计算机组成原理复习资料
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第一章：1.计算机系统由“硬件”和“软件”两大部分组成计算机的软件通常又可分为两大类：系统软件和应用软件2.冯诺依曼计算机的特点：计算机由运算器、储存器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成运算器、控制器、存储器—》主机控制器、运算器==》 CPU输入、输出–》 I/O3机器字长是指CPU一次能够处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。
字长越长，数的表示范围越大，精度也越高。
4存储容量=储存单元个数*存储字长MAR的位数反映了储存单元的个数，MDR的位数反映了存储字长如MAR为16位，MDR为32位，存储容量=2的16次方*32=2M位（1M=2的20次方）储存容量2M位=2的18次方字节（一个字节=8位）=2的18次方B=256KB第一章课后题：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：P3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。
5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；指令和数据均用二进制表示；指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；机器以运算器为中心（原始冯•诺依曼机）。
7. 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。
解：P9-10主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。
CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。
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一、单项选择题：
1虚地址是（ ）。
A、不存在的地址
B、用户编程可使用的地址
C、主存地址
D、磁盘地址
2、在机器数（）中，零的表示形式是惟一的。
A、原码
B、补码
C、反码
D、原码和反码
3、挂接在总线上的多个部件（ ）。
A、只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据
B、可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据
12、按产生控制信号的方式不同，控制器可分为________控制器与________控制器。
13、任何一条指令的执行都要经过________、________和________三个阶段。
14、按数据传送方式，接口可分为________接口与________接口。按时序控制方式分类，接口要分为________接口与________接口。
2、计算机系统是一种________，用于控制和管理计算机系统的资源，是________的接口。
3、PSW是指令部件中________。
4、1101.1001B=________H
5、主存储器和CPU之间增加高速缓冲器的主要目的是________。
6、使CPU与I/0设备完全并行工作方式是________方式。
7、在CPU中跟踪下一条指令地址的寄存器________。
8、冯.诺依曼机的基本特征是________。
9、每条指令由两部分组成，即________部分和________部分。
10、已知字符A的ASCII码的十进制为41，则字符D的ASCII码的十进制为________。
11、在CPU中，指令寄存器（IR）用来________，它的位数与________有关。
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计算机组成原理复习资料计算机组成原理复习资料计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，它涵盖了计算机硬件和软件的基本原理和结构。
在学习这门课程时，我们需要掌握计算机的各个组成部分以及它们之间的相互作用。
下面将从计算机的基本组成、存储器、中央处理器、输入输出设备等方面进行复习总结。
一、计算机的基本组成计算机由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，而软件则包括操作系统、应用软件等。
计算机的基本工作原理是通过输入设备获取数据，经过中央处理器进行处理，最后通过输出设备将结果呈现给用户。
二、存储器存储器是计算机中用于存储数据和指令的地方。
主要包括内存和外存两种形式。
内存又分为主存和高速缓存，主存用于存储当前正在执行的程序和数据，而高速缓存则用于存储最常用的数据和指令，以提高计算机的运行速度。
外存则用于长期存储数据，如硬盘、光盘等。
三、中央处理器中央处理器是计算机的核心部件，负责执行各种计算和控制指令。
它由运算器、控制器和寄存器组成。
运算器用于执行各种算术和逻辑运算，控制器则负责控制指令的执行过程，而寄存器则用于存储中间结果和控制信息。
四、输入输出设备输入输出设备是计算机与外部世界进行交互的接口，用于将用户的输入转化为计算机可识别的数据，并将计算机的输出呈现给用户。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，而输出设备则包括显示器、打印机、音响等。
五、指令和指令系统指令是计算机中的基本操作单位，它用于告诉计算机要执行的具体操作。
指令系统是计算机中的指令集合，它定义了计算机可以执行的所有指令以及它们的操作码、寻址方式等。
不同的计算机有不同的指令系统，如x86、ARM等。
六、计算机的运行过程计算机的运行过程可以分为取指令、译码、执行和访存四个阶段。
首先，控制器从内存中取出一条指令，并将其送到译码器中进行译码。
然后，运算器根据指令的操作码进行相应的运算。
最后，结果被存储回内存或输出到外设。
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1.下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是：Ⅰ.提高CPU时钟频率Ⅱ.优化数据通路结构Ⅲ.对程序进行编译优化A.仅Ⅰ和ⅡB.仅Ⅰ和ⅢC.仅Ⅱ和ⅢD.Ⅰ、Ⅱ和ⅢD2.假定有4个整数用8位补码分别表示为r1=FEH，r2=F2H，r3=90H，r4=F8H。
若将运算结构存放在一个8位寄存器中，则下列运算中会发生溢出的是A.r1×r2B. r2×r3C. r1×r4D. r2×r4B3.假定变量i、f和d的数据类型分别为int、float和double（int用补码表示，float和double 分别用IEEE754单精度和双精度浮点数格式表示），已知i=785，f=1.5678e3，d=1.5e100。
若在32位机器中执行下列关系表达式，则结果为“真”的是Ⅰ.i==（int）（float）I Ⅱ.f==（float）（int）fⅢ.f==（float）（double）f Ⅳ.（d+f）-d==fA.仅Ⅰ和ⅡB.仅Ⅰ和ⅢC.仅Ⅱ和ⅢD.仅Ⅲ和ⅣB4.假定用若干个2K×4位的芯片组成一个8K×8位的存储器，则地址0B1FH所在芯片的最小地址是A.0000HB.0600HC.0700HD.0800HD5.下列有关RAM和ROM的叙述中，正确的是Ⅰ.RAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器Ⅱ.RAM和ROM都采用随机存取方式进行信息访问Ⅲ.RAM和ROM都可用作CacheⅣ.RAM和ROM都需要进行刷新A.仅Ⅰ和ⅡB.仅Ⅱ和ⅢC.仅Ⅰ、Ⅱ和ⅣD.仅Ⅱ、Ⅲ和ⅣA6.下列命中组合情况中，一次访存过程中不可能发生的是A.TLB未命中，Cache未命中，Page未命中B.TLB未命中，Cache命中，Page命中C.TLB命中，Cache未命中，Page命中D.TLB命中，Cache命中，Page未命中D7.下列寄存器中，汇编语言程序员可见的是A.存储器地址寄存器（MAR）B.程序计数器（PC）C.存储器数据寄存器（MDR）D.指令寄存器（IR）B8.下列选项中，不会引起指令流水线阻塞的是A.数据旁路（转发）B.数据相关C.条件转移D.资源冲突A9.下列选项中的英文缩写均为总线标准的是A.PCI、CRT、USB、EISAB.ISA、CPI、VESA、EISAC.ISA、SCSI、RAM、MIPSD.ISA、EISA、PCI、PCI-ExpressD10.单级中断系统中，中断服务程序内的执行顺序是Ⅰ.保护现场Ⅱ.开中断Ⅲ.关中断Ⅳ.保存断点Ⅴ.中断事件处理Ⅵ.恢复现场Ⅶ.中断返回A. Ⅰ→Ⅴ→ Ⅵ→ Ⅱ→ ⅦB. Ⅲ→ Ⅰ→ Ⅴ→ ⅦC. Ⅲ→ Ⅳ→ Ⅴ→ Ⅵ→ ⅦD. Ⅳ→ Ⅰ→Ⅴ→ Ⅵ→ ⅦA11.假定一台计算机的显示存储器用DRAM芯片实现，若要求显示分辨率为1600×1200，颜色深度为24位，帧频为85Hz，显存总带宽的50%用来刷新屏幕，则需要的显存总带宽至少约为A.245MbpsB.979MbpsC.1958MbpsD.7834MbpsD12．下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是A．MIPS B．CPI C．IPC D．MFLOPSD13．float型数据通常用IEEE 754单精度浮点数格式表示。
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计算机组成原理（复习）解释概念：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。
解：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（机），是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；（早期的运、控不在同一芯片上）讲评：一种不确切的答法：CPU与MM合称主机；运算器与控制器合称CPU。
这类概念应从性质和结构两个角度共同解释较确切。
主存——计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；(由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成）存储单元——可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位；存储元件——存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取；存储字——一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位；存储字长——一个存储单元所存二进制代码的位数；存储容量——存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）机器字长——CPU能同时处理的数据位数；指令字长——一条指令的二进制代码位数；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、中文解释三部分。
CPU——Central Processing Unit，中央处理机（器），中文解释见7题，略；PC——Program Counter，程序计数器，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的计数器；IR——Instruction Register，指令寄存器，存放当前正在执行的指令的寄存器；CU——Control Unit，控制单元（部件），控制器中产生微操作命令序列的部件，为控制器的核心部件；ALU——Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，运算器中完成算术逻辑运算的逻辑部件；ACC——Accumulator，累加器，运算器中运算前存放操作数、运算后存放运算结果的寄存器；MQ——Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。
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选择控制 线
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什么是时序逻辑电路？ SR-触发器及其逻辑符号(2-或非门)
(2或非门)
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理解状态特征表：
Q(t)原态和Q(t+1) 新态
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事实上，SR触发器 可看作有三个输入: S, R 和 Q，所以其 真值表如右 注意：当S=R=1 时，存在输出状 态不定的可能
48
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1.3计算机系统的实例
• Millisecond = 千分之一秒=毫秒
– 硬盘存取速度通常是10 --20 milliseconds.
• Nanosecond = 纳秒=1 billionth of a second
– 主存存取速度50 --70 nanoseconds.
• Micron (micrometer) = 百万分之一米= 微米
什么是低位和高位交叉存取技术？
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4.1 概述
例子：若采用256k × 8的RAM芯片构建一个2M × 16的主 存储器，且按字编址，回答： • 需要多少片 RAM芯片？ • 每个字需要多少RAM芯片？ • 每个RAM芯片需要多少个地址线？ • 这个存储器有多少组？ • 所有存储器需要多少地址线？ • 采用高位交叉方式，地址14存储单元位于什么位置？ • 采用低位交叉方式，地址14存储单元位于什么位置？
• 符号幅值表示法 符号（1=负，0=正）+幅值. 表数范围=-（2N-1-1）~+（2N-1-1） •补码运算的概念，利用“计算9的个数”算术 理论实现补码运算 正数的补码=原码 负数的补码=反码+1
•浮点表示法： •符号位指出了数值的正负 •指数部分的长度决定了表数范围的大小 •尾数部分的长度决定了表数的精度 •两种方法表达一个小数：（1）在指数带符 号位；（2）偏移指数 •什么是规格化浮点数？ •什么是浮点误差？如何克服？ •什么是IEEE-754浮点标准？
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计算机组成原理复习1.简述运算器和控制器的主要功能运算器的主要功能是完成算数运算和逻辑运算;控制器的主要功能是对指令译码，并产⽣相应的控制信号。
2.简述输⼊设备和输出设备的基本功能输⼊设备将⼈们书序的信息(数字.字符、⽂字、图形、图像、声⾳)形式转换成计算机能接受并识别的信息(⼆进制信息)形式，输出设备则将计算机内部信息形式转换成⼈们熟悉的信息形式。
.3.算术运算和逻辑运算个包括那些运算操作?算术运算对数据进⾏算数操作，包括加减乘除四则:运算和数据格式转换;逻辑运算按位对数据进⾏与或⾮异或和移位等操作。
4.机器语⾔汇编语⾔⾼级语⾔有何区别?机器语⾔是⼀种⽤⼆进制代码表⽰的计算机语⾔，机器可以直接执⾏⽤机器语⾔编写的程序。
汇编语⾔是⼀种⽤助记符表⽰的与机器语⾔⼀⼀对应的语⾔，⽤汇编语⾔编写的程序需经过汇编后才能执⾏。
⾼级语⾔是⼀种接近⼈类⾃然语⾔的与计算机结构⽆关的语⾔，⽤⾼级语⾔编写的程序要经过解释和编译才能执⾏。
5.什么是指令?什么是程序?指令是机器完成某种操作的命令，典型的指令包括操作码和地址码两部分。
操作码⽤来指出执⾏什么操作(如加、传送),地址码⽤来指出操作数在什么地⽅、程序是有序指令的集合，⽤来解诀某⼀特定问题。
6.存储器中存储的数据和指令是怎么区分的?在存储程序的计算机中，指令和数据都是以⼆进制的形式存放在存储器中。
从存储器中存储的内容本⾝看不出它是指令还是数据，因为它们都是⼆进制代码。
计算机在读取指令时把从存储器中读到的信息都看作是指令,⽽在读取数据时则把从存储器中读到的信息都看作是操作数，所以为了不产⽣混乱，在进⾏汇编程序设计时要注意区分存储器中的信息是程序还是数据，⽽⽤⾼级语⾔设计程序⼀般不会产⽣上述问题。
7.寄存器的功能是什么?寄存器在运算时⽤于保存运算数据和中间运算结果，以提⾼运算速度。
此外，寄存器还可以存放指令、指令地址、程序运⾏状态等。
寄存器还可以作为数据缓存。
8.编译程序和解释程序的区别是什么?编译程序和解释程序的作⽤都是将⾼级语⾔程序转换成机器语⾔程序，但转换的过程不同。
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计算机组成原理复习资料1.何谓中断方式？它主要应用在什么场合？请举二例。
答：A、中断方式指：CPU在接到随机产生的中断请求信号后，暂停原程序，转去执行相应的中断处理程序，以处理该随机事件，处理完毕后返回并继续执行原程序； B、主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O； C、例：打印机控制，故障处理。
2.中断接口一般包含哪些基本组成？简要说明它们的作用。
答：A、地址译码。
选取接口中有关寄存器，也就是选择了I/O设备； B、命令字/状态字寄存器。
供CPU输出控制命令，调回接口与设备的状态信息； C、数据缓存。
提供数据缓冲，实现速度匹配； D、控制逻辑。
如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。
3.简述中断隐指令及其功能；答：中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。
4.什么是中断嵌套？答：多级中断系统中，cpu在处理一个中断的过程中又去响应另一个中断请求；5.中断的过程与子程序调用的区别是什么？答（1）、中断的过程与中断时cpu正在运行的程序是相互独立的，它们之间没有确定的关系。
子程序调用是转入的子程序与正在执行的程序是同一个程序。
（2）中断一般是由硬件信号产生的，软中断除外，子程序调用是转移指令引起的。
（3）中断服务程序的地址是由硬件决定的，子程序调用是转移指令在地址码中指定子程序的地址；（4）中断过程要存储所有的状态信息，子程序调用时可以只保存pc的值；（5）中断程序的调用的过程包括确定产生中断的原因、对多个同时进行的中断裁决等，而在一般的子程序调用时没有这种操作；6.简述多重中断系统中CPU响应中断的步骤。
答：(1)、关中断。
暂时禁止所有中断；(2)、保护现场信息，包括保存pc的值；(3)、判别中断条件根据中断优先条件，从而确定中断服务程序的地址；(4)、开中断，设置cpu优先级为当前中断优先级，允许响应外部中断。
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Chapter1 计算机系统概述一、计算机发展历程第一代1946-1957数据处理机第二代1958-1964工业控制机第三代1965-1971中小型计算机第四代1972-1990微型计算机第五代单片计算机二、计算机系统层次结构冯·诺依曼机的主要设计思想：采用存储程序的方式，编制好的程序和数据放在同意存储器中，计算机可以再无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务；在机器内部，指令和数据均以二进制码表示，指令在存储器中按执行顺序存放。
(存储程序并按地址顺序执行)五层结构：5高级语言级-编译程序4汇编语言级-汇编程序3操作系统级-操作系统2一般机器级-微程序1逻辑电路级-硬件执行1．计算机硬件的基本组成运算器“算盘”、存储器“记忆”、控制器“发号施令”、适配器“转换器”、总线和输入/输出设备。
存储程序并按地址顺序执行（冯·诺依曼计算机工作原理）2．计算机软件的分类①各种服务性程序②语言类程序③操作系统④数据库管理系统3．计算机的工作过程收集信息、处理与存储信息、输出信息三、计算机的性能指标吞吐量：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，用时间单位来度量主频：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f叫CPU的主频CPU时钟周期：主频的倒数称为CPU时钟周期T，T=1/fCPI：表示每条指令的周期数，即执行一条指令所需的平均时钟周期数。
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CPU执行时间：表示CPU执行一般程序所占用的CPU时间。
CPU执行时间=CPU时钟周期数*CPU时钟周期MIPS：每秒百万指令数，即单位时间内执行的指令数。
MIPS=指令数/（程序执行时间*10^6）MFLOPS：每秒百万次浮点操作次数，用来衡量机器浮点操作的性能。
MFLOPS=程序中的浮点操作次数/（程序执行时间*10^6）Chapter2数据的表示和运算一、数制和编码1．进位计数值及其相互转换2．真值和机器数原码与补码互相转换“正数不变，负数取反+1”移码1+0- 符号位，数位5．校验码奇偶校验，只能检测出奇数个错误奇数1奇C=0，偶数1时偶C=0二、定点数的表示和运算1．定点数的表示2．定点数的运算加：X补+Y补=[X+Y]补减：[X-Y]补=X补+[-Y]补除：恢复余数法&加减交替法数的字长大于绝对值的现象叫做溢出。
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第1章计算机系统概论一、名词解释：历年真题：名词解释题：（2002年）1．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。
（2003年）16．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。
（2004年）18．ALU算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。
（2005年）21．应用软件：完成应用功能的软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。
近4年都考了名称解释，所以第一章的名称解释是考试的重点，这里给大家列出了名词解释大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，也有利于做选择题及填空题。
1．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。
2．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。
3．运算器：计算机中完成运算功能的部件，由ALU和寄存器构成。
4．ALU：算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。
5．外围设备：计算机的输入输出设备，包括输入设备，输出设备和外存储设备。
6．数据：编码形式的各种信息，在计算机中作为程序的操作对象。
7．指令：是一种经过编码的操作命令，它指定需要进行的操作，支配计算机中的信息传递以及主机与输入输出设备之间的信息传递，是构成计算机软件的基本元素。
8．透明：在计算机中，从某个角度看不到的特性称该特性是透明的。
9．位：计算机中的一个二进制数据代码，计算机中数据的最小表示单位。
10．字：数据运算和存储的单位，其位数取决于具体的计算机。
11．字节：衡量数据量以及存储容量的基本单位。
1字节等于8位二进制信息。
12．字长：一个数据字中包含的位数，反应了计算机并行计算的能力。
一般为8位、16位、32位或64位。
13．地址：给主存器中不同的存储位置指定的一个二进制编号。
14．存储器：计算机中存储程序和数据的部件，分为内存和外存。
15．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线．地址总线和控制总线。
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计算机组成原理复习资料试题类型：选择题40分、填空题10-20分和分析设计题40-50分。
1、减少指令中地址个数的有效方式是采用隐地址方式。
减少每一个地址码的位数采用？2、主存是按随机存取方式工作的存储器。
（随机存取、顺序存取和直接存储器存取）3、在浮点运算中，若结果的尾数绝对值大于1时，需要进行右规处理。
尾数的绝对值小于1/2时，进行左规处理。
4、动态RAM的特点是：每隔一定时间，需按行读一遍（实质：刷新）。
5、在异步控制方式中，各操作按需分配时间。
（同步控制方式，各操作受统一时序信号的约束）6、CPU响应中断请求是在一条指令结束时。
（响应DMA请求可以在一条指令的执行过程中）7、原码不恢复余数除法，采用操作数的绝对值形式进行计算。
（补码不恢复余数除法，采用操作数的补码形式进行计算）8、DMA传送通常在高速外设与主存之间进行数据传送。
9、在微程序控制中，机器指令和微指令的关系是每一条机器指令由一段微程序来解释执行。
10、在总线传送中，掌握总线控制权的设备通常指主设备。
11、下列叙述中，能反映RISC特征的有③、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨。
①丰富的寻址方式②使用微程序控制器③执行每条指令所需的机器周期数的平均值小于 2 ④多种指令格式⑤指令长度不可变⑥简单的指令系统⑦只有load/store指令访问存储器⑧设置大量的通用寄存器⑨采用多级指令流水线结构。
12、在计数器定时查询方式下，若每次计数从上一次计数的终止点开始，则每个设备使用总线的机会均等。
13、冯诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是指令周期的不同阶段。
14、某机器字长16位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为操作码字段，第二字节为相对位移量字段。
假定取指令时，每取一个字节PC自动加1。
若某转移指令所在主存地址为2000H，相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令成功转移后的目标地址是2008H 。
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WE
A1
A0
•••
A9
1
CS1
第4章 存储器
*
字扩展（增加存储字的数量）
存储器与 CPU 的连接
MDR
MAR
CPU
主 存
读
数据总线
地址总线
写
第4章 存储器
*
主存和 CPU 的联系
存储器与 CPU 的连接
地址线的连接 数据线的连接 读/写线的连接 片选线的连接 合理选用芯片 其他 时序、负载
总线控制
主要包括两部件：判优控制
01
主设备(模块)：对总线有 控制权
02
从设备(模块)：响应从主设备发来的总线命令
03
总线判优控制 分布式 集中式 计数器定时查询 独立请求方式 链式查询 第3章 系统总线
*
总线控制
通信控制
目的解决通信双方协调配合问题 总线通信的四种方式
同步、异步结合
通信双方由 统一时标 控制数据传送 采用 应答方式 ，没有公共时钟标准
周期挪用
*
真值与机器数
第6章 计算机的运算方法
*
真值 X=-0.11111 机器数 原码 X=1.11111 补码 X=1.00001 反码 X=1.00000 移码 X=0.00001 转换
第4章 存储器
字块2m－1
字块2c-r+1
字块2c-r + 1
字块2c-r
字块2c-r －
字块1
字块0
…
…
…
字块 3
标记
字块 1
标记
字块 2c－1
标记
字块 2
标记
字块 0
标记
字块 2c－2
计算机组成原理复习要点
1、基本概念关于计算机软硬件系统描述、诺依曼关于现代计算机体系的理论、定点机器数的表示形式和范围、浮点数的表示范围和精度、两个浮点数相加减、浮点运算中规格化操作、定点运算溢出判断、存储容量、存储周期、DRAM芯片刷新周期、Cache的结构和程序局部性原理、CISC 和RISC、指令、寻址方式、控制器的特殊寄存器、组合逻辑与微程序控制、各种指令的译码、数据通道的设计2、计算浮点数规格化表示、补码判断溢出、Cache与主存的映射关系、控制器的译码3、主存和cpu的连接4、5、4下列关于计算机软硬件系统描述，指令系统是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言，指机器所具有的全部指令的集合，它是软件和硬件的主要界面，反映了计算机所拥有的基本功能。
操作系统是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。
5冯诺依曼关于现代计算机体系的理论贡献中奠定了现代计算机的基本架构，并开创了程序设计的时代6 8 位⼆进制数，八位二进制就是8个按顺序排列的二进制数。
例如：11111000，00000001，00000101等。
进制（binary）在数学和数字电路中指以2为基数的记数系统，以2为基数代表系统是二进位制的。
7 为什么要用补码采用补码可以简化计算机硬件电路设计的复杂度8浮点数的表示范围和精度浮点数是由符号，阶码和尾数三部分组成，浮点数分为单精度浮点数和双精度浮点数，单精度浮点数的便是范围是-3.4E38～3.4E38，双精度浮点数的范围是-1.79E+308 ~ +1.79E+3089 两个浮点数相加减浮点数的加减法运算过程详解（面向小白的）_狂奔的蜗牛Evan的博客-CSDN博客_0舍1入法例子10 在浮点运算中，“右规”操作右规操作：将尾数右移1位，同时阶码增1，便成为规格化的形式了。
11 当定点运算发生溢出时应发出错误信息12 存储周期是指对存储器进行连续两次存取操作所需要的最小时间间隔13 存储容量为1M×8 位，该芯片的地址线和数据线数目分别是地址20 数据814 三级存储器每一级存储器的作用1、高速缓冲存储器存在于主存与CPU之间的一级存储器，由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高得多，接近于CPU的速度。
(完整word版)计算机组成原理复习要点(复习必过)
计算机组成原理复习要点一、 题型分布选择题 20分；填空题 30分；判断题 10分；计算题 20/25分；简答题 20/15分二、 每章重点内容 第一章 概述1、什么是计算机组成2、诺依曼体系结构计算机的特点（1）硬件由五大部份组成（运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备）。
（2）软件以2#表示。
（3）采用存储程序所有的程序预先存放在存储器中,此为计算机高速自动的基础； 存储器采用一维线性结构； 指令采用串行执行方式。
控制流（指令流）驱动方式；（4）非诺依曼体系结构计算机数据流计算机多核(芯)处理机的计算机3、计算机系统的层次结构（1）从软、硬件组成角度划分层次结构（2）从语言功能角度划分的层次结构虚拟机：通过软件配置扩充机器功能后，所形成的计算机，实际硬件并不具备相应语言的功能。
第二章数据表示1、各种码制间的转换及定点小数和定点整数的表示范围（1）原码：计算规则：最高位表示符号位；其余有效值部分以2#的绝对值表示。
如：（+0.1011）原=0.1011; （-0.1001）原=1.1001（+1011）原= 01011; （-1001）原=11001注意：在书面表示中须写出小数点，实际上在计算机中并不表示和存储小数点。
原码的数学定义若定点小数原码序列为X0.X1X2...Xn共n+1位数，则：X原=X 当1 >X≥0X原=1-X=1+|x| 当0≥X>-1若定点整数原码序列为X0X1X2...Xn共n+1位数，则：X原=X 当2n >X≥0X原=2n-X=2n+|x| 当0≥X>-2n说明：在各种码制（包括原码）的表示中需注意表示位数的约定，即不同的位数表示结果不同，如：以5位表示，则（-0.1011）原=1.1011以8位表示，则（-0.1011）原=1.10110000的原码有二种表示方式：小数：（+0.0000）原=0.0000，（-0.0000）原=1.0000整数：（+00000）原=00000，（-00000）原=10000符号位不是数值的一部分，不能直接参与运算，需单独处理。
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计算机组成原理复习资料一、单项选择题第二章：1．指令格式中的地址结构是指（ 1 ）。
①指令中给出几个地址②指令中采用几种寻址方式③指令中如何指明寻址方式④地址段占多少位2．减少指令中地址数的办法是采用（1 ）①隐地址②寄存器寻址③寄存器间址④变址寻址3．为了缩短指令中某个地址段（或地址码）的位数，有效的方法是采取（ 4 ）。
①立即寻址②变址寻址③间接寻址④寄存器寻址4．零地址指令是采用（3 ）方式的指令。
①立即寻址②间接寻址③堆栈寻址④寄存器寻址5．单地址指令（3 ）。
①只能对单操作数进行加工处理②只能对双操作数进行加工处理③既能对单操作数进行加工处理，也能对双操作数进行运算④无处理双操作数的功能6．三地址指令常用于（ 3 ）中。
①微型机②小型机③大型机④所有大﹑小﹑微机7．在以下寻址方式中，哪一种可缩短地址字段的长度（ 4 ）。
①立即寻址②直接寻址③存储器间址④寄存器间址8.隐地址是指( 4 )的地址。
①用寄存器号表示②存放在主存单元中③存放在寄存器中④事先约定,指令中不必给出9.堆栈指针SP的内容是( 1 )。
①栈顶地址②栈底地址③栈顶内容④栈底内容10．在浮点加减运算中，对阶的原则是（ 2 ）。
①大的阶码向小的阶码对齐②小的阶码向大的阶码对齐③被加数的阶码向加数的阶码对齐④加数的阶码向被加数的阶码对齐第三章：1．在同步控制方式中（3 ）。
①各指令的执行时间相同②各指令占用的节拍数相同③由统一的时序信号进行定时控制④CPU必须采用微程序控制方式2．异步控制方式常用于（ 3 ）。
①CPU控制②微程序控制③系统总线控制④CPU内部总线控制3．采用异步控制的目的（ 1 ）。
①提高执行速度②简化控制时序③降低控制器成本④支持微程序控制方式4．通用寄存器是（ 4 ）。
①可存放指令的寄存器②可存放程序状态字的寄存器③本身具有计数逻辑与移位逻辑的寄存器④可编程指定多种功能的寄存器5．采用微程序控制的目的是（2 ）。
《计算机组成原理》复习资料
一卷一单选题1-5 BCCA A 6-10 BBDAB1. 输入设备就是负责把计算机所要处理的问题转换为计算机内部所能接受和识别的（）信息。
A. ASCII码B. 二进制C. 数字D. 电2. 主板的核心部件是( )。
A. 扩展槽B. BIOS系统C. 芯片组D. I/O接口3. 现在主板上面的内存插槽一般是168线的内存插槽，可提供（）线宽数据。
A. 16B. 32C. 64D. 1284. 倍频系数是CPU和（）之间的相对比例关系。
A. 外频B. 主频C. 时钟频率D. 都不对5. 数码相机里的成像器件是( )。
A. CCDB. 镜头C. 光圈D. 取景器6. 对于微型计算机来说,( )的工作速度基本上决定了计算机的运算速度。
A. 控制器B. 运算器C. CPD. 存储器7. （）是连接CPU和内存.缓存.外部控制芯片之间的数据通道。
A. 控制器B. 总线C. CPUD. 存储器8. ( )决定了一台显示器可以处理的信息范围。
A. 分辨率B. 扫描方式C. 点距D. 带宽9. 世界上第一台微处理器是( )位的。
A. 4B. 8C. 16D. 3210. 评定主板的性能首先要看（）。
A. CPUB. 主芯片组C. 主板结构D. 内存二名词解释1. 显示卡：显卡又称为显示适配卡或者显示卡，是连接显示器和主机的控制电路，它通过总线把主机需要显示的信号，经过加工.排序后与同步信息形成视频信号传送给显示器。
2. 像素点距：指屏幕上两相邻象素点的距离点距离越小，显示器显示图形越清晰，点距离越小，意味着单位显示区内可显示更多的像点。
3.主频、外频和倍频：主频：CPU的时钟频率称为主频,主频越高,则计算机工作速度越快。
外频：系统的前端总线频率（FSB）也就是所谓的外频，是由主板为CPU提供的基准的时钟频率。
倍频：倍频即主频与外频之比的倍数。
4. 硬盘的平均寻道时间：又称寻址时间，是指磁头从开始启动直到移动到指磁道的平均所需时间，这个时间随着硬盘容量的增长而减少。
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计算机组成原理考试知识点汇总1.DMA方式中，周期窃取是指窃取一个存储周期。
2.计算机系统总线根据传送的信息不同，可分为地址总线，控制总线，数据总线。
3.指令格式通常由操作码字段和地址码字段组成。
4.动态半导体存储器的刷新一般有集中刷新、分散刷新、异步刷新三种方式，之所以要刷新是因为动态存储器依靠电容电荷存储信息，时间一长，电荷可能泄放。
5.主存和Cache的地址映射方法有很多，常用的有全相联映射、直接相联映射和组相联映射三种，其中灵活性最强的是全相联映射，成本最高的是全相联映射。
6.Cache中数据块常用的替换算法有先进先出（FIFO）和最近最少使用（LRU）两种。
7.按照总线仲裁电路的位置不同，可分为集中式仲裁和分布式仲裁。
8.寄存器直接寻址操作数在寄存器中；寄存器间接寻址操作数在主存中。
9.RISC的中文含义是精简指令集计算机，CISC的中文含义是复杂指令系统计算机。
RISC（reduced instruction set computer，精简指令集计算机）CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令系统计算机）10.计算机软件一般分为两大类：一类叫系统软件，另一类叫应用软件，操作系统属于系统软件类。
11.目前主流的CPU包括运算器、控制器和Cache.12.主存储器容量通常以KB表示，其中K= 2的10次方；硬盘容量通常以GB表示，其中G= 2的30次方。
13.存储器和CPU连接时，要完成地址线的连接；数据线的连接和控制线的连接，方能正常工作。
14.常见的集中式总线控制方式有链式查询、计数器定时查询和独立请求三种，其中链式查询对电路故障最敏感。
15.存储器的技术指标有存储容量和存取时间。
16.一个定点数由符号位和数值域两部分组成。
17.运算器的两个主要功能是：算术运算，逻辑运算。
18.完整的计算机系统包括硬件，软件；在计算机中用二进制的理由是便于实现。
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计算机五大部件：运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备运算器：完成算数和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器存储器：存放数据和程序控制器：控制、指挥程序和数据的输入、运行及处理运算结果输入设备：将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式输出设备：将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式硬件名词解释：寄存器：暂存指令、数据、地址的存储设备算数逻辑单元（ALU）：完成算数逻辑运算存储器：存放数据和程序字：一个存储单元中存放的一串二进制代码字节：8位二进制代码字长：字的长度容量：存储单元个数＊存储字长地址：存储单元的编号CPU：中央处理器，包含控制器和运算器主机：CPU与主存储器主存：存放数据与程序，可直接与CPU交换信息辅存：总线：连接多个部件的信息传输线，各部件共享的传输介质数据：兼容：指令流：地址流如何区分存储器中的指令和数据：执行阶段取出的是数据，取址阶段取的是指令总线分类：1.片内总线芯片内部的总线2.系统总线CPU、IO设备、主存之间的信息传输线2.1 数据总线传输各部件的数据信息，双向传递2.2 地址总线指出数据总线上的数据在主存单元的地址或IO设备的地址，单向2.3 控制总线发出各种控制信号的传输线，双向3.通信总线计算机系统之间或与其他系统间的通信2.1 串行通信数据在单条1位宽的传输线上，一位一位按顺序分时传送2.2 并行通信数据在多条并行1位宽的传输线上同事传送总线控制包括判优控制和通信控制，总线控制器统一管理总线的一系列问题1.判优控制由总线控制器按一定的优先等级顺序确定哪个设备能使用总线1.1 链式查询总线同意信号BG串行地从一个IO接口送到下一个IO接口，若BG到达的IO接口有总线请求就不再往下传，该借口获得总线使用权并建立总线忙BS信号。
离总线控制器近的设备有最高优先级，只需很少几根线就能实现总线控制，但对电路故障很敏感，且优先级低的设备很难获得请求。
1.2 计数器定时查询总线控制器接到BR送来的总线请求信号后，在总线未被使用的情况下（BS＝0）内部的计数器开始计数，并通过设备地址线向各设备发出一组地址信号。
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1.名词术语解释
原码、反码、补码、定点数、浮点数、溢出、逻辑移位、算术移位、指令、指令地址、指令字长、操作码、操作数、源操作数、目的操作数、寻址方式、立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、间接寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、基址寻址、时序系统、微命令、微操作、微指令、微程序、指令周期、工作周期、时钟周期、工作脉冲、中断方式、DMA 方式、中断请求、中断响应、中断处理、中断向量、向量地址、中断隐指令操作、多重中断、DMA 单字传送、DMA 成组连续传送、数据传输率、内存的数据带宽、内存的总线频率、位扩展、字扩展、随机存取、直接存取、顺序存取、总线带宽、总线宽度、总线频率。
2．批出以下与计算机有关的英文术语的含义：
CAI 、CAD 、CPU 、RAM 、ROM 、CMOS 、CACHE 、BIOS 、MHZ 、MIPS 、RISC 、CISC 、MDR 、IR 、PC 、MAR 、PSW 、DMA 、ROM 、PROM 、EPROM 、E 2PROM 、Flash 、RAM 、SRAM 、DRAM 、Cache
3.指出以下硬件部件的功能：
运算器、控制器、通用寄存器、专用寄存器、组合逻辑控制器、微程序控制器、物理存储器、虚拟存储器、数据总线、地址总线、控制总线、系统总线、局部总线、、中断控制器、中断接口、DMA 控制器、DMA 接口
4．简述冯·诺依曼计算机的基本原理。
5．简述计算机系统的层次结构及其意义。
6．请列举计算机的工作特点。
7．基本字长是计算机的主要性能，请指出基本字长的含义和意义。
8.计算题
（1）将二进制数10111001.110101转换为八进制、十进制、十六进制数。
（2）将十进制数73.8转换为对应的二进制、八进制及十六进制数。
（3）分别写出下列二进制数的原码、反码及补码（字长为8位，含一位符号位）。
+10011-10011
（4）试用变形补码对下列数值进行加、减运算，并指出是否有溢出发生。
①[X ]补=0.11001，[Y ]补=0.10101
②[X ]补=1.1001，[Y ]补=1.0100
9.已知某定点数字长为16位（含一位符号位），原码表示，试写出下列典型值的二进制代码及十进制真值。
(1)非零最小正整数(2)最大正整数
(3)绝对值最小负整数(4)绝对值最大负整数
(5)非零最小正小数(6)最大正小数
(7)绝对值最小负小数(8)绝对值最大负小数
10.指令包含哪几个部分？试述各部分的含义。
11什么是三地址指令、二地址指令、一地址指令、零地址指令？如何进行地址的简化？
12.在一地址指令系统中，对于需要两个操作数的操作来说，该怎样指定两个操作数的地址？操作结果该如何存放？
13.假设某台计算机的指令字长为20位，有双操作、单操作数和无操作数3类指令形式，每个操作数地址均为6位。
已知现在有m条双操作数指令、n条无操作数指令，试问最多可以设计出多少条单操作数指令（给出计算公式）？
14.依据操作数所在的位置，指出所采用的寻址方式：
(1)操作数在寄存器中
(2)操作数的地址在通用寄存器中
(3)操作数在指令中
(4)操作数的地址在指令中
(5)操作数的地址的地址在指令中
(6)操作数为栈顶元素
(7)操作数的地址为寄存器的内容与位移量之和，其中寄存器分别为基址寄存器、变址寄存器和程序计数器
15.试述I/O指令的三种设置方式。
16.指定寄存器R0的内容为2001H，已知某主存储器部分单元的地址码与存储单元的内容对应关系如下：
地址存储内容
2000H3BA0H
2001H1200H
2002H2A01H
2003H1005H
2004H A236H
(1)若采用寄存器间址方式读取操作数时，操作数为多少？
(2)若采用自减型寄存器间址方式读取操作数时，则操作数为多少？指定寄存器中的内容为多少？
(3)若采用自增型寄存器间址方式读取操作数时，则操作数为多少？指定寄存器中的内容为多少？
(4)指令中给出形式地址d=3H，若采用变址寻址方式读取操作数，则操作数为多少？
17.试比较组合逻辑控制器和微程序控制器的优缺点及应用场合。
18.试比较同步控制方式和异步控制方式的特点及应用场合。
19.试拟出下列指令的流程。
(1)MOV(R0)+，X(R1)；
(2)ADD R0，X(R1)；
20．为什么存储系统要采用分层存储体系结构？列举存储器的不同分类。
21.简述静态存储单元和动态存储单元的读/写原理。
22．动态刷新周期的安排方式有哪几种？简述其安排方法。
23．在采用了总线的计算机结构中有几种连接方式？
24.简述I/O接口的基本功能
25.比较中断请求分散屏蔽和集中屏蔽的区别。
26.中断请求的一般优先顺序是什么？
27.简述CPU响应中断的必要条件。
28.简述中断响应与处理过程。
在多重中断中，两次关中断和开中断的目的是什么？
29.单通道DMA控制器或选择型DMA控制器，都包含了中断机构，请访问该中断机构起什么作用。
30.在模型机中，各逻辑部件连接方式如下：
图4-4模型机数据通路结构
从图可以知，数据信息和地址可以在寄存器、主存、外设之间相互进行传送。
分别指出以下逻辑部件之间数据传递过程：
（1）寄存器R i与寄存器R j之间
（2）主存单元之间。