPU如何区分它们是指令还是数据？7.ROM、EPROM、EEPROM、RAM各自的用途及特点。
8.分析常用的指令格式的特点。
9.常用的虚拟存储系统的组成，及其辅存构成。
10.在微程序控制的计算机中，下一条要执行的微指令地址都有哪些可能的来源？各发生在什么场合？11.二地址指令中，操作数的物理位置的安排。
12.CPU响应中断应具备哪些条件？13.根据数据通路，画出数据指令的指令周期流程图，并标出各微操作信号序列。
14.CPU主要包括什么功能模块。
15.二进制数补码的表示及补码加减法计算。
16.浮点数中的阶码如何表示。
17.DRAM存储器为什么要刷新？如何进行刷新？18.在集中式总线仲裁中，各种方式的特点及优缺点。
19.什么叫指令？什么叫指令系统？20.CRT的分辨率为、像素的颜色数、刷新存储器的容量三者之间的关系法及计算方法。
21.按半字和字编址，那么的寻址范围各是多少？22.双端口存储器能高速进行读/写的原因。
23.什么叫指令？什么叫指令系统？24.寄存器直接寻址方式的原理与特点。
25.在计算机中，CPU管理外围设备有几种方式？26.指令的寻址方式采用跳跃寻址方式的特点及其能实现的功能。
27.RISC指令系统的基本概念。
28.中断处理过程包括哪些操作步骤？29.同步控制的概念。
30.在CPU中如何进行指令暂存？31.DRAM芯片采用异步刷新时单元刷新间隔时间和刷新信号周期之间的关系。
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计算机组成原理复习提纲第一章知识点1、计算机的五大部件是什么？2、冯.诺依曼结构计算机的主要特点有哪些？例题：1、计算机的硬件包括______、______、______、输入设备和输出设备等5大部分。
2、完整的计算机系统包括两大部分，它们是。
A. 运算器与控制器B. 主机与外设C. 硬件与软件D. 硬件与操作系统3、在计算机系统中，硬件在功能实现上比软件强的是。
A. 灵活性强B. 实现容易C. 速度快D. 成本低4、冯.诺依曼结构计算机的主要特点有哪些？第二章知识点1、原码、反码、补码、移码的转换2、如何判断溢出？什么是规格化数？3、补码一位乘法运算（布斯算法）4、浮点数加减法运算例题：1、设某机器字长为8位，（含一符号位），机器数（整数）X为01011100，分别写出把它看作原码、反码、补码、移码表示形式时所对应的十进制真值。
原码______ 、反码______ 、补码______ 、移码______ 。
设某机器字长为8位，（含一位符号位），机器数（整数）X为11011001，分别写出把它看作原码、反码、补码、移码表示形式时所对应的十进制真值。
原码、反码、补码、移码。
2、已知X＝(137.65625)10,与X相等的数是。
A. (10010001.11101)2B.(10001001.10101)2C. (91.1D)16D. (211.25)83、在下列机器数中，哪种表示方式下零的表示形式不是唯一的。
A. 原码B. 补码C. 移码D. 都不是4、若浮点数的阶码和尾数都用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是。
A.阶符与数符相同为规格化数。
B.阶符与数符相异为规格化数。
C.数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数。
D.数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数。
5、下列数字中最大的是。
A.(101001)2B. (52)8C. (43)10D. (30)166、在下列机器数中，哪种表示方式下零的表示形式是唯一的。
计算机组成原理复习提纲
第一章概论1. 什么是CPU? 什么是计算机主机？什么是I/O设备？它们的功能分别是什么？2．计算机是如何区分存储器中存储的信息是数据还是程序？3. 什么是存储器的容量？什么是数据字？什么是指令字？4. 计算机软件和计算机硬件在逻辑功能上是否是等效的？为什么？5. 计算机指令的功能越强，则计算机的性能越高？请对这个问题提出你的观点。
6．谈谈你对计算机高级语言的编译和解释过程异同点的理解。
7. 什么是主存储器？什么是辅助存储器？它们的功能和作用有何不同？8. 简述冯〃诺伊曼计算机五大基本功能部件的作用及其相互联系。
9．什么是指令？什么是指令系统？什么是程序？10．什么是虚拟机？谈谈你对虚拟机的理解。
11. 关于计算机硬件系统的组成：系统（主机+外设）→主机（CPU，内存，I/O接口，总线AB、DB、CB）→CPU（控制器、运算器）其中控制器IU（IP、IR、ID）；CU（微程序控制器CM，硬布线控制器）；TU（时钟源、启停逻辑、计数器、译码器）；其中运算器（ALU、AC、F或PSW，寄存器组Ri）12. 关于计算机软件系统：系统（应用软件、系统软件）→系统软件（操作系统、语言处理程序、服务性程序、数据库管理系统、网络管理程序）→操作系统；系统程序、管理软硬件资源、是用户与计算机之间的接口界面。
13. 关于计算机的基本组成和工作原理：冯·诺伊曼原理：基于二进制原理的程序存储和程序控制原理14. 关于状态寄存器的F或PSW用于存放运算器运算的结果特征或状态。
CF、SF、OF、ZF、IF的含义15．计算机系统的层次结构：分为微程序设计级，一般机器级，操作系统级，汇编语言级，高级语言级。
16. 描述计算机性能的字长、容量、速度指标的单位是什么？第二章运算器1．为什么浮点数的阶码部分通常采用移码表示？2．什么是规格化浮点数？如何判断一个数是否是规格化数？3．试简述区位码、国标码与机内码的异同点和相互之间的关系。
计算机组成原理复习提纲
计算机组成原理复习提纲一、计算机系统概述二、（一）计算机发展历程三、（二）计算机系统层次结构四、 1. 计算机硬件的基本组成五、 2. 计算机软件的分类六、 3. 计算机的工作过程七、（三）计算机性能指标八、吞吐量、响应时间；cpu时钟周期、主频、CPI、cpu执行时间；MIPS、MFLOPS。
九、二、数据的表示和运算十、（一）数制与编码十一、 1. 进位计数制及其相互转换十二、 2. 真值和机器数十三、 3. BCD码十四、 4. 字符与字符串十五、 5. 三种数据校验码及其特点：十六、（二）定点数的表示和运算十七、 1. 定点数的表示十八、无符号数的表示；有符号数的表示。
十九、 2. 定点数的运算二十、定点数的位移运算；原码定点数的加/减运算；补码定点数的加/减运算；定点数的乘/除运算；溢出概念和判别方法。
3．数字电路的三种状态三、存储器层次机构（一）存储器的分类（二）存储系统的概念和分类、结构层次和特点（三）半导体随机存取存储器1. SRAM存储器的工作原理、特点、2. DRAM存储器的工作原理（四）主存储器与cpu的连接：存储器系统设计3．存储器模块的交叉编码：存储器带宽的计算（五）高速缓冲存储器（Cache）1. 程序访问的局部2. Cache的基本工作原理和命中率、平均存取时间、加速比、Cache的效率3. Cache和主存之间的映射方式4. Cache中主存块的替换算法：5. Cache写策略（八）虚拟存储器1. 虚拟存储器的基本概念、工作原理、2. 页式虚拟存储器3. 段式虚拟存储器4. 段页式虚拟存储器5. TLB（快表）6、FIFO、LRU的替换算法四、指令系统（一）指令格式1. 指令的基本格式2. 定长操作码指令格式3. 扩展操作码指令格式（二）指令的寻址方式1. 有效地址的概念2. 数据寻址和指令寻址3.常见的七种寻址方式（三） CISC和RISC的基本概念五、中央处理器（cpu）（一） cpu的功能和基本结构1．指令周期、机器周期、时钟周期的概念和三者的关系（二）指令执行过程（三）数据通路的功能和基本结构（四）控制器的分类、功能和工作原理1. 硬布线控制器的特点2. 微程序控制器的特点和工作原理微程序、微指令和微命令；微指令的格式、分类、编码方式3．可编程逻辑控制器的特点（五）指令流水线引起流水线阻塞的因素：三种相关及三种数据相关六、总线（一）总线概述1. 总线的基本概念2.总线的分类和总线结构的分类3. 总线的组成及性能指标（二）总线仲裁1. 集中仲裁方式的分类：菊花链、优先级编码、计数器2. 分布仲裁方式（三）总线操作和定时1. 同步定时方式2. 异步定时方式（四）总线标准七、输入输出（I/O）系统（一） I/O系统基本概念（二）外部设备1. 输入设备：键盘、鼠标2. 输出设备：显示器（VRAM）的容量与速度的计算、打印机3. 外存储器：硬盘存储器的容量与速度的计算、磁盘阵列、光盘存储器多种磁记录方式与自同步能力二十一、二十二、（三） I/O接口（I/O控制器）二十三、 1. I/O接口的功能和基本结构二十四、 2. I/O端口及其编址二十五、（四） I/O方式二十六、 1. 程序查询方式二十七、 2. 程序中断方式二十八、中断的基本概念；中断响应过程；中断处理过程；多重中断和中断屏蔽的概念。
计算机组成原理复习提纲
《计算机组成原理》复习提纲第1章计算机系统概论1.冯〃诺依曼型计算机的主要设计思想，这种类型的计算机包括存储器、运算器、控制器、接口通道与I/O设备等部分。
2.计算机系统包括硬件和软件两大部分，硬件是物质基础，软件是解题的灵魂；计算机的工作过程主要是周而复始地取出指令、解释指令和执行指令的过程。
3.指令和数据均以二进制代码存于内存中，计算机如何区分出指令和数据？4.计算机系统的主要性能指标：字长,存储容量,运算速度等。
5.认识和分析计算机系统的一种观点是按功能划分的多级层次结构，通常划分为五级的层次结构。
6.合理分配软硬件之功能是计算机总体结构的重要内容，软、硬件逻辑功能的等效性。
7.本章主要的术语及概念：运算器、控制器、中央处理器CPU、主机、存储器、接口通道、I/O设备、总线、存储程序、程序控制、硬件、软件、固件、运算速度、存储容量、单元地址、存储单元、程序、指令。
第2章运算方法和运算器1.进位计数制的两要素是基数R和位权R i，不同进位制之间数的转换方法。
2.数值数据的定点与浮点表示法，表数范围及数的表示精度。
3.规格化浮点数的表数范围（以R=2为例）：×2-1×(1－2-n)式中：m，n为不包括符号位在内的阶码位数和尾数位数。
4.十进制数串在计算机中的两种表示形式：字符串形式和压缩的十进制数串形式。
5.机器数（机器码）的形式：原码、反码、补码和移码四种，他们的特点。
重点是原码和补码。
6.字符的ASCII码与字符串的表示方法，汉字的表示方法有汉字的输入编码、汉字的机内码和汉字的字形码。
数据校验码－奇偶检错码和循环冗余码。
7.补码定点加减运算的规则，双符号位补码的运算步骤及溢出判断。
[x±y]补=[x]补+[±y]补（mod 2）8.常规定点乘法运算掌握原码一位乘法的算法及运算过程。
9.常规定点除法运算掌握原码加减交替法除法的算法及运算过程。
10. 浮点运算的方法，浮点四则运算，重点是浮点加减法运算过程。
组成原理复习提纲
全加器 移位器 并行加法器 进位链 运算器 ALU部件 加法器输入选择器 ALU输入选择器 寄存器
串行 并行
分组
1.4 其他基本概念
（1）溢出及判断方法、扩展操作码、地址结构、
隐地址、显地址等
（2）I/O指令的设置
显式 I/O指令 隐式 I/O指令
（3）I/O指令的功能扩展 I/O指令中留有扩展余地 用通用I/O指令或MOV指令访问接口中的 控制/状态寄存器
(4)CPU响应，由DMA控制器控制总线，实现传送。 (5)批量传送完毕，适配器申请中断。 (6)CPU响应，调回状态字，作善后处理。
4.1.4 主要技术指标 1、容量
非格式化容量：磁盘总容量（由位密度计算） 格式化容量：磁盘格式化后的有效容量（由扇区
数据长度计算）
2、速度
平均寻道（平均定位）时间 ms
（4）主机对外设的寻址方式
单独编址（为接口寄存器分配端口地址） 统一编址（为接口寄存器分配总线地址）
（1）计算容量： ROM区：2KB RAM区：3KB
（2）芯片数： EPROM 1片、RAM 2片
（3）芯片地址分配与片选逻辑： 5KB：13位地址A12 ～A0
芯片 2KB 2KB 1KB
芯片地址 A10 ～A0 A10 ～A0 A9 ～A0
随机性 有意调用，随机请求与处理的事态 随机插入的事态
（4）应用
控制中、低速I/O操作。
处理复杂随机事态。
（5）控制逻辑
请求信号产生逻辑 电平转换逻辑 串-并转换逻辑(串口) 针对设备特性的逻辑
（6）公用中断控制器：接收外设请求，屏蔽、判 优，送出公共请求； 接收中断批准，送出中断 号（中断类型码）或向量 地址。
计算机组成原理与系统结构复习提纲
复习资料目录第一章概论 (2)复习题及参考答案 (2)第二章计算机硬件基础（基本不考） (2)第三章信息编码与数据表示 (2)知识点 (2)复习题及参考答案 (3)第四章运算方法和运算器 (3)知识点 (3)复习题及参考答案 (4)第五章存储体系 (5)知识点 (5)复习题及参考答案 (6)第六章指令系统 (8)知识点 (8)复习题及参考答案 (8)第七章控制器 (9)知识点 (9)复习题及参考答案 (10)第八章输入输出接口 (12)知识点 (12)复习题及参考答案 (13)第九章总线 (13)知识点 (13)复习题及参考答案 (14)第十章流水线 (16)知识点 (16)复习题及参考答案 (16)第一章概论复习题及参考答案1．冯·诺依曼计算机的特点(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成(2) 指令和数据用二进制代码表示，指令由操作码和地址码组成(3) 程序存储，指令在存储器内按顺序存放(4) 机器以运算器为中心。
2. 计算机硬件的主要技术指标：机器字长、存储容量、运算速度等3.计算机的软件系统分类：系统软件、应用软件计算机的5级软件层次：微程序级、机器指令级、操作系统级、系统软件级、应用软件级4. 解释下列概念：主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。
主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成；CPU——中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；存储字长——存储器一次存取操作的最大位数；存储容量——存储器中可存二进制代码的总量；机器字长——CPU能同时处理的数据位数；等于处理器内部寄存器位数指令字长——一条指令包含的二进制代码位数；第二章计算机硬件基础（基本不考）逻辑电平与半导体开关器件特性（三极管饱和状态输出低电平，三极管截止状态输出高电平），TTL门和MOS门电路性能差异（速度、功耗），特殊的TTL门（OC门和三态门），计算机常用的组合逻辑电路有哪些？时序逻辑电路有哪些？串行加法器与并行加法器进位方法区别，速度快慢？第三章信息编码与数据表示知识点1、原码、反码、补码和移码的求法，已知[x]补，求[-x]补2、IEEE754标准的单精度浮点数：S(符号1位) + E(带阶符的阶码8位)+M(23位小数) ，符号位s：正数1负数0；8位带阶符的阶码E=指数移码-1=e+127；M隐藏整数1. 。
计算机组成原理复习提纲
《计算机组成原理》复习提纲一、基本概念1．冯.诺依曼型计算机的设计思想，完整的计算机系统定义计算机设计思想：1采用二进制形式表示数据和指令，指令由操作码和地址码组成2将程序和数据存放在存储器中使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务3指令的执行时顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令是实现，4计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5大部分基本部件组成，并规定了5部分的功能计算机系统的定义：计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由微程序级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能进行程序设计，且得到下面各级的支持。
计算机是自动、快速、连续、准确地对数字化信息进行算术/逻辑运算的电子装置。
2．低级语言的特点；定点数编码的特点；浮点数的精度和范围及规格化低级语言的特点：面向设备、面向硬件定点数编码的特点：尾数：用定点小数表示，给出有效数字的位数决定了浮点数的表示精度；阶码：用整数形式表示，指明小数点在数据中的位置，决定了浮点数的表示范围。
为提高数据的表示精度，当尾数的值不为 0 时，其绝对值应≥0.5，即尾数域的最高有效位应为1,否则以修改阶码同时左右移小数点的办法，使其变成这一表示形式，这称为浮点数的规格化3．运算器核心部件ALU的特点；磁盘存储器的技术指标运算器核心部件ALU的特点：ALU是具体完成算术与逻辑运算的部件，并产生各种运算的特征给状态标志寄存器；运算器一次能运算的二进制数的位数，称为字长，它是计算机的重要性能指标。
磁盘存储器的技术指标：存储密度、存储容量、存取时间及数据传输率。
4．虚拟存储系统的组成及操作系统在虚拟存储系统的作用虚拟存储系统由主存辅存组成，虚拟存储器必须建立在主存-辅存结构上。
在虚拟存储器中,主存-外存层次的基本信息传送单位可采用三种不同的方案：段、页或段页，形成了页式虚拟存储器、段式虚拟存储器、段页式虚拟存储器。
计算机组成原理复习提纲
第一章
1.诺依曼体制的主要思想。
2.计算机系统的组织形式。
3.硬件、软件的功能划分与逻辑等价思想。
4.计算机的性能指标。
第二章
1.进制转换
2.带符号数的表示范围，补码的定点整数、定点小数表示范围。
3.符点数的代码与真值之间的转换
4.精度
5.指令的基本信息及地址结构
6.操作码的结构，各种常见寻址方式
第三章
1.脉冲节拍，工作周期，指令周期等相关概念。
2.同步工作方式以及异步工作方式的优缺点及应用场合
3.加法单元的原理及结构
4.并行进位链及进位链的作用
5.ALU的组成及组成各部分的作用
6.定点加减运算
7.溢出判断与移位操作，变形补码，算术移位，浮点加减运算
8.浮点四则运算
9.分析指令各部分的工作。
10.模型机中各指令的传送
11.各类信息的传送路径
12.组合逻辑控制方式的原理
13.微程序控制方式的原理，基本思想，逻辑组成，微指令的编码方式，及微地址的形成（工作流程）
第四章
1.存储系统的层次结构形成原因。
2.RAM和ROM的分类。
3.主存，辅存，高速缓存各自的特点为。
4.存储器的主要技术指标。
5.存储器的设计
6.磁表面存储器的存储原理
7.磁记录方式
8.高速缓存的基本思想
9.存储器设计
第五章
1.总线分类
2.直接程序传送的原理及优缺点
3.程序查询方式的工作原理及其优缺点。
4.中断向量，中断向量表，中断方式的优缺点，中断处理的五个过程。
「计算机组成原理复习提纲」
《计算机组成原理》复习提纲题型:一、选择题10小题20分二、填空题6小题15分三、设计题2小题30分四、计算题3小题3５分（B卷2小题）第一章系统概述１. 计算机系统由哪几部分组成？计算机硬件由哪５部分组成?答:计算机系统由硬件和软件组成。
计算机硬件由运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备组成。
2．计算机语言如何分类？各有什么特点?答:计算机语言分为机器语言、汇编语言、高级语言。
特点:机器语言，是最低级的语言,由二进制码组成，最早期的程序员通过在纸带上打点来写程序；汇编语言，用助记符和地址符代替了二进制码,更易于编写；高级语言,相对于汇编语言又上升了一步，更接近于自然语言,如C语言、Pasｃal、Javａ、C#等都是高级语言。
第二章运算方法和运算器1. 运算器的组成和主要功能是什么？其能做何种类型的运算（算术\逻辑\加减法)?答：运算器的组成运算器由算术/逻辑运算单元、数据缓冲寄存器、通用寄存器、多路转换器、数据总线组成。
主要功能是进行加、减、乘、除等算术运算。
其能做算术、逻辑运算。
2．二进制中0和1的算术运算和逻辑运算有何区别？答:在算术运算上代表一个数值,跟十进制的0和1相同;在逻辑运算上可以代表“真”与“假”、“是”与“否”、“有”与“无”。
3. 二进制、八进制、十进制、十六进制之间的相互转换方法(参看作业）。
４.机器数、原码、补码、移码之间的转换方法（参看作业)5.利用单符号法、双符号法(变形补码）进行数值加减运算的过程,并判断结果是否溢出的方法（参看作业）。
６.加法器的内部接线，及其输入与输出之间的关系真值表输入输出Ai Bi Ci SｉCｉ＋１0 ００0 00 ０１ 1 ０0 1 0 1 00 1 1 ０ 11 ０0 1 ０1 ０ 1 0 11 1 0 0 １１ 1 1 1 １加法器的内部接线真值表第三章内部存储器1. 存储器是用来存放什么东西的?答：用来存放二进制代码。
(程序和数据)2．静态存储器和动态存储器读取信息的快慢、容量大小不同决定了其用途有何不同?答:静态存储器读取信息比动态存储器快,但存储量较小，常用来作ｃache;动态存储器存储容量大,但读取信息速度比静态存储器慢,常用作计算机的主存储器。
计算机组成原理复习提纲
JZ * -17：FFH和ECH。
第四章
4.1
什么是总线，总线传输特点，总线特性
–计算机系统中各个部件之间公共信息传输通道
–在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息
–总线特性
–1.功能特性、
指总线中的每一根传输线具有特定的功能
2．一相对寻址的转移指令占3个字节，第一个字节是操作码，第二三个字节为相对位移量，而且数据在存储器中采用高字节地址为字地址的存放方式。假设PC当前值是4000H，试问当结果为0，执行“JZ * +35”和“JZ * -17”指令时，该指令的第二、第三字节的机器代码各为多少？
偏移量分别为32和-20，因此第二、三字节机器代码分别为
功耗
软件兼容性
1.6
1.8
1.9
第二章
2.1
定点数的表示方法
机器数，原码，补码反码，移码
浮点数的表示方法
2.2
逻辑运算，移位运算
加减法，溢出判断
2.3
加减运算步骤
对阶小阶向大阶看齐
尾数求和
规格化
舍入
溢出判断
2.4
2.5
ASCII码美国信息交换标准编码
2.6
1：设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。-13/64，-87
RISC的主要特征
1.试比较基址寻址和变址寻址。
答：相同：都可有效地扩大指令寻址范围；有效地址计算类似EA=A+（BR）和EA=A+（IX）。
不同：1）基址寻址时，BR不变，A可变，变址寻址时，A不变，IX可变。
计算机组成原理复习提纲
1、输入输出接口的概念以及主要功能。
I/O总线包括哪些线？。
外围设备必须通过接口与CPU相连的原因。
概念：I/：O接口通常是指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及其相应的软件控制。
主要功能：选址、传送命令、传送数据、反映I/O设备工作状态。
总线：数据线，设备选择线，命令线，状态线。
原因：a、一台机器通常配有多台I/O设备，他们各自有其设备号（地址），通常接口可实现I/O设备的选择。
B、I/O设备种类繁多，速度不一，与CPU速度相差可能很大，通常接口可实现数据缓冲，达到速度匹配。
C、有些I/O设备可能串行传送数据，而CPU一般为并行传送，通常接口可实现数据串-并格式的转换。
D、I/O设备的输入输出电平可能与CPU的输入输出电平不同，通过接口可实现电平转换。
E、CPU启动I/O设备工作，要向I/O设备发出各种控制信号，通过接口可转送控制命令。
F、I/O设备需将其工作状态及时向CPU报告，通过接口可监视设备的工作状态，并可保存状态信息，供CPU查询。
2、总线判优控制的概念，集中控制优先权仲裁的几种方式。
什么是总线周期，分哪几个阶段。
概念：主设备对总线有控制权，从设备只能响应从主设备发出的总线命令，对总线没有控制权。
方式：a、链式查询b、计数器定时查询c、独立请求方式总线周期：完成一次总线操作的时间阶段：申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段3、简述随机存取存储器的工作原理。
（P76）4、简述CPU的主要功能。
功能：取指令、分析指令、执行指令5、机器字长的概念？机器字长对机器的速度的影响。
机器字长的概念：指CPU一次能处理数据的位数。
影响：机器的字长也会影响机器的运算速度。
倘若CPU字长较短，又要运算位数较多的数据，那么需要经过两次或多次的运算才能完成，这样势必影响整机的运行速度。
6、系统总线的概念、特点？系统总线如何分类，各有何作用。
为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点？系统总线概念：指CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线。
(完整版)计算机组成原理复习提纲
第1章：计算机系统概论1、计算机系统由哪两部分组成？计算机系统性能取决于什么？计算机系统是由“硬件”和“软件”组成。
衡量一台计算机性能的优劣是根据多项技术指标综合确定的，既包括硬件的各种性能指标，又包括软件的各种功能。
1）计算机系统由硬件和软件两部分组成。
2）计算机系统性能由硬件和软件共同决定。
2、计算机系统5层层次结构从下到上由哪五层组成？哪些是物理机，哪些是虚拟机？1）微程序机器、传统机器、操作系统机器、汇编语言机器、高级语言机器2）微程序机器和传统机器是物理机，其他是虚拟机。
3、在计算机系统结构中，什么是翻译？什么是解释？1）翻译：将一种语言编写的程序全部翻译成另一种语言，然后再执行；2）解释：将一种语言编写的程序的一条语句翻译成另一种语言的一条或多条语句，然后执行，执行完这条语言后，再解释下一条。
4、什么是计算机体系结构？什么是计算机组成？以乘法指令为例说明二者区别。
1）计算机体系结构是指那些能够被程序员看到的计算机的属性。
如指令集、数据类型等；2）计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现出来的属性；3）以乘法指令为例，计算机是否有乘法指令，属于体系结构的问题。
乘法指令是采用专用的乘法器，还是使用加法器和移位器构成，属于计算机组成的问题。
5、冯诺依曼机器的主要特点？1）计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成；2）指令和数据存储在存储器中，并可以按地址访问；3）指令和数据均以二进制表示；4）指令由操作码和地址码构成，操作码指明操作的性质，地址码表示操作数在存储器中的位置；5）指令在存储器内按顺序存放，通常按自动的顺序取出执行；6）机器以运算器为中心，I/O设备与存储器交换数据也要通过运算器。
（因此，后来有了以存储器为中心的计算机结构）6、画出现代计算机的组成框图。
P10,图1.97、什么是存储单元、存储字、存储字长、存储体？存储单元：存储一个存储字并具有特定存储地址的存储单位；存储字：一个存储单元中存放的所有的二进制数据，按照某个地址访问某个存储单元获取的二进制数据。
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题型：一、选择题（共20分，每题1分）二、填空题（共20分，每空1分）三、名词解释（共20分，每题4分）四、问答题（共20分）五、设计题（20分）CH1CPU区分指令和数据的依据解：计算机区分指令和数据有以下2种方法：通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。
通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。
CH3总线复用的目的；一条信号线上分时传送两种信号。
为了提高总线的利用率，优化设计，特地将地址总线和数据总线共用一组物理线路，在这组物理线路上分时传输地址信号和数据信号，即为总线的多路复用。
总线的概念；总线是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。
在计数器定时查询方式下的优先级；当某个请求占用总线的设备地址与计数值一致时，便获得总线使用权，此时终止计数查询。
这种方式的特点是：计数可以从“0开始”，此时一旦设备的优先次序被固定，设备的优先级就按0,1,2…,n的顺序降序排列，而且固定不变；计数也可以从上一次计数的终止点开始，即是一种循环方法，此时设备使用总线的优先级相等；计数器的初始值还可由程序设置，故优先次序可以改变。
优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂。
总线带宽的计算；波特率：是指单位时间内传送二进制数据的位数，单位用bps（位/秒）表示，记作波特。
比特率：单位时间内传送二进制有效数据的位数，单位用bps表示。
总线带宽——指总线在单位时间内可以传输的数据总量，相当于总线的数据传输率，等于总线工作频率与总线宽度（字节数）的乘积14. 设总线的时钟频率为8MHz，一个总线周期等于一个时钟周期。
如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？解：总线宽度= 16位/8 =2B总线带宽= 8MHz×2B =16MB/sCH4 已知存储器容量，按字、字节编址时寻址范围的确定；主存各存储单元的空间位置是由单元地址号来表示的，而地址总线是用来指出存储单元地址号的，根据改地址可读出或写入一个存储字。
例如IBM 370的字长为32位，它可按字节寻址，即它的每一个存储字包含四个可独立寻址的字节。
字地址可用该字高位字节的地址来表示，也可用低位字节的地址来表示。
6. 某机字长为32位，其存储容量是64KB，按字编址其寻址范围是多少？若主存以字节编址，试画出主存字地址和字节地址的分配情况。
解：存储容量是64KB时，按字节编址的寻址范围就是64KB，则：按字寻址范围= 64K×8 / 32=16K字按字节编址时的主存地址分配图如下：讨论：1、在按字节编址的前提下，按字寻址时，地址仍为16位，即地址编码范围仍为0~64K-1，但字空间为16K字，字地址不连续。
2、字寻址的单位为字，不是B（字节）。
3、画存储空间分配图时要画出上限确定已知容量的存储器芯片的地址线和数据线的数目；地址线是单向输入的，其位数与芯片容量有关。
数据线是双向的，其位数与芯片可读出或写入的数据位数有关，数据线的位数与芯片容量有关。
地址线和数据线的位数共同反映存储芯片的容量。
例如地址线为10根，数据线为4根，则芯片容量为210×4=4K位。
Cache的定义；高速缓存Cache用来解决主存与CPU速度不匹配的问题。
它的出现使CPU不直接访问主存，而与高速Cache交换信息。
CACHE是一种加速内存或磁盘存取的装置,可将慢速磁盘上的数据拷贝至快速的磁盘进行读写动作,以提升系统响应的速度。
cache的命中率计算；P111 例4.7Cache与主存的地址映射方式的实现；P120 例4.8 例4.9P121 例4.1032. 设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映射（即Cache每组内共有4个字块）的Cache组织。
（1）画出主存地址字段中各段的位数；（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2……89号单元读出90个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度约提高多少倍？答：（1）由于容量是按字节表示的，则主存地址字段格式划分如下：（2）由于题意中给出的字地址是连续的，故（1）中地址格式的最低2位不参加字的读出操作。
当主存读0号字单元时，将主存0号字块（0~7）调入Cache（0组0号块），主存读8号字单元时，将1号块（8~15）调入Cache（1组0号块）……主存读89号单元时，将11号块（88~89）调入Cache（11组0号块）。
共需调90/8 »12次，就把主存中的90个字调入Cache。
除读第1遍时CPU需访问主存12次外，以后重复读时不需再访问主存。
则在90×8 =720个读操作中：访Cache次数=（90-12）+630 =708次Cache命中率=708/720 »0.98 »98%（3）设无Cache时访主存需时720T（T为主存周期），加入Cache后需时：708´T/6+12T =（118+12）T=130T则：720T/130T »5.54倍有Cache和无Cache相比，速度提高了4.54倍左右。
由给定地址确定其所在芯片的最小地址；Cache的三种地址映射方式的特点；直接映射：每个主存块只与一个缓存块相对应。
优点：实现简单，只需利用主存的某些位直接判断，即可确定所需字块是否在缓存中。
缺点：不够灵活，因每个主存块只能固定地对应某个缓存块，即使缓存内还空着许多位置也不能占用，使缓存的存储空间得不到充分的利用。
此外，如果程序恰好要重复访问对应同一缓存位置的不同主存块，就要不停地进行替换，从而降低命中率。
全相连映射：允许主存中每一字块映射到Cache中的任何一块位置上。
优点：灵活，命中率高。
缩小了块冲突率。
缺点：这种方式所需的逻辑电路甚多，成本较高。
组相连映射：组相连映射是直接映射和全相连映射的一种折中。
它把Cache分为Q组，每组有R块，并有以下关系：i=j mod Q其中，i为缓存的组号，j为主存的块号。
某一主存块按模Q将其映射到缓存的第i 组内组相联映时，主存字块与Cache字块的映射关系；P119 P120CPU与存储器的连接图。
15. 设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用-MREQ（低电平有效）作访存控制信号，R/-W作读/写命令信号（高电平为读，低电平为写）。
现有这些存储芯片：ROM（2K×8位，4K×4位，8K×8位），RAM（1K×4位，2K×8位，4K×8位），及74138译码器和其他门电路（门电路自定）。
试从上述规格中选用合适的芯片，画出CPU和存储芯片的连接图。
要求如下：（1）最小4K地址为系统程序区，4096~16383地址范围为用户程序区；（2）指出选用的存储芯片类型及数量；（3）详细画出片选逻辑。
（2）选片：ROM：4K ×4位：2片；RAM：4K ×8位：3片；（3）CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑讨论：1）选片：当采用字扩展和位扩展所用芯片一样多时，选位扩展。
理由：字扩展需设计片选译码，较麻烦，而位扩展只需将数据线按位引出即可。
本题如选用2K×8 ROM，则RAM也应选2K×8的。
否则片选要采用二级译码，实现较麻烦。
当需要RAM、ROM等多种芯片混用时，应尽量选容量等外特性较为一致的芯片，以便于简化连线。
2）应尽可能的避免使用二级译码，以使设计简练。
但要注意在需要二级译码时如果不使用，会使选片产生二意性。
3）片选译码器的各输出所选的存储区域是一样大的，因此所选芯片的字容量应一致，如不一致时就要考虑二级译码。
4）其它常见错误：´ EPROM的PD端接地；（PD为功率下降控制端，当输入为高时，进入功率下降状态。
因此PD端的合理接法是与片选端-CS并联。
）´ ROM连读/写控制线-WE；（ROM无读/写控制端）注：该题缺少“系统程序工作区”条件。
P95 例4.2CH5I/O与主机交换信息的三种方式各自的特点；程序直接控制方式：也称查询方式，采用该方式，数据在CPU和外设间的传送完全靠计算机程序控制，CPU的操作和外围设备操作同步，硬件结构简单，但由于外部设备动作慢，浪费CPU时间多，系统效率低。
程序中断方式：外设备准备就绪后中断方式猪肚通知CPU，在CPU相应I/O设备的中断请求后，在暂停现行程序的执行，转为I/O设备服务可明显提高CPU 的利用率，在一定程度上实现了主机和I/O设备的并行工作，但硬件结构负载，服务开销时间大DMA方式与中断方式一样，实现了主机和I/O设备的并行工作，由于DMA方式直接依靠硬件实现贮存与I/O设备之间的数据传送，传送期间不需要CPU程序干预，CPU可继续执行原来的程序，因此CPU利用率和系统效率比中断方式更高，但DMA方式的硬件结构更为复杂。
I/O的编址的特点；常用的I/O编址方式有两种：I/O与内存统一编址和I/O独立编址。
特点：I/O与内存统一编址方式的I/O地址采用与主存单元地址完全一样的格式，I/O设备和主存占用同一个地址空间，CPU可像访问主存一样访问I/O设备，不需要安排专门的I/O指令。
I/O独立编址方式时机器为I/O设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址编码，此时I/O地址与主存地址是两个独立的空间，CPU需要通过专门的I/O指令来访问I/O地址空间。
I/O采用统一编址时和独立编址时，进行输入输出操作的指令；向量地址的传送途径；(P197 图5.39 图5.40)13. 说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。
解：中断向量地址和入口地址的区别：向量地址是硬件电路（向量编码器）产生的中断源的内存中断向量表表项地址编号，中断入口地址是中断服务程序首址。
中断向量地址和入口地址的联系：中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器（入口地址的地址），通过它访存可获得中断服务程序入口地址。
DMA的数据块传送过程；一次DMA数据块传送过程可分为三个阶段：传送前预处理、正式传送、传送后处理，如图7-8所示。
1）预处理阶段CPU执行几条输入输出指令，测试设备状态，向DMA控制器的设备地址寄存器中送入设备号并启动设备，向主存地址计数器中送入起始地址，向字计数器中送入交换数据字个数。
在这些工作完成后，CPU继续执行原来的主程序。
当外设准备好发送数据（输入）或接收数据（输出）时，它发出DMA请求，由DMA 控制器向CPU发出总线使用权请求HOLD。