[工学]计算机组成原理期末复习资料

第1、2章

1：简述冯诺依曼机的特点?

答:（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）采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，指令和数据一样可以送到运算器运算，即由指令组成的程序是可以修改的；

（3）指令和数据均用二进制码表示；

（4）指令由操作码和地址码组成；

（5）指令在存储器内按顺序存放。由指令计数器（PC）指明要执行的指令所在单元地址，一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件而改变；

（6）机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器的数据通过运算器。

2：触发器触发方式种类?

答:（1）电平触发器[D];（2）边沿触发器[D];（3）主-从触发器[JK]。

3:阵列逻辑电路?

答:（1）读/写存储器RAM;（2）只读存储器ROM;（3）可编程逻辑阵列PAL-熔丝;（4）通用阵列逻辑GAL-电擦除;（5）门阵列GA;（6）宏单元阵列MA;（7）可编程门阵列PGA;

4:PAL和GAL区别？

（1）PAL采的采用的是熔丝工艺，一旦编程后就不能改写，而GAL采用电擦除的CMOS(E*ECMS)工艺，可擦除重写100次以上，数据可保存20年以上，在数秒钟内即可完成擦除和编程过程。

（2）PAL器件的应用局限性较大，对于不同的输出结构，需选用不同型号的PAL器件，而GAL的输出结构有一个输出逻辑宏单元OLMC，通过对它的编程，使GAl有多种输出方式:寄存器型输出、组合逻辑输出，并可控制三态输出门，因此显得很灵活。

5:单元阵列由哪几个部分组成？

答:标准单元、通道区、I/O单元、压焊点。

第4章主存储器

1:主存储器类型？

答:(1)随机存储器又叫读写存储器RAM[易失性存储器];非……(2)只读存储器ROM;(3)可编程只读存储器PROM;(4)可擦出可编程只读存储器EPROM;(5)可用电擦除的可编程只读存储器E*EPROM;

2:主存储器主要性能指标？

答:主存储容量、存储器存取时间和存储周期时间。

3:读写存储器分为？

答:静态存储器SRAM和动态存储器DRAM;

DRAM以“读出”方式再生或刷新，周期小于等于2ms。

DRAM分为三管存储单元电路和单管存储单元电路。单管的优点:线路简单，单元占用面积

小，速度快。缺点:是破坏性的，读出后要立即对单元进行“重写”，已恢复原信息;单元独处信号很小，要求有高灵敏度的独处放大器。

SRAM和DRAM比较:DRAM优点：(1)集成度高-单管存储，(2)封装尺寸小-地址分批进入，管脚少;(3)价格便宜;(4)功率小。缺点:(1)速度慢-用了动态原件;(2)需要再生。

第5章指令系统

1：一条指令包含哪些信息？

答：操作码、操作数地址、操作结果的存储地址、下一条指令的地址。

2：15条三地址指令操作码由0000~1110给出；15条而地址指令由11110000~11111110给出；15条以地址指令由111111110000~111111111110给出；16条零地址指令由1111111111110000~1111111111111111给出。

3：霍夫曼编码-依据指令出现概率；

字长决定运算精度和寻址能力。

寻址能力可通过加长机器字长和地址扩展技术。

指令的长度主要取决于：操作码的长度、操作数的地址长度和操作数地址的个数。

短格式指令和长格式指令。

4：8种寻址方式？

答：(1)直接寻址-->MOV AX，[3000H]；特点：只访问一次存储器，地址位数决定了寻址范围，操作数的地址不易改变。

(2)寄存器寻址:MOV SS,AX；不访存，AX是通用寄存器，可以缩短指令长度，节省存储空间，提高指令执行速度。

(3)带位移量的基址寻址-->EA=（BR）+A；BR为基址寄存器（通用寄存器），A为位移量disp；特点：解决了程序在存储器中的定位和扩大寻址空间的问题，对多道程序和浮动程序很有用。

(4)变址寻址-->EA=（IX）+A;IX为変址寄存器，由用户给定，可作为偏移量，A不变，可作为基地址。如果还有基址寄存器，计算有效地址时还要加上。特点：可扩大寻址范围，変址由用户给定；便于处理数组问题。

(5)间接寻址-->EA=（A）；分为寄存器间接和存储器间接寻址。（A）是操作数的地址或指令的地址。特点：多次访存，可扩大寻址范围，便于変址程序。

(6)相对寻址-->EA=（PC）+A；当前指令地址+偏移量A；特点：转移地址不固定，随PC 变化，总是相差一个disp，对于浮动程序适用。disp可正可负，通常用补码。

(7)立即数寻址-->特点：指令执行阶段不访存，提高了执行速度，只能适用于操作数固定情况下。

(8)堆栈寻址

5：指令的分类与功能?

答：

(1)算术逻辑运算指令

这类指令包括逻辑加、逻辑乘、按位加、逻辑移位等指令，主要用于无符号数的位操作、代码的转换、判断及运算。移位指令用来对寄存器的内容实现左移、右移或循环移位。(2)移位操作指令（算术、逻辑和循环移位）

算术右移时最高位（符号位）不变，逻辑右移最高位补零。

(3)浮点运算指令

(4)十进制运算指令

(5)字符串处理指令——字符串的传送、比较、查询、转换等。

(6)数据传送指令

数据传送指令主要包括取数指令、存数指令、传送指令、成组传送指令、字节交换指令、清累加器指令、堆栈操作指令等等。这类指令主要用来实现主存和寄存器之间，或寄存器和寄存器之间的数据传送。

(7)转移类指令——a、无条件转移jump和条件转移指令branch；b、调用指令和返回指令call 和return；c、陷阱与陷阱指令——意外中断。

(8)堆栈及堆栈操作指令——PUSH OPR：先（SP）-1->SP后OPR->（SP）；在中断、子程序调用中广泛用于保存返回地址，状态标志及现场信息。不同语言子程序调用时参数的传递，用堆栈普遍。

(9)输入输出(I/O)指令——输入输出指令主要用来启动外围设备，检查测试外围设备的工作状态，并实现外部备和CPU之间，或外围设备与外围设备之间的信息传送。

(10)特权指令——特权指令是指具有特殊权限的指令。这类指令只用于操作系统或其他系统软件，一般不直接提供给用户使用。在多用户、多任务的计算机系统中特权指令必不可少。它主要用于系统资源的分配和管理。

(11)其他指令——除以上各类指令外，还有状态寄存器置位、复位指令、测试指令、暂停指令，空操作指令，以及其他一些系统控制用的特殊指令。

6：CISC指令的主要特点？

答：(1)指令系统复杂庞大，指令数目一般多达两三百条；

(2)指令长度不固定，指令格式多；

(3)可以访存指令不受限制；

(4)各种指令使用频率相差很大；

(5)各种指令执行时间相差很大，大多数指令需多个时钟周期才能完成；

(6)控制器大多数采用微程序控制；

(7)难以用优化编译生成高效的目标代码程序。

7：SISC指令特点？

答：(1)选取适用频率较高的一些简单指令，复杂指令的功能由简单指令的组合来实现；

(2)指令长度固定，指令格式种类少；

(3)只有Load/Store指令访存，其余指令的操作数在寄存器之间进行；

(4)CPU中有多个通用寄存器；

(5)控制器采用组合逻辑控制；

(6)采用流水技术，大部分指令在一个时钟周期内完成；

(7)采用优化的编译程序。

8:CISC和SISC比较？

答：(1)SISC更能充分利用VLSI芯片的面积；

(2)SISC更能提高运算速度；

(3)SISC便于设计，可降低成本；

(4)SISC有利于编译程序代码优化；

(5)SISC不易实现指令系统兼容