2002春计算机组成原理(本科)期末复习指导
计算机组成原理期末复习答案讲解
第一章计算机系统概论1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。
计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。
计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。
2.如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
8. 解释下列英文缩写的中文含义：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。
CPU：Central Processing Unit，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主要由运算器和控制器组成。
PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数形成下一条指令地址。
IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放当前正在执行的指令。
CU：Control Unit，控制单元（部件），为控制器的核心部件，其功能是产生微操作命令序列。
ALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是进行算术、逻辑运算。
计算机组成原理期末复习资料要点
计算机组成原理期末复习资料（陆瑶编著）第一章计算机的系统概述（P1-8）1.1计算机的组成任务（P1）1.计算机系统由硬件和软件两个子系统组成；2.计算机系统结构主要有a、研究计算机系统硬件、软件功能的分配；b、确定硬件和软件的界面；c、完成提高计算系系统性能的方法；3.计算机的组成是按照计算机系统结构分配给硬件子系统的功能以与确定的概念结构，研究硬件子系统各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令集的各种功能和特性。
4.计算机实现是计算机组成的物理实现，即按计算机组成制定的方案，制作出实际的计算机系统，它包括处理器、主存、总线、接口等各部件的物理结构的实现，器件的集成度和速度的选择和确定，器件、模块、插件、底板的划分和连接，专用器件的设计，电源配置、冷却、装配等各类技术和工艺问题的解决等。
1.2计算机的硬件系统结构P2（1.2.1）5.电子数字计算机普遍采用冯·诺依曼计算机系统结构。
6. 主机：由、存储器与接口合在一起构成的处理系统称为主机。
7. ：中央处理器，是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。
8.冯·诺依曼计算机系统结构由运算器、控制器、储存器、输入设备、输出设备5大部件组成，相互间以总线连接。
9.运算器的作用：计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。
运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以与移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件()。
（算数逻辑部件（）：用于完成各种算术运算和逻辑运算（主要用于条件判断、设备控制等）。
）10.控制器的作用：是计算机的指挥中心,负责决定执行程序的顺序,给出执行指令时机器各部件需要的操作控制命令.由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的"决策机构"，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。
11储存器的作用：是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。
《计算机组成原理》期末考试复习要点
《计算机组成原理》期末考试复习要点一、试题类型:填空题、选择题、简答题二、重点章节第二、三、四、五章三、复习要点与模拟题㈠数据表示、运算1．进制转换；原码、反码和补码的表示⑴.将十进制数+107/128和—52 化成二进制数，再写出各自的原码、补码、反码表示(符号位和数值位共8位）⑵.将十进制数一0．276和47化成二进制数，再写出各自的原码、补码、反码表示(符号位和数值位共8位）。
⑶.（21）10＝( ）2＝( ）8＝（)16⑷.x＝一0．100l ［x]原＝（）［x]补＝（）［—x]＝( )⑸.y=0．010l ［Y]原＝( ）［Y］＝( ) [—Y］补＝（) ［Y—X]补＝( ）考核知识点：1）进制的转换2）定点整数、小数的三种码表示3）技巧：●将107转换成二进制后小数点移位（128=27）先写成8位,再转换成原码、反码、补码，如：-52先写成–0110100,再转换成原码10110100、反码11001011、补码11001100 2．有权码与无权码的判断与推导⑴．(27）10=（)BCD⑵复习指导书P11第2小题考核知识点1)BCD码是最基本的有权码,也称8421码或二-十进制码。
BCD码实际上是十进制编码，只不过每一个编码用4位二进制数来表示，如35=（00110101)BCD 注意与35的二进制表示是100011两者有区别。
2）其它有权码（一般4位)见书P72表2。
9,判断推导过程见复习指导书P133．补码加减运算及溢出判断用补码运算方法计算x十Y＝？并判断结果是否溢出（采用双符号位).(1） x＝0．10ll Y=0．1100（2)x=一0．1011 Y=0．1001解：(1) [x］补＝00．1011, ［Y］补＝00．110000．1011十 00．110001．0111因结果双符号相异，有溢出（2) x＝一0。
1011 Y＝0．1001·．·［x]补＝11。
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2.主机：CPU、存储器和输入输出接口合起来构成计算机的主机。
3.主存：用于存放正在访问的信息4.辅存：用于存放暂时不用的信息。
5.高速缓存：用于存放正在访问信息的付本。
6.中央处理器：是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。
7.硬件：是指计算机实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备的实物组成。
软件：指看不见摸不着，由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。
8.系统软件：又称系统程序，主要用来管理整个计算机系统，监视服务，使系统资源得到合理调度，高效运行。
应用软件：又称应用程序，它是用户根据任务需要所编制的各种程序。
9.源程序：通常由用户用各种编程语言编写的程序。
目的程序：由计算机将其翻译机器能识别的机器语言程序。
国家开放大学计算机组成原理期末复习指导及答案
计算机组成原理期末复习指导期末考试题型举例题型包括选择题（单选）、判断题、简答题和计算题。
下面给每种题型列举1-2道样题，以及相应的参考答案及评分标准。
1．选择题（每小题3分，共36分）（1）在定点二进制运算器中，加法运算一般通过来实现。
A．原码运算的二进制加法器B．反码运算的二进制加法器C．补码运算的十进制加法器D．补码运算的二进制加法器答案：D（2）变址寻址方式中，操作数的有效地址等于加形式地址。
A．基址寄存器内容B．堆栈指示器内容C．变址寄存器内容D．程序计数器内容答案：C（3）将RAM芯片的数据线、地址线和读写控制线分别接在一起，而将片选信号线单独连接，其目的是。
A．增加存储器字长B．增加存储单元数量C．提高存储器速度D．降低存储器的平均价格答案：B2．判断题（每小题3分，共15分）（1）输入输出指令的功能是进行CPU和I/O设备之间的数据传送。
（）答案：√（2）半导体ROM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆。
（）答案：×（3）在采用DMA方式传输数据时，数据传送是在DMA控制器本身发出的控制信号控制下完成的。
答案：√3．简答题（每小题7-8分，共29分）（1）简述计算机运算器部件的主要功能。
答：主要功能包括（1）由其内部的算术与逻辑运算部件ALU完成对数据的算术和逻辑运算；（2）由其内部的一组寄存器承担对将参加运算的数据和中间结果的暂存；（3）作为处理机内部的数据传送通路。
（2）确定一台计算机的指令系统并评价其优劣，通常应从哪几个方面考虑？答：主要从以下四个方面进行考虑：a．指令系统的完备性，以常用指令齐全、编程方便为优；b．指令系统的高效性，以程序占内存空间少、运行速度快为优；c．指令系统的规整性，以指令和数据使用规则统一简单、易学易记为优；d．指令系统的兼容性，以同一系列的低档机的程序能在新的高档机上直接运行为优。
（3）相对主存来说，高速缓冲存储器CACHE具有什么特点？它在计算机系统中是如何发挥它的作用的？答：CACHE具有容量很小但读写速度非常快的特点。
春计算机组成原理(本科)期末复习指导
2002春《计算机组成原理》（本科）期末复习指导第2章数据表示、运算和运算器部件一、填空部分1．掌握十进制与BCD、二进制、十六进制互相转换的方法。
53~552．掌握补码加减法80~81二、选择题部分1．按照IEEE标准，一个浮点数如何组成，浮点数的零如何表示，什么是规格化。
70~71 2．了解奇偶校验码中的偶校验的特点，码距。
57~59第3章指令、指令系统和控制器部件一、简答题部分1．可以改变指令顺序执行的指令有哪几种，一般可以采用什么方案。
无条件转移指令，条件转移指令，子程序调用指令和子程序返回指令，中断返回指令等可以改变指令执行的次序（不再是顺序执行）；一般可以采用在指令字中，可以通过给出寄存器编号，把该寄存器的内容作为新的指令地址；可以例如用指令的第二个字直接给出一个新的指令地址；也可以通过给出一个偏移值（可以为正或负值）与当前指令地址相加求得新指令的地址（相对转移）。
对条件转移指令，还应该在指令字中给出依据什么条件判定是否应该转移的信息，仅在条件成立时才转移，否则顺序执行下一条相邻指令。
2．了解组合逻辑的控制器中节拍发生器的作用。
是通过节拍发生器的几个触发器的不同的编码状态来区分每条指令不同的执行步骤3．在教案实验机中，要扩展新指令，需要哪些设计步骤？又如何协调原有指令与扩展指令关系？在教案实验中，要扩展加进几条新指令，需要经过：。
定义指令格式和指令功能；。
划分指令执行步骤并确定每个步骤应完成的处理功能；。
设计为支持每一步骤用到的控制信号的取值状态（设计指令执行流程表）；。
写出这几条指令用到的每个控制信号的逻辑表达式；。
把这些控制信号分组，分配到相应的现场可编程器件中，完成逻辑表达式的编译操作，并把产生的融丝编码的文件内容写入到每个芯片之中；在教案计算机中，这些扩展指令与原有指令用到的不同的控制信号，被分配在两类不同的现场可编程器件中，对应的同一个控制信号直接连接在一起，并通过区分新老指令的一位控制信号使其中的一类现场可编程器件的输出有效，而使另一类现场可编程器件的输出呈现高阻态，以保证二者以互斥方式运行。
计算机组成原理》期末考试复习
一、冯·诺依曼机
冯·诺依曼机的组成 冯·诺依曼机的工作原理 冯·诺依曼机的层次结构
计算机学院
二、数据编码与数据校验
定点、 定点、IEEE754浮点数的表示和表示范围 海明码校验、 海明码校验、 CRC校验 CRC校验 奇偶校验
计算机学院
例 题
计算机学院
五、指令系统与控制器
操作码的扩展技术 指令格式、 指令格式、寻址方式 CPU的组成、控制器的类型、机器指令与微指令与 CPU的组成、控制器的类型、 的组成 微程序的关系 控制器的时序设计 指令的操作和微操作流程图 微指令格式 微地址的安排
计机学院
六、流水线
流水线的时空图 如何提高流水线的性能 流水线的实际吞吐率 流水线的加速比 流水线的效率
二运算方法与运算器二运算方法与运算器?补码加减法运算溢出判断?浮点加减运算?一位原码补码乘除法运算一位原码补码乘除法运算计算机学院?阵列运算方法三指令系统与控制器三指令系统与控制器?指令格式与寻址方式?指令的操作流程?微指令格式设计微指令格式设计计算机学院?微程序设计的控制器四存储系统与存储结构四存储系统与存储结构?内存储器的结构与扩展方法?高速缓冲存储器与数据调度?虚拟存储器的设计方法虚拟存储器的设计方法计算机学院?磁记录存储器的原理与性能指标计算五五ioio系统与系统与ioio调度调度?中断排队?多重中断?中断接口中断接口计算机学院?dma的三种传送方式?dma的三个传送阶段
1、如果有16个信息位的信息，采海明码校验，需 要多少校验位？应设置在哪些位置上？写出相应 的海明码。 2、若计算机准备传送的数据信息是： 1010110010001111，生成多项式是X5+X2+1，计算 校验位，写出CRC位。
计算机组成原理复习 (期末重点考点总结)
计算机组成原理期末考试复习重点目录第一章计算机系统概论 (2)第二章运算方法和运算器 (4)第三章多层次的存储器 (13)第四章指令系统 (19)第五章中央处理器 (21)第6-8章： (23)第一章计算机系统概论从器件角度看，计算机经历了五代变化。
从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于冯诺依曼计算机。
计算机硬件的五大部分：冯·诺依曼计算机有什么特点呢？最重要的特点是存储程序，也就是说指令和数据都存储在存储器中，CPU运行程序时从存储器中读到每一条指令然后运行它，这就是存储程序的基本原理(定义)。
I/O设备能够直接连接CPU吗？不能，因为两者速度不匹配，需要通过接口连接。
计算机系统的层次结构：现代计算机系统可分为五个层次，第一级是微程序设计级；第二级是一般机器级；第三级是操作系统级；第四级是汇编语言级；第五级是高级语言级用什么部件区分M中存放的是指令还是数据？控制器控制器功能：交换、检测及提供信号1，控制机器，控制各个部件协调一致地工作。
2，控制器具备数据交换功能，这是指实现CPU与控制器之间、控制器与设备之间的数据交换。
3，将电话比喻中人体，那么控制器就好比是人的大脑，输出各种指令，是零件灵活运行。
2113 4，运算器只能完成运算，而控制器用5261于控制着整个CPU的工作。
5，通过数据总线，由CPU并行地把数据写入控制器，或从控制器中并行地读出数据。
第二章运算方法和运算器关于原码，反码，补码，移码的表示和计算(注意正负0的区别) 原码：反码：补码：移码：四种机器数的比较：正数：原码=反码=补码=真值负数：原码对应真值;反码为原码除符号位，其余0->1,1->0;补码为反码最低位+1; 移码：和补码数值位相同，符号位取反。
奇偶校验码（简单来说）：奇校验：一位校验码和这个传输数据中1的总个数是奇数偶校验：一位校验码和这个传输数据中1的总个数是偶数IEEE 754标准：一个规格化的32位浮点数x的真值表示为x=(-1)S×(1.M)×2E-127e=E-127IEEE754标准下转十进制数值：IEEE754标准下转二进制数值：补码加减法运算以及溢出判断补码加法：例题：补码减法：例题：溢出的判断：溢出判断例题：浮点数的加减运算：第三章多层次的存储器DRAM: 动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）,是一种半导体存储器SRAM:: 静态随机存取存储器（Static Random-Access Memory，SRAM）是随机存取存储器的一种ROM:: 只读存储器（Read-Only Memory，ROM）所存数据通常是装入整机前写入的RAM:: 随机存取存储器（英语：Random Access Memory缩写：RAM）是与CPU直接交换数据的内部存储器闪存(Flash Memory):：是电子可擦除只读存储器(EEPROM)的变种，闪存掉电后信息不丢失，是一种非易失性存储器，闪存是一种半导体存储器，不能实现信息可读可写读写存储器:：可读可写只读存储器：只能读不能写闪速存储器：在系统电可擦除和可重复编程，而不需要特殊的高电压，具有成本低、密度大的特点常见的虚拟存储系统由主存-辅存两层存储器组成，辅存是大容量的磁表面存储器组成高速缓冲存储器(Cache)由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度接近于CPU的速度。
计算机组成原理期末复习题纲
第一章的讲课内容1.11 计算机的层次结构2 计算机组成与计算机体系结构的概念与区别1.21 冯.诺伊曼计算机的特点(重点)2 冯.诺伊曼计算机的硬件框图,现代计算机硬件框图,指名两者的区别3 计算机五大功能部件的功能4 通过例子简要介绍计算机的工作步骤1.31 计算机硬件的技术指标1.41 概述各章节之间的关系第二章的讲课内容.2.2.6 只要讲述英文缩写所对应的中文功能即可第三章的讲课内容1 总线概念2 总线分类3 总线特性(重点)4总线性能指标中总线带宽与总线复用(重点)5 总线标准的概念6 总线结构7 总线控制总线的通信控制中同步与异步通信的数据传输率计算题是(重点)第四章的讲课内容1 存储器的分类2 存储器的层次结构(重点)3 主存储器半导体存储器芯片举例存储器子系统的设计---位扩展与字扩展(重点)4 随机存储器的刷新刷新的概念与刷新的方式(重点)5 提高访存速度的措施6 高速缓冲存储器(重点)cache的工作原理cache--主存地址的映射方式(重点)替换策略4.4 辅助存储器不讲7 存储器的校验第五章的讲课内容1 输入输出系统的组成2 接口的概念,功能,组成5.2 I/O设备不讲3 外设与主机信息处送的控制方式各种方式的特点,工作流程,接口电路(重点)第六章的讲课内容1 无符号数与有符号数2 数的定点与浮点表示3 定点运算原码一位乘法, 原码两位乘法,补码一位乘法(重点) 补码两位乘法,原码与补码的除法运算不讲4浮点四则运算(重点)加减运算的步骤(重点)5 ALU第七章的讲课内容1 指令系统的概念扩展操作码技术的计算(重点)2寻址方式(重点)3 指令格式举例(重点)4 RISC与CISC的特点与举例(重点)第八章的讲课内容1 CPU的结构与功能2 指令周期的概念3 指令流水的概念及影响其性能的因素4 中断系统(重点)第九章的讲课内容各周期包含的微操作命令分析5 多极时序系统(重点)第十章的讲课内容1组合逻辑控制器与微程序控制器的异同(重点)2 组合逻辑控制器的设计原理3 微程序控制器的设计原理(重点)从10.2.6开始不讲。
计算机组成原理期末复习+内容总结
计算机组成原理期末复习+内容总结第一章计算机系统概论1.基本概念硬件是指可以看得见、摸得着的物理设备实体。
一般讲硬件还应包括将各种硬件设备有机组织起来的体系结构。
软件由程序、数据和文档组成。
它使计算机硬件能完成运算和控制功能的有关计算机指令和数据定义的组合，即机器可执行的程序及有关数据。
另外，软件还包括机器不可执行的与软件开发、过程管理、运行、维护、使用和培训等有关的文档资料。
固件是将软件写入只读存储器ROM中，称为固化。
只读存储器及其写入的软件称为固件。
固件是介于硬件和软件之间的一种形态，从物理形态上看是硬件，而从运行机制上看是软件。
计算机系统的层次结构是现代计算机系统由硬件、软件有机结合的十分复杂的整体。
在了解、分析、设计计算机系统时，人们往往采用分层的方法，即将一个复杂的系统划分为若干个层次，即计算机系统的层次结构。
最常见的是从计算机编程语言的角度划分的计算机系统层次结构。
虚拟计算机是指通过配置软件扩充物理机功能以后所形成的一台计算机，而物理机并不具备这种功能。
虚拟机概念是计算机分析设计中的一个重要策略，它将提供给用户的功能抽象出来，使用户摆脱具体物理机细节的束缚。
2.计算机的性能指标计算机的性能指标有以下几个方面：吞吐量表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量，用bps度量。
响应时间表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。
利用率在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所在的比率，用百分比表示。
处理机字长常称机器字长，指处理机运算中一次能够完成二进制运算的位数，如32位机、64位机。
总线宽度一般指CPU从运算器与存储器之间进行互连的内部总线一次操作可传输的二进制位数。
存储器容量是存储器中所有存储单元（通常是字节）的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。
存储器带宽是单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用B/s（字节/秒）表示。
主频/时钟周期CPU的工作节拍受主时钟控制，按照规定在某个时间段做什么。
计算机组成原理课程期末复习指导
计算机组成原理课程期末复习指导第1章 计算机系统概述一、复习要点本章是计算机系统的概述，强调建立计算机系统的初步的和较完整的概念。
本章期末考试不做具体要求，但本章基本概念的理解程度将直接影响到对后续各部分内容的理解。
其中以计算机系统的结构层次、硬件系统的基本组成为重点理解的内容。
二、重点问题解析1．什么是计算机系统的层次结构？答：通常，把一个计算机硬、软件系统的完整内容划分为6个层次。
分层能够更精准地理解、说明每一个层次的功能和运行机制，表明各层次之间相互依存、彼此支持的关系。
下一层是实现上一层的基础，上一层是对下一层的功能扩展。
① 数字电路与逻辑设计是实现计算机硬件的基础，处于最底层；② 由5个部件组成的计算机硬件系统构成微体系结构层，接在数字逻辑层上面；③ 硬件系统实现了全部指令系统的运行功能，提供了设计软件的能力，处在硬件系统的顶层和软件系统的底层；④ 最底层的软件是操作系统，提供了管理和运行计算机系统的能力；⑤ 在此基础上设计的汇编语言，提供了设计程序的功能较弱的基本工具；⑥ 再往上实现了功能更强的高级语言，设计各种程序更容易，使用计算机更方便。
2．什么是计算机系统中的硬件系统和软件系统？答：计算机硬件系统是一种高度复杂的、由多种电子线路、精密机械装置等构成的、能自动并且高速地完成数据处理、计算的装置或者工具。
硬件系统由运算器部件、控制器部件、存储器部件、输入设备和输出设备5个大的功能部件组成，见图1.2。
其中运算器和控制器共同构成了大家熟知的CPU ，各部件间通过总线连接。
显然，这些部件中运算器用于完成对数据暂存、运算处理功能；控制器向各个部件、设备提供协调运行所需要的控制信号；存储器用于完成对数据存储功能；输入设备和输出设备分别用于完成对原始数据输入功能和对运算结果输出功能。
图1.1 计算机系统层次结构图1.2 计算机硬件系统的组成示意图计算机软件系统是由完成计算机资源管理、方便用户使用的系统软件（厂家提供），和完成用户对数据的预期处理功能（用户设计，自己使用）的程序这样两大部分构成的。
《计算机组成原理》期末复习指导
《计算机组成原理》期末复习指导《计算机组成原理》期末复习指导
1、复习方法——充分整合，归纳总结。
学习过程中，要注重总结、归纳，把老师讲的内容搞清楚，把学习到的知识点进行总结归纳，强化
了印象和记忆。
2、复习形式——辩证综合复习。
复习应该从宏观上，从微观上，从系
统上，从逻辑上，从联系上，从深度上，从诙谐上，都要有辩证综合
的把握。
3、重点复习——重点关注知识点与考点。
复习时，要把整个学科
的知识点、考点都看一遍，把重点放在知识点与考点上，特别是记住
与在课堂上讲的、考试的知识点与考点，这样可以对考试有一定的帮助。
4、坚持练习——多做例题练习。
计算机组成原理的复习，应该多
做课本，多做习题，多做模拟题，多练习，明白解题步骤，注意全面
掌握，熟记解题原理，不断积累解题力量。
5、及时总结——提前复习总结错题。
看完课本之后要回顾，要总
结对哪些知识点不是很理解，哪些概念没有搞懂，哪些不是很清楚，
这些方面在靠近考试的时候要重点复习，特别是要认真总结自己错题，找出错误、缺陷，把错题分门别类，进行归纳总结。
(完整版)计算机组成原理期末复习+内容总结
第一章计算机系统概论1、基本概念硬件：是指可以看得见、摸得着的物理设备（部件）实体，一般讲硬件还应包括将各种硬件设备有机组织起来的体系结构。
软件：程序（代码）+ 数据 + 文档。
由两部分组成，一是使计算机硬件能完成运算和控制功能的有关计算机指令和数据定义的组合，即机器可执行的程序及有关数据；二是机器不可执行的，与软件开发、过程管理、运行、维护、使用和培训等有关的文档资料。
固件：将软件写入只读存储器ROM中，称为固化。
只读存储器及其写入的软件称为固件。
固件是介于硬件和软件之间的一种形态，从物理形态上看是硬件，而从运行机制上看是软件。
计算机系统的层次结构：现代计算机系统是由硬件、软件有机结合的十分复杂的整体。
在了解、分析、设计计算机系统时，人们往往采用分层（分级）的方法，即将一个复杂的系统划分为若干个层次，即计算机系统的层次结构。
最常见的是从计算机编程语言的角度划分的计算机系统层次结构。
虚拟计算机：是指通过配置软件扩充物理机（硬件/固件实现）功能以后所形成的一台计算机，而物理机并不具备这种功能。
虚拟机概念是计算机分析设计中的一个重要策略，它将提供给用户的功能抽象出来，使用户摆脱具体物理机细节的束缚。
2、计算机的性能指标。
1 吞吐量：表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量，用bps度量。
2 响应时间：表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。
3 利用率：在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所在的比率，用百分比表示。
4 处理机字长：常称机器字长，指处理机运算中一次能够完成二进制运算的位数，如32位机、64位机。
5 总线宽度：一般指CPU从运算器与存储器之间进行互连的内部总线一次操作可传输的二进制位数。
6 存储器容量：存储器中所有存储单元（通常是字节）的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。
7 存储器带宽：单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用B/s（字节/秒）表示。
计算机组成原理期末重点章节知识点精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版计算机组成原理第一章计算机系统概论（清楚一个概念）计算机的性能指标：吞吐量：表征一台计算机在某个时间间隔内能够处理的信息量。
响应时间：表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。
利用率：在给定的时间间隔内系统被实际使用的时间所占的比率，用百分比表示。
处理机字长：指处理机运算器中一次能够完成二进制数运算的位数。
总线宽度：一般指CPU中运算器与存储器之间进行互连的内部总线二进制位数。
存储器容量：存储器中所有存储单元的总数目，通常KB,MB,GB,TB来表示。
存储器带宽：单位时间内存储器读出的二进制数信息量，一般用字节数/秒表示。
主频/时钟周期：CPU的工作节拍受主时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟，主时钟的频率叫CPU的主频。
度量单位MHZ（兆赫兹）、GHZ（吉赫兹）主频的倒数称为CPU时钟周期（T),T=1/f，度量单位us，nsCPU执行时间：表示CPU执行一般程序所占的CPU时间，公式：CPU执行时间=CPU时钟周期数xCPU时钟周期CPI：表示每条指令周期数，即执行一条指令所需的平均时钟周期数。
公式：CPI=执行某段程序所需的CPU时钟周期数/程序包含的指令条数MIPS：表示平均每秒执行多少百万条定点指令数，公式：MIPS=指令数/（程序执行时间x10^6）第二章运算方法和运算器原码定义：（1）整数（范围（-（2^n-1）~ 2^n-1)（2）小数(范围-（2^-n-1 ~ 1-2^-n)反码定义：（3）整数（范围（-（2^n-1）~ 2^n-1)（4）小数(范围-（2^-n-1 ~ 1-2^-n)补码定义：（5）整数（范围（-（2^n ）~ 2^n-1)（6）小数(范围（-1 ~ 1-2^-n)移码表示法（用于大小比较与对阶操作）IEEE754标准格式：符号位（1位）+ 阶码（移码）+ 尾数正溢：两个正数相加，结果大于机器字长所能表示的最大正数负溢：两个负数相加，结果小于机器字长所能表示的最小负数检测方法：1、双符号位法2、单符号位法不带符号阵列乘法器：同行间并行不同行间串行浮点加减运算操作过程大体分四步：1、0操作数检查2、比较阶码大小完成对阶3、尾数进行加减运算4、结果规格化所进行舍入处理流水线原理:时间并行性线性流水线的加速比：C k=T L/T K =nk/k+（n-1）第三章存储系统程序局部性原理：在某一段时间内频繁访问某一局部的存储器地址空间，而对此范围以外的地址空间则很少访问的现象。
计算机组成原理期末(整理)
计算机组成原理期末复习纲要一、理解与识记。
1、冯·诺依曼体制的核心思想：采用存储程序工作方式。
①事先编制程序(根据问题找算法编程序)；②将程序存储于计算机的存储器中；③计算机在运行时自动地、连续地从存储器中依次取出指令加以执行。
2、总线的特性:机械特性、电气特性、功能特性、时间特性。
3、指令系统的定义：一台计算机中所有机器指令的集合。
对指令系统性能的基本要求:完备性、有效性、规整性、兼容性。
4、（1）寄存器寻址在指令的地址码部分给出某一寄存器的某一单元的名称，而所需的操作数就在这个寄存器的该单元中。
EA=Ri；执行阶段不访存，只访问寄存器，执行速度快寄存器个数有限，可缩短指令字长（2）、寄存器间接寻址地址码部分给出的是寄存器的某个单元格名称，该单元格中存放的是操作数在主存中的地址。
EA=(Ri)；有效地址在寄存器中，操作数在存储器中，执行阶段访存便于编制循环程序（3）、相对寻址把当前PC中的内容与指令地址码部分给出的位移量之和作为操作数的地址.EA = ( PC ) + A；A 是形式地址（可正可负，补码）A 的位数决定操作数的寻址范围,广泛用于转移指令。
（4）、变址寻址IX 为变址寄存器（专用），通用寄存器也可以作为变址寄存器EA = ( IX ) +A；如果在变址寻址中引入基址寄存器，则EA=(IX)+(BR)+A；可扩大寻址范围,IX 的内容由用户给定在程序的执行过程中IX 内容可变，形式地址 A 不变便于处理数组问题5、分辨率：在显示屏幕上，图像都是由称作像素的光点组成的，光点的多少称作分辨率（显示设备能够表示像素的个数）；灰度级：所显示像素点的暗亮差别称作灰度级。
中断:在接到随机请求后,CPU暂停执行原来的程序,转去执行中断处理程序,为响应的随机事件服务,处理完毕后CPU恢复原程序的继续执行,这个过程称为中断.DMA控制方式的基本思想（P253）：是一种完全由硬件执行的主存与外设之间数据直接传送的I/O控制方式,由DMA控制器从CPU接管对总线的控制权，数据传送不经过CPU，而直接在主存和外设之间进行。
计算机组成原理 期末复习
《计算机组成原理 》 试题类型及解答
一、数制转换，定点小 数制转换， 数和整数的原码、反码、 数和整数的原码、反码、 补码表示。
例题： 例题：
将十进制数 +107/128 和 –52化成二进制数 ， 再写出 化成二进制数， 化成二进制数 各自的原码、反码、 各自的原码、反码、补码表 示（符号位和数值位共8 位）。
考核的知识点： 考核的知识点： （1）总线的组成、工作 ）总线的组成、 方式。（ 。（2） 方式。（2）点阵设备性 能的比较。（ 。（3） 能的比较。（ ）光盘机 的工作原理。 的工作原理。
考核的知识点： 考核的知识点： （1）高速缓冲存储器系 ） 统的概念， 统的概念，工作原理及 性能分析。 性能分析。
外存储设备（磁盘、 十、外存储设备（磁盘、 光盘） 光盘）的组成与工作原 理，有关磁盘阵列和容 错方面的知识要掌握， 错方面的知识要掌握， 以作业和有关题目为参 照。
十一、计算机输入/输出 十一、计算机输入 输出 系统的组成， 系统的组成，包括计算 机总线、输入/输出控制 机总线、输入 输出控制 方式（比较优缺点）。 方式（比较优缺点）。
九、多级存储器系统的基本 组成， 组成，各级存储器所用介质 的特性， 的特性，多级结构存储器结 构应满足的原则， 构应满足的原则，以及它得 以高效运行的原理。 以高效运行的原理。
例题1： 例题 ： 说明采用多级结构的存 储器系统的目的？ 储器系统的目的？使用 多体结构的主存储器的 目的？ 目的？
《计算机组成原理》 计算机组成原理》 期末复习指导（ 期末复习指导（2）
期末考试主要考核同学对 该课程中原理性和技术方面的 知识的掌握程度。 知识的掌握程度。考试只限于 到第5章内容。 第2到第5章内容。具体以每章 本章主要教学内容” 的“本章主要教学内容” 中叙 述为依据。 述为依据。
计算机组成原理期末复习资料要点
计算机组成原理期末复习资料（陆瑶编著）第一章计算机的系统概述（P1-8）1.1计算机的组成任务（P1）1.计算机系统由硬件和软件两个子系统组成；2.计算机系统结构主要有a、研究计算机系统硬件、软件功能的分配；b、确定硬件和软件的界面；c、完成提高计算系系统性能的方法；3.计算机的组成是按照计算机系统结构分配给硬件子系统的功能以及确定的概念结构，研究硬件子系统各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令集的各种功能和特性。
4.计算机实现是计算机组成的物理实现，即按计算机组成制定的方案，制作出实际的计算机系统，它包括处理器、主存、总线、接口等各部件的物理结构的实现，器件的集成度和速度的选择和确定，器件、模块、插件、底板的划分和连接，专用器件的设计，电源配置、冷却、装配等各类技术和工艺问题的解决等。
1.2计算机的硬件系统结构P2（1.2.1）5.电子数字计算机普遍采用冯·诺依曼计算机系统结构。
6. 主机：由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。
7. CPU：中央处理器，是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。
8.冯·诺依曼计算机系统结构由运算器、控制器、储存器、输入设备、输出设备5大部件组成，相互间以总线连接。
9.运算器的作用：计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。
运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件(ALU)。
（算数逻辑部件（ALU）：用于完成各种算术运算和逻辑运算（主要用于条件判断、设备控制等）。
）10.控制器的作用：是计算机的指挥中心,负责决定执行程序的顺序,给出执行指令时机器各部件需要的操作控制命令.由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的"决策机构"，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。
11储存器的作用：是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。
计算机组成原理期末复习知识要点培训资料
计算机组成原理期末复习知识要点培训资料计算机组成原理期末复习知识要点第一章1）冯.诺依曼主要三个思想是什么？（1）计算机处理采用二进制或二进制代码（2）存储程序（3）硬件五大部分：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器2）计算机硬件由哪5部分组成？输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器3）VLSI中文的意思是什么？超大规模集成电路4）列举出三个计算机应用领域？1．科学技术计算2．数据信息处理3．计算机控制4．计算机辅助技术 5．家庭电脑化5）计算机系统分哪两大系统？硬件和软件系统6）计算机内部信息包括哪两大信息？计算机中有两种信息流动：一是控制信息，即操作命令，其发源地为控制器；另一种是数据流，它受控制信息的控制，从一部件流向另一部件，边流动边加工处理。
7）计算机性能主要包括哪三个主要性能？（1）基本字长: 是参与运算的数的基本长度，用二进制数位的长短来衡量，取决寄存器、加法器、数据总线等部件的位数。
（2）主存容量:可以用字节，有的用字长，K、M、G、T （3）运算速度: 是每秒能执行的指令条数来表示，单位是条/秒。
（MIPS）8）现代计算机系统分为五个层次级别是如何划分的？从功能上，可把现代计算机系统分为五个层次级别：第一级是微程序设计级：是硬件级第二级是一般机器级：机器语言级第三级是操作系统级：是操作系统程序实现。
(混合级)第四级是汇编语言级：一种符号形式语言。
第五级是高级语言级9）机器数是指什么？它主要是解决了数值的什么表示？10）机器数有哪4种表示方法？原码表示法、补码表示法、和移码表示法四种。
11）计算机数值有哪两种表示方式？它主要解决了数值的什么表示？定点表示和浮点表示。
主要解决数中小数点的位置的确定。
12）浮点数在计算机内部表示两种方式是如何安排的？13）尾数是补码表示其规格化如何表示？正数：0.1×…×的形式负数：1.0×…×的形式14）解释计算机内部数值0和字符0有何不同？数值0在计算机中为00H，而字符0为其ASCII码30H。
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2002春《计算机组成原理》（本科）期末复习指导第2章数据表示、运算和运算器部件一、填空部分1．掌握十进制与BCD、二进制、十六进制互相转换的方法。
53~552．掌握补码加减法80~81二、选择题部分1．按照IEEE标准，一个浮点数如何组成，浮点数的零如何表示，什么是规格化。
70~71 2．了解奇偶校验码中的偶校验的特点，码距。
57~59第3章指令、指令系统和控制器部件一、简答题部分1．可以改变指令顺序执行的指令有哪几种，一般可以采用什么方案。
无条件转移指令，条件转移指令，子程序调用指令和子程序返回指令，中断返回指令等可以改变指令执行的次序（不再是顺序执行）；一般可以采用在指令字中，可以通过给出寄存器编号，把该寄存器的内容作为新的指令地址；可以例如用指令的第二个字直接给出一个新的指令地址；也可以通过给出一个偏移值（可以为正或负值）与当前指令地址相加求得新指令的地址（相对转移）。
对条件转移指令，还应该在指令字中给出依据什么条件判定是否应该转移的信息，仅在条件成立时才转移，否则顺序执行下一条相邻指令。
2．了解组合逻辑的控制器中节拍发生器的作用。
是通过节拍发生器的几个触发器的不同的编码状态来区分每条指令不同的执行步骤3．在教学实验机中，要扩展新指令，需要哪些设计步骤？又如何协调原有指令与扩展指令关系？在教学实验中，要扩展加进几条新指令，需要经过：。
定义指令格式和指令功能；。
划分指令执行步骤并确定每个步骤应完成的处理功能；。
设计为支持每一步骤用到的控制信号的取值状态（设计指令执行流程表）；。
写出这几条指令用到的每个控制信号的逻辑表达式；。
把这些控制信号分组，分配到相应的现场可编程器件中，完成逻辑表达式的编译操作，并把产生的融丝编码的文件内容写入到每个芯片之中；在教学计算机中，这些扩展指令与原有指令用到的不同的控制信号，被分配在两类不同的现场可编程器件中，对应的同一个控制信号直接连接在一起，并通过区分新老指令的一位控制信号使其中的一类现场可编程器件的输出有效，而使另一类现场可编程器件的输出呈现高阻态，以保证二者以互斥方式运行。
4．了解微程序控制器中的下地址形成部件的作用，以及形成下一条微指令的办法。
通过从控制存储器中读出不同的微指令，来完成每一条指令不同执行步骤的控制功能，即接续指令不同执行步骤。
5．掌握下述指令各自的执行步骤，及每一步的功能是什么。
a.CPU内部的寄存器和寄存器之间的数据运算与传送CPU内部的寄存器和寄存器之间的数据运算与传送，通常用一步可以完成；例如R0+R1 R0；b.主存储器的一个存储单元与一个累加器之间的数据传送主存储器的一个存储单元与一个累加之间的数据传送，通常用2步可以完成，第一步把主存储器的一个存储单元的地址送地址寄存器，第二步读主存储器，并把读出的数据传送到指定的累加器中；c.主存储器的2个存储单元之间的数据传送主存储器的2个存储单元之间的数据传送，通常可以用4步完成，第一步把主存储器的一个存储单元的地址送地址寄存器，第二步读主存储器，并把读出的数据保存在一个数据寄存器中；第三步把主存储器的另外一个存储单元的地址送地址寄存器，第四步执行写主存储器，即把保存在那个数据寄存器中的数据写进存储器的指定单元中。
第4章多级结构的存储器系统一、选择题部分1．掌握高速缓冲存储器在计算机系统中所处位置，用于解决的矛盾，选用的器件，写入的原理，读出操作的原理。
277~2782．掌握虚拟存储器的概念，解决的矛盾，两种管理方案的基本概念。
286~287二、简答题部分1．了解动态与静态存储器芯片存储信息的特点，各自的适用场合。
266~2702．了解主存储器的多体结构的概念，提高读写速度的原因。
主存储器的多体结构是指实现多个可以各自独立完成读写操作的存储器模块（体），即它们的读写操作有可能在时间上重叠起来，而存储器的总容量为这些存储器体容量的总和。
对单一的容量更大的存储器，在一个读写周期内，只能读写一个主存字，但对多个存储体组成的存储器，却可以在一个读写周期内启动多个存储体的读写操作，从而有可能完成多个存储字的读写操作，即提高了主存储器平均的读写速度。
3．了解硬磁盘的基本工作原理，主要性能指标，在计算机系统中的作用。
291~292第5章输入/输出设备与输入/输出系统一、简答题部分1．掌握在总线的设计与实现中采用哪些方案，可以提高计算机系统的输入/输出能力，这些方案解决了什么问题。
提高总线时钟的频率，以便在单位时间内完成更多次数的数据传送；增加数据总线的位数，以便在每次数据传送时同时传送更多位数的数据；采用成组数据传送（BURST传送）方式，使得在一组数据传送的过程中，尽可能地把发送地址和传送数据在时间上重叠起来；采用多总线结构，使得多个数据同时通过不同的总线完成传送。
最终达到在单位时间内传送尽可能多的数据的目的，即提高了输出输入能力。
2．了解显示接口卡中主要包括那些功能部件？显示字符和显示简单的图形的主要区别是什么？313~3143．掌握直接控制方式，程序中断方式和直接内存访问方式的基本概念、作用、对CPU运行的影响。
在计算机系统的输入/输出过程中，程序直接控制方式，是通过输入/输出指令查询接口状态来控制数据的输入/输出操作的运行方式，简单且运行速度快，但占据CPU的过多时间，也难以完成CPU计算与外围设备入出操作，或多个外围设备入出操作的并发执行。
程序中断方式仅在设备已经准备就绪的时候（准备好送给CPU的数据或已经完成一次写入操作），才通过发出中断请求信号，请求CPU开始一次输入/输出操作，使得CPU有更多的时间执行运算操作，故可以完成CPU计算与外围设备入出操作，或多个外围设备入出操作的并发执行；但响应与处理一次中断要用较多条指令才得以完成，故主要用于慢速设备的输入/输出操作。
直接内存访问方式，主要用于快速设备与主存储器直接进行数据传送的输入/输出操作，进一步降低了CPU的开销。
4．掌握针式打印机的组成和基本工作原理。
318~319《计算机组成原理》期末复习指导（2）期末考试主要考核同学对该课程中原理性和技术方面的知识的掌握程度。
考试只限于第2到第5章内容。
具体以每章的“本章主要教学内容”中叙述为依据。
参照平时所留作业题目和“计算机组成原理”试题类型及解答。
要强调，注意力不应放在实例、线路的具体内容。
要掌握组成的原理知识，技术思路内容。
《计算机组成原理》试题类型及解答一、数制转换，定点小数和整数的原码、反码、补码表示。
例题：将十进制数 +107/128 和–52化成二进制数，再写出各自的原码、反码、补码表示（符号位和数值位共8位）。
答案：+107/128 = 0.1101011–52 = –110100原码 01101011 10110100反码 01101011 11001011补码 01101011 11001100考核的知识点：（1）十进制的小数、整数转换为二进制数（2）二进制的小数、整数的原码、反码、补码表示，转换 +107/128 的技巧性。
二、二-十进制编码的概念，位权、有权码与无权码的概念。
表2.9内容应掌握。
例题：1.掌握判断二元编码系统的判断方法。
2.能够举出有权、无权码的例子。
考核的知识点：（1）位权的概念（2）判定编码系统的方法。
三、补码加减法运算（双符号），溢出判断。
原码一位乘法运算。
四、浮点数的表示，隐藏位技术概念，移码概念。
例题：要求阶码用4位（含阶符号）移码表示，尾数用8位（含浮点数的符号）原码表示。
设 A= – 0.101101 ⨯ 2-3,B= 0.101001 ⨯ 2-2,将A、B表示为规格化的浮点数；答案：–0.101101 ⨯ 2-3的浮点数的格式：1 0101 1011010101001⨯2-2 的浮点数的格式：0 0110 1010010考核的知识点：（1）补码加减法运算，溢出。
（2）原码一位乘法（3）浮点数格式与表示（4）浮点数的规格化，隐藏位，移码。
五、定点运算器的功能、组成、使用多累加器的用途，乘商寄存器的功能。
考核的知识点：(1) 定点运算器功能与组成：算逻运算部件ALU，多累计器GR，乘商寄存器。
(2) 运算器的控制与使用。
六、对指令系统的要求，指令的功能安排，指令格式和寻址方式内容，指令的执行步骤，设计指令系统的要点是重点。
例题： 1. 举例说明计算机中常用的四种寻址方式（寄存器寻址，寄存器间接寻址，变址寻址，堆栈寻址），从形式地址到得到操作数的寻址处理过程。
答案：（1）寄存器寻址，形式地址为寄存器名（或编号），寄存器中的内容为操作数；（2）寄存器间接寻址，形式地址为寄存器名（或编号），寄存器中的内容为操作数的地址，再读一次内存得到操作数。
（3）变址寻址，形式地址为变址寄存器名（或编号）和变址偏移值，把变址寄存器中内容与变址偏移值相加得到操作数的地址，再读一次内存得到操作数。
（4）堆栈寻址，通常形式地址为将写入堆栈的、或接收堆栈读出内容的寄存器名（或编号），指令中不直接给出内存地址，用默认堆栈指针SP，修改SP操作。
考核的知识点：(1) 指令格式与指令中的操作数地址表示；(2) 形式地址与实际地址的概念；(3) 寻址的处理过程。
例题：2．原理性地说明： ADD R0,R1指令、条件相对转移指令的指令格式和执行步骤。
答案： ADD R0，R1，指令格式和内容：指令中给出操作码和R0、R1的编号；指令执行步骤：（1）程序计数器（PC）的内容送地址寄存器（2）读内存，读出内容送指令寄存器（IR）；PC内容+1（增量）；（3） R0、R1送ALU，ALU执行加运算，运算结果存回R0寄存器；保存运算结果的特征状态。
（4）检查有无中断请求，有，则响应中断，无则转入下一条指令的执行过程。
条件相对转移指令，指令中给出操作码和相对转移偏移值，条件转移要依据的转移判断条件；指令的执行步骤：其中（1）、（2）步的取指和最后一步的判中断同前一条指令的处理；（3）执行条件转移指令时，要判别指定的条件，若为真，才执行：尚未修改的PC内容送ALU，相对转移偏移值送ALU， ALU执行加操作，结果送入PC；否则顺序执行下条指令；考核的知识点：（1）典型指令的指令设计要点。
（2）典型指令的执行步骤分析、比较（子程序调用，中断指令）。
七、海明码纠错的基本原理。
（p59)八、组合逻辑控制器理，微程序控制器。
例题1：说明组合逻辑控制器的组成，重点了解节拍发生器。
答案：组合逻辑控制器是用节拍发生器指明一条指令执行步骤。
例题2：说明微程序控制器如何产生下一条微地址。
（参考p163)考核的知识点：(1)组合逻辑和微程序的两种控制器功能与组成。
(2) 组合逻辑和微程序的控制器的运行原理。
九、多级存储器系统的基本组成，各级存储器所用介质的特性，多级结构存储器结构应满足的原则，以及它得以高效运行的原理。