计算机组成原理复习要点
计算机组成原理复习要点
冯诺依曼的特点1.计算机由运算器,存储器,控制器,输入设备和输出设备组成2.指令和数据以同等地位存放于存储器内,并可按地址寻访3.指令和数据均用二进制数表示4.指令由操作码和地址码组成,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5.指令在存储器内按顺序存放6.机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成总线按数据传送方式可分为并行传输总线和串行传输总线系统总线:数据总线,地址总线和控制总线总线控制:判优控制和通信控制判优控制:集中式和分布式集中式:链式查询计数器定时查询独立请求方式通信控制:同步通信异步通信半同步通信分离式通信存储器三个性能指标:速度容量位价主存的主要技术指标:存储容量和存储速度动态RAM的刷新:集中刷新分散刷新异步刷新I/O设备与主机交换信息的三种控制方式:程序查询方式程序中断方式直接存储器存取方式(DMA)DMA接口的功能1.向CPU申请DMA传送2.在CPU允许DMA工作时,处理总线控制权的转交,避免因进入DMA工作而影响CPU 正常活动或引起总线竞争3.在DMA期间管理系统总线,控制数据传送4.确定数据传送的起始地址和数据长度,修正数据传送过程中的数据地址和数据长度5.在数据块传送结束时,给出DMA操作完成的信号DMA接口的基本组成1.主存地址寄存器(AR) 2 字计数器(WC)3数据缓冲寄存器(BR)4.DMA控制逻辑5 中断机构6设备地址寄存器寻址方式:指令寻址和数据寻址指令寻址:顺寻寻址和跳跃寻址数据寻址:1 立即寻址2 直接寻址3隐含寻址4间接寻址5寄存器寻址6寄存器间接寻址7 基址寻址8 变址寻址9 相对寻址微指令格式:水平型和垂直型1水平型微指令比垂直型并行操作能力强,效率高,灵活性强2.水平型执行一条机器指令所需要的微指令数目少,因此比垂直型速度快3.水平型用较短的微程序结构换取较长的微指令结构,垂直型正好相反4.水平型与机器指令差别较大,垂直型与机器指令相似。
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)。
(完整版)计算机组成原理重点整理
一.冯·诺依曼计算机的特点1945年,数学家冯诺依曼研究EDVAC机时提出了“存储程序”的概念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件组成2.指令和数据以同等地位存放于存储器内,并可按地址寻访。
3.指令和数据均用二进制数表示。
4.指令由操作码和地址码组成,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。
5.指令在存储器内按顺序存放。
通常,指令是顺序执行的,在特定条件下,可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。
6.机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。
二.计算机硬件框图1.冯诺依曼计算机是以运算器为中心的2.现代计算机转化为以存储器为中心各部件功能:1.运算器用来完成算术运算和逻辑运算,并将运算的中间结果暂存在运算器内。
2.存储器用来存放数据和程序。
3.控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果4.输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式(鼠标键盘)。
5.输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式(打印机显示屏)。
计算机五大子系统在控制器的统一指挥下,有条不紊地自动工作。
由于运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密,尤其在大规模集成电路制作工艺出现后,两大不见往往集成在同一芯片上,合起来统称为中央处理器(CPU)。
把输入设备与输出设备简称为I/O设备。
现代计算机可认为由三大部分组成:CPU、I/O设备及主存储器。
CPU与主存储器合起来又可称为主机,I/O设备又可称为外部设备。
主存储器是存储器子系统中的一类,用来存放程序和数据,可以直接与CPU交换信息。
另一类称为辅助存储器,简称辅存,又称外村。
算术逻辑单元简称算逻部件,用来完成算术逻辑运算。
控制单元用来解实存储器中的指令,并发出各种操作命令来执行指令。
ALU和CU是CPU的核心部件。
I/O设备也受CU控制,用来完成相应的输入输出操作。
计算机组成原理复习要点
1、总线、时钟周期、机器周期、机器字长、存储字长、存储容量、立即寻址、直接寻址、MDR、MAR等基本概念。
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。
指令周期:完成一条指令的时间,由若干机器周期组成。
机器周期:完成摸个独立操作,由若干时钟周期组成。
时钟周期:最基本时间单位,由主频决定。
机器字长:是指CPU一次并行处理数据的位数,通常与CPU的寄存器位数有关。
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:一个存储单元所存储的二进制代码的位数。
指令字长:一条指令的二进制代码位数。
存储容量:存储器中可以存二进制代码的总量。
立即寻址:把一个数送到指定地址MOV A, #30H 把数据30H数据送累加器直接寻址:把一个地址内的数据送到指定地址MOV A ,30H 把30H内的数据送累加器直接寻址:指令中指出暂存操作数的寄存器。
寄存器的内容就是操作数。
立即寻址:是把一个“常数”送到指定位置。
直接寻址:是把一个“变量”送到指定位置。
MDR: 存储器数据缓冲寄存器,在主存中用来存放从某单元读出或者要写入某个存储单元的数据。
MAR:存储器的地址寄存器,在主存中用来存放欲访问的存储单元的地址。
2、机器指令的执行过程,CPU工作周期的划分。
机器指令:每一条机器语言的语句称为机器指令。
完成一条指令的功能可以分成:取指令,分析指令,执行指令。
CPU工作周期划分为取指间址执行中断。
指令执行流程①从存储器取指令,送入指令寄存器,并进行操作码译码。
程序计数器加1,为取下一条指令作准备。
②计算数据地址,将计算得到的有效地址送地址寄存器AR。
③到存储器取数。
④进行运算,结果送目的寄存器在CPU执行程序的过程中,将指令周期划分成几个时间段,每个阶段称为一个机器周期,也称为CPU周期或工作周期。
一条机器指令对应一个微程序,这个微程序是由若干条微指令序列组成的。
简言之,一条机器指令所完成的操作划分成若干条微指令来完成,由微指令进行解释和执行。
(完整版)计算机组成原理知识点总结(唐朔飞版)
1、硬件:输入输出设备,控制器,存储器,运算器。
2、计算机技术指标:机器字长、存储容量、运算速度。
3、多总线结构的原理:双总线结构特点是将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来,形成主存总线和I/O总线分开的结构。
三总线1由主存总线用于CPU与主存之间的传输,I/O总线供CPU与各类I/O 设备之间传递信息,DMA总线用于高速IO设备与主存之间直接交换信息,任意时刻只能用一种总线,主存总线与DMA总线不能同时对主存进行存取。
三总线2CPU与Cache之间构成局部总线,而且还直接连到系统总线上,cache可通过系统总线与主存传输信息,还有一条扩展总线可以连接IO设备。
四总线由局部总线,系统总线,告诉总线,扩展总线构成。
4、总线判优分为集中式和分布式两种,集中式分为链式查询、计数器定时查询、独立请求方式(排队器)5、总线通信控制的四种方式:同步通信,异步通信,半同步通信,分离式通信。
6、波特率是每秒传输的位数,比特率是每秒传输的有效数据位数(bps)7、存储器技术指标:存储速度,存储容量和位价。
8、存储器分为主存,闪存,辅存和缓存。
9、分层原因:1缓存-主存层解决CPU与主存速度不匹配问题;2主存-辅存层解决系统存储容量的问题。
10、主存的技术指标:存储容量,存储速度(存取时间和存取周期表示)。
11、存储器带宽的计算方法:如存取周期为500ns,每个存取周期可访问16位,则带宽为32M位/秒。
带宽是衡量数据传输率的重要技术指标。
12、动态RAM的刷新方式:集中刷新(是在规定的一个刷新周期内,对全部存储单元集中一段时间逐行进行刷新,此刻必须停止读写操作‘死时间’)分散刷新(指对每行存储单元的刷新分散到每个存取周期内完成。
不存在死时间,整个系统速度降低)异步刷新(前两种方式的结合,即可缩短死时间,又充分利用最大刷新间隔为2ms的特点)。
13、动态RAM集成度远高于静态RAM;动态RAM行列地址按先后顺序输送,减少了芯片引脚,封装尺寸也减少;动态RAM功耗比静态RAM小;动态RAM的价格比静态RAM便宜;由于使用动态元件,因此速度比静态RAM低;动态RAM需要再生,需配置再生电路,也需要消耗一部分功率。
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第三章 运算方法和运算器件
• 定点加、减运算及其溢出判断方法,其中减法运算是通过补码加法运 算实现的,其中根据[x]补求[-x]补。什么时候将会发生溢出?P6162,三种溢出判断方法。在计算机中,所表示的数会发生溢出,其根本 原因是计算机的字长有限。
• 定点原码乘法采用数值位用绝对值相乘,符号位单独处理;补码乘法 采用Booth算法;定点原码加减交替除法 :仅当最后一步余数为负时, 做恢复余数的操作
第二组:
4000H~7FFFH
第三组:
8000H~BFFFH
第四章:
C000H~FFFFH
第五章 指令系统
• 指令的格式是指指令用二进制表示的形式,通常由指令码和操作数的 地址码两部分组成,操作数有一地址、二地址和多地址之分;指令码 有定长与不定长之分;指令系统是表征一台计算机性能的重要因素, 它的格式和功能不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软 件。
复习要点
第一章 计算机系统概论
计算机系统
硬件系统
软件系统
外围设备 主机
系统软件
应用软件
外输输 C 内 存入出 P 存 储设设 U 器备备
寄运 控 高
存算 制 速
器器 器 缓
包
存
含
( )
操 作 系 统
语数
言据
处 理 程
… …
库 管 理
序系
统
数自 据动 处控 理制 程程 序序
企科
业学
管… 计 理… 算
• 流水线的概念,流水CPU是一种非常经济而实用的时 间并行技术,影响流水线性能的因素:访存冲突(即 资源相关)和相关(数据相关、控制相关)问题
第八章 系统总线
• 系统总线的结构有单总线和多总线之分,功能有数据 线、地址线和控制线之分,其中地址线(控制线)的 功能:提供主存、I / O接口设备的地址(控制信号、 响应信号)。计算机系统中,根据应用条件和硬件资 源不同,数据传输方式可采用串行微指令的编码。注意PC+1在不同机器中的含义, 如8位字长、16位指令和16位字长、16位指令
(完整版)计算机组成原理知识点总结
第2章数据的表示和运算主要内容:(一)数据信息的表示1.数据的表示2.真值和机器数(二)定点数的表示和运算1.定点数的表示:无符号数的表示;有符号数的表示。
2.定点数的运算: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。
(三)浮点数的表示和运算1.浮点数的表示:浮点数的表示范围;IEEE754标准2.浮点数的加/减运算(四)算术逻辑单元ALU1.串行加法器和并行加法器2.算术逻辑单元ALU的功能和机构2.3 浮点数的表示和运算2.3.1 浮点数的表示(1)浮点数的表示范围•浮点数是指小数点位置可浮动的数据,通常以下式表示:N=M·RE其中,N为浮点数,M为尾数,E为阶码,R称为“阶的基数(底)”,而且R为一常数,一般为2、8或16。
在一台计算机中,所有数据的R都是相同的,于是不需要在每个数据中表示出来。
浮点数的机内表示浮点数真值:N=M ×2E浮点数的一般机器格式:数符阶符阶码值 . 尾数值1位1位n位m位•Ms是尾数的符号位,设置在最高位上。
•E为阶码,有n+1位,一般为整数,其中有一位符号位EJ,设置在E的最高位上,用来表示正阶或负阶。
•M为尾数,有m位,为一个定点小数。
Ms=0,表示正号,Ms=1,表示负。
•为了保证数据精度,尾数通常用规格化形式表示:当R=2,且尾数值不为0时,其绝对值大于或等于0.5。
对非规格化浮点数,通过将尾数左移或右移,并修改阶码值使之满足规格化要求。
浮点数的机内表示阶码通常为定点整数,补码或移码表示。
其位数决定数值范围。
阶符表示数的大小。
尾数通常为定点小数,原码或补码表示。
其位数决定数的精度。
数符表示数的正负。
浮点数的规格化字长固定的情况下提高表示精度的措施:•增加尾数位数(但数值范围减小)•采用浮点规格化形式尾数规格化:1/2≤M <1 最高有效位绝对值为1浮点数规格化方法:调整阶码使尾数满足下列关系:•尾数为原码表示时,无论正负应满足1/2 ≤M <1即:小数点后的第一位数一定要为1。
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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。
计算机组成原理复习要点及答案
计算机组成原理课程复习要点1、总线、时钟周期、机器周期、机器字长、存储字长、存储容量、立即寻址、直接寻址、MDR、MAR等基本概念。
总线:连接多个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质。
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收相同的消息。
分为片内总线,系统总线和通信总线。
时钟周期:也称为振荡周期,定义为时钟频率的倒数。
时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。
机器周期:完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成存储容量:存储容量是指存储器可以容纳的二进制信息量,用存储器中存储地址寄存器MAR的编址数与存储字位数的乘积表示。
即:存储容量 = 存储单元个数*存储字长立即寻址:立即寻址的特点是操作数本身设在指令字内,即形式地址A不是操作数的地址,而是操作数本身,又称之为立即数。
数据是采用补码的形式存放的把“#”号放在立即数前面,以表示该寻址方式为立即寻址。
直接寻址:在指令格式的地址字段中直接指出操作数在内存的地址ID。
在指令执行阶段对主存只访问一次。
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。
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)。
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。
计算机组成原理期末复习汇总
计算机组成原理期末复习资料汇总一、名词解释微程序:是指能实现一条机器指令功能(de)微指令序列.微指令:在机器(de)一个CPU周期内,一组实现一定操作功能(de)微命令(de)组合.微操作:执行部件在微命令(de)控制下所进行(de)操作.加减交替法:除法运算处理中对恢复余数法来说,当余数为正时,商“1”,余数左移一位,减除数;当余数为负时,商“0”,余数左移一位,加除数.有效地址:EA是一16位无符号数,表示操作数所在单元到段首(de)距离即逻辑地址(de)偏移地址.形式地址:指令中地址码字段给出(de)地址,对形式地址(de)进一步计算可以得到操作数(de)实际地址.相容性微操作:在同一CPU周期中,可以并行执行(de)微操作.相斥性微操作:在同一CPU周期中,不可以并行执行(de)微操作.PLA:Programmable Logic Arrays,可编程逻辑阵列.PAL:Programmable Array Logic,可编程阵列逻辑.GAL:Generic Array Logic,通用阵列逻辑.CPU:Central Processing Unit,中央处理器.一块超大规模(de)集成电路,是一台计算机(de)运算核心和控制核心.RISC:Reduced Instruction Set Computer,精简指令系统计算机.CISC:Complex Instruction Set Computer,复杂指令系统计算机.ALU:Arithmetic Logic Unit,算术逻辑单元.CPU执行单元,用来完成算术逻辑运算.二、选择题1.没有外存储器(de)计算机监控程序可以存放在( B ).A.RAM B.ROM C.RAM和ROM D.CPU2.完整(de)计算机系统应包括( D ).A.运算器.存储器.控制器 B.外部设备和主机C.主机和使用程序D.配套(de)硬件设备和软件系统3.在机器数( BC )中,零(de)表示形式是唯一(de).A.原码B.补码 C.移码 D.反码4.在定点二进制运算器中,减法运算一般通过( D )来实现.A.原码运算(de)二进制减法器 B.补码运算(de)二进制减法器C.原码运算(de)十进制加法器D.补码运算(de)二进制加法器5.某寄存器中(de)值有时是地址,因此只有计算机(de)(C)才能识别它.A.译码器 B.判断程序C.指令 D.时序信号6.下列数中最小(de)数为( C ).A.(101001)2 B.(52)8C.(101001)BCDD.(233)167.若浮点数用补码表示,则判断运算结果是否为规格化数(de)方法是( C ).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8.补码加减法是指( C ).A.操作数用补码表示,两数尾数相加减,符号位单独处理,减法用加法代替B.操作数用补码表示,符号位与尾数一起参与运算,结果(de)符号与加减相同C.操作数用补码表示,连同符号位直接相加减,减某数用加某数(de)补码代替,结果(de)符号在运算中形成D.操作数用补码表示,由数符决定两尾数(de)操作,符号位单独处理9.运算器虽然由许多部件组成,但核心部件是( B ).A.数据总线B.算术逻辑运算单元C.多路开关 D.累加寄存器10.指令系统中采用不同寻址方式(de)目(de)主要是( B).A.实现存储程序和程序控制B.缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性C.可以直接访问外存D.提供扩展操作码(de)可能并降低指令译码难度11.指令(de)寻址方式有顺序和跳转两种方式,采用跳转寻址方式,可以实现(D).A.堆栈寻址 B.程序(de)条件转移C.程序(de)无条件转移D.程序(de)条件转移或无条件转移12.微程序控制器中,机器指令与微指令(de)关系是( B ).A.每一条机器指令由一条微指令来执行B.每一条机器指令由一段由微指令编程(de)微程序来解释执行C.一段机器指令组成(de)程序可由一条微指令来执行D.一条微指令由若干个机器指令组成13.用以指定将要执行(de)指令所在地址(de)是( B ).A.指令寄存器B.程序计数器 C.数据寄存器 D.累加器14.常用(de)虚拟存储系统由( B )两级存储器组成,其中辅存是大容量(de)磁表面存储器.A.cache-主存 B.主存-辅存 C.cache-辅存 D.通用寄存器-cache15.RISC访内指令中,操作数(de)物理位置一般安排在( D ).A.栈顶和次栈顶 B.两个主存单元C.一个主存单元和一个通用寄存器 D.两个通用寄存器16.CPU中跟踪指令后继地址(de)寄存器是( C ).A.地址寄存器 B.指令计数器C.程序计数器 D.指令寄存器17.单级中断系统中,CPU一旦响应中断,立即关闭( C )标志,以防止本次中断服务结束前同级(de)其他中断源产生另一次中断进行干扰.A.中断允许 B.中断请求C.中断屏蔽 D.DMA请求18.下面操作中应该由特权指令完成(de)是( B ).A.设置定时器(de)初值B.从用户模式切换到管理员模式C.开定时器中断D.关中断19.主存贮器和CPU之间增加cache(de)目(de)是( A ).A.解决CPU和主存之间(de)速度匹配问题B.扩大主存贮器容量C.扩大CPU中通用寄存器(de)数量D.既扩大主存贮器容量,又扩大CPU中通用寄存器(de)数量20.单地址指令中为了完成两个数(de)算术运算,除地址码指明(de)一个操作数外,另一个常需采用( C ).A.堆栈寻址方式 B.立即寻址方式C.隐含寻址方式 D.间接寻址方式21.为了便于实现多级中断,保存现场信息最有效(de)办法是采用( B ).A.通用寄存器B.堆栈 C.存储器 D.外存22.某DRAM芯片,其存储容量为512K×8位,该芯片(de)地址线和数据线(de)数目是( D ).A.8,512 B.512,8 C.18,8 D.19,8解析:内存(de)地址线跟内存(de)容量有关,类似于有1万个人有,号码就至少得5位一样,只不过区别是电脑内部用二进制而不是十进制.内存(de)容量有多少,是用多少个二进制数表示,那么地址线(de)条数就是多少个,比如容量是4位(de),用两个2进制数表述,那么地址线就是2条,8位(de),用三个2进制数表示,地址线就应该是3条,这样推下来,内容容量是能用多少个二进制数表示,相当于1个二进制数(de)2(de)多少次,那么地址条数就是多少.512k 应该指(de)是512KB,相当于4Mb(按照1比8换算),需要用22位二进制数表示,相当于2(de)22次,所以用22条地址线.数据线指一次传输(de)数据(de)宽度,8位(de)宽度应该用8根数据线.23.定点运算器用来进行(B).A.十进制加法运算B.定点数运算C.浮点数运算D.既进行定点数运算也进行浮点数运算24.直接.间接.立即3种寻址方式指令(de)执行速度,由快至慢(de)排序是( C ).A.直接.立即.间接B.直接.间接.立即C.立即.直接.间接D.立即.间接.直接25.寄存器间接寻址方式中,操作数处在( B ).A.通用寄存器B.主存单元C.程序计数器D.堆栈26.微指令执行(de)顺序控制问题,实际上是如何确定下一条微指令(de)地址问题.通常采用(de)一种方法是断定方式,其基本思想是( C ).A.用程序计数器PC来产生后继微指令地址B.用微程序计数器μPC来产生后继微指令地址C.通过微指令顺序控制地段由设计者指定或者由设计者指定(de)判断字段控制产生后继微指令地址D.通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址27.两补码相加,采用1位符号位,当( D )时,表示结果溢出.A. 符号位有进位B. 符号位进位和最高数位进位异或结果为0C. 符号位为1D. 符号位进位和最高数位进位异或结果为128.某单片机字长32位,其存储容量为4MB.若按字编址,它(de)寻址范围是( A ).A.1M B.4MB C.4M D.1MB解析问题:1.某计算机字长为32位,其存储容量为16MB,若按双字编址,它(de)寻址范围是多少2.某机字长为32位,存储容量为64MB,若按字节编址.它(de)寻址范围是多少解答:我(de)方法是全部换算成1位2进制(de)基本单元来算.先计算总容量,如第一题中是16mb中,一B为8位,也就是8个一位基本单元组成,16M=2^24位=2^24个一位基本单元.所以总(de)基本单元是2^248.一个字长是n位,就是说一个字是由n个一位基本单元组成.按照字来编址就是说由一个字所包含(de)一位基本单元(de)个数作为一个地址单元,它对应一个地址.同理,双字编址就是两个字所包含(de)(de)基本单元数作为一个地址单元.由于一个字节(1B)永远是8位,所以按字节编址永远是8个一位基本单元作为一个地址单元.寻址范围就是说总共有多少个这样(de)地址.第一题中一个字长是32位,对于按字编址来说一个地址单元有32个基本单元,按双字编址则是一个地址单元有64个,按字节是8个,总容量是2^248个.所以按字编址(de)地址数是2^248/32个,按双字是2^248/64个,按字节是2^248/8个.因此,第一题答案是2^21=2M.同理,第二题答案是2^268/8=2^26=64M.29.某SRAM芯片,其容量为1M×8位,除电源和接地端外,控制端有E和R/W,该芯片(de)管脚引出线数目是( D ).A.20 B.28 C.30 D.32这个题目其实就是要计算地址总线和数据总线(de)引脚数.既然是8位宽带,那数据线引脚就要8个,1M个存储单元需要20根地址线,因为2(de)20次方等于1M,所以这个芯片(de)引脚数目至少为1+1+1+1+8+20=32(电源+地+E+R/W+数据线+地址线)30.存储单元是指( B).A.存放1个二进制信息位(de)存储元 B.存放1个机器字(de)所有存储元集合C.存放1个字节(de)所有存储元集合 D.存放2个字节(de)所有存储元集合31.指令周期是指( C ).A.CPU从主存取出一条指令(de)时间B.CPU执行一条指令(de)时间C.CPU从主存取出一条指令加上执行一条指令(de)时间D.时钟周期时间32.中断向量地址是( C).A.子程序入口地址 B.中断服务程序入口地址C.中断服务程序入口地址指示器D.例行程序入口地址33.从信息流(de)传输速度来看,( A )系统工作效率最低.A.单总线 B.双总线 C.三总线 D.多总线34.同步控制是( C ).A.只适用于CPU控制(de)方式 B.只适用于外围设备控制(de)方式C.由统一时序信号控制(de)方式 D.所有指令执行时间都相同(de)方式35.采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据,就要占用一个( C )(de)时间.A.指令周期 B.机器周期C.存储周期 D.总线周期36.计算机硬件能直接执行(de)是( C).A.符号语言 B.汇编语言C.机器语言 D.机器语言和汇编语言37.运算器(de)核心部件是( C ).A.数据总线 B.数据选择器 C.算术逻辑运算部件 D.累加寄存器38.对于存储器主要作用,下面说法是正确( C ).A.存放程序 B.存放数据 C.存放程序和数据 D.存放微程序39.至今为止,计算机中所含所有信息仍以二进制方式表示,其原因是( C ).A.节约元件 B.运算速度快 C.物理器件性能决定D.信息处理方便40.CPU中有若干寄存器,其中存放存储器中数据(de)寄存器是( A ).A.地址寄存器B.程序计数器 C.数据寄存器 D.指令寄存器41.CPU中有若干寄存器,其中存放机器指令(de)寄存器是( D ).A.地址寄存器 B.程序计数器 C.指令寄存器 D.数据寄存器42.CPU中有若干寄存器,存放CPU将要执行(de)下一条指令地址(de)寄存器是(C).A.地址寄存器 B.数据寄存器 C.程序计数器D.指令寄存器43.CPU中程序状态寄存器中(de)各个状态标志位是依据( C )来置位(de).A.CPU已执行(de)指令 B.CPU将要执行(de)指令C.算术逻辑部件上次(de)运算结果 D.累加器中(de)数据44.为协调计算机各部件(de)工作,需要( B )来提供统一(de)时钟.A.总线缓冲器 B.时钟发生器 C.总线控制器 D.操作命令发生器45.能发现两位错误并能纠正一位错(de)编码是( A ).A.海明码 B.CRC码 C.偶校验码 D.奇校验码46.下列存储器中,速度最慢(de)是( C ).A.半导体存储器 B.光盘存储器C.磁带存储器 D.硬盘存储器47.下列部件设备中,存取速度最快(de)是( B ).A.光盘存储器B.CPU(de)寄存器C.软盘存储器 D.硬盘存储器48.某一SRAM芯片,容量为16K×1位,则其地址线条数下面哪项正确( C ).A.18根 B.16K根C.14根D.22根49.计算机(de)存储器采用分级存储体系(de)目(de)是( D ).A.便于读写数据 B.减小机箱(de)体积C.便于系统升级 D.解决存储容量.价格与存取速度间(de)矛盾50.在Cache(de)地址映射中,若主存中(de)任意一块均可映射到Cache内(de)任意一快(de)位置上,下面哪项符合这种特点( B ).A.直接映射B.全相联映射 C.组相联映射 D.混合映射51.指令系统中采用不同寻址方式(de)目(de)主要是( B ).A. 实现程序控制和快速查找存储器地址B. 缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性C. 可以直接访问主存和外存D. 降低指令译码难度52.CPU组成中不包括( D ).A.指令寄存器B.地址寄存器C.指令译码器D.地址译码器53.程序计数器PC在下面( C )部件中.A.运算器B.存储器 C.控制器 D.I/O接口54.CPU内通用寄存器(de)位数取决于( B ).A.存储器容量B.机器字长C.指令(de)长度D.CPU(de)管脚数55.以硬件逻辑电路方式构成(de)控制器又称为( B ).A.存储逻辑型控制器B.组合逻辑型控制器 C.微程序控制器D.运算器56.直接转移指令(de)功能是将指令中(de)地址代码送入( C )部件中.A.累加器 B.地址寄存器C.PC寄存器 D.存储器57.状态寄存器用来存放( B).A.算术运算结果B.算术.逻辑运算及测试指令(de)结果状态C.运算类型 D.逻辑运算结果58.微程序放在( D ).A.指令寄存器 B.RAM C.内存 D.控制存储器59.主机,外设不能并行工作(de)方式是( B ).A.中断方式B.程序查询方式C.通道方式 D.DMA方式60.禁止中断(de)功能可由( D )来完成.A.中断触发器 B.中断禁止触发器C.中断屏蔽触发器D.中断允许触发器61.在微机系统中,主机与高速硬盘进行数据交换一般用( C).A.程序中断控制 B.程序直接控制C.DMA方式D.通道方式62.DMA方式数据(de)传送是以( C )为单位进行(de).A.字节 B.字C.数据块 D.位63.DMA方式在( A )之间建立(de)直接数据通路.A.主存与外设 B.CPU与外设C.外设与外设D.CPU与主存64.冯·诺依曼机工作方式(de)基本特点是( B ).A.多指令流单数据流B.按地址访问并顺序执行指令C.堆栈操作D.存储器按内部选择地址65.针对8位二进制数,下列说法中正确(de)是( B ).A.B.-127(de)反码等于0(de)移码C.+1(de)移码等于-127(de)反码 D.0(de)补码等于-1(de)反码66.计算机系统中采用补码运算(de)目(de)是为了( C ).A.与手工运算方式保持一致B.提高运算速度C.简化计算机(de)设计D.提高运算(de)精度67.长度相同但格式不同(de)2种浮点数,假设前者阶码长.尾数短,后者阶码短.尾数长,其他规定均相同,则它们可表示(de)数(de)范围和精度为( B ).A.两者可表示(de)数(de)范围和精度相同B.前者可表示(de)数(de)范围大但精度低C.后者可表示(de)数(de)范围大且精度高D.前者可表示(de)数(de)范围大且精度高68.在浮点数原码运算时,判定结果为规格化数(de)条件是( D ).A.阶(de)符号位与尾数(de)符号位不同B.尾数(de)符号位与最高数值位相同C.尾数(de)符号位与最高数值位不同D.尾数(de)最高数值位为169.若浮点数用补码表示,则判断运算结果是否为规格化数(de)方法是( C ).A.阶符与数符相同B.阶符与数符相异C.数符与尾数小数点后第1位数字相异D.数符与尾数小数点后第1位数字相同70.在定点运算器中,无论采用双符号位还是单符号位,必须有( C ),它一般用()来实现.A.译码电路,与非门B.编码电路,或非门C.溢出判断电路,异或门D.移位电路,与或非门71.在定点数运算中产生溢出(de)原因是( C ).A.运算过程中最高位产生了进位或借位B.参加运算(de)操作数超出了机器(de)表示范围C.运算(de)结果超出了机器(de)表示范围D.寄存器(de)位数太少,不得不舍弃最低有效位72.存储周期是指( C).A.存储器(de)读出时间B.存储器(de)写入时间C.存储器进行连续读和写操作所允许(de)最短时间间隔D.存储器进行连续写操作所允许(de)最短时间间隔73.和外存储器相比,内存储器(de)特点是( C ).A.容量大,速度快,成本低B.容量大,速度慢,成本高C.容量小,速度快,成本高D.容量小,速度快,成本低74.某计算机字长16位,它(de)存储容量64KB,若按字编址,那么它(de)寻址范围是( B ).A.0~64K B.0~32K C.0~64KB D.0~32KB75.某SRAM芯片,其存储容量为64K×16位,该芯片(de)地址线和数据线数目为( D ).A.64,16 B.16,64 C.64,8 D.16,1676.某DRAM芯片,其存储容量为512K×8位,该芯片(de)地址线和数据线数目为(D).A.8,512 B.512,8 C.18,8 D.19,877.某机字长32位,存储容量1MB,若按字编址,它(de)寻址范围是( C ).A.0~1M B.0~512KB C.0~256K D.0~256KB78.某计算机字长32位,其存储容量为4MB,若按字编址,它(de)寻址范围是( A ).A.0~1M B.0~4MB C.0~4M D.0~1MB79.某计算机字长32位,其存储容量为4MB,若按半字编址,它(de)寻址范围是( C ).A.0~4MB B.0~2MB C.0~2M D.0~1MB80.某计算机字长为为32位,其存储容量为16MB,若按双字编址,它(de)寻址范围是( B ).A.0~16MB B.0~8M C.0~8MB D.0~16MB81.某SRAM芯片,其容量为512×8位,加上电源端和接地端,该芯片引出线(de)最小数目应为( D ).A.23 B.25 C.50 D.1982.在虚拟存储器中,当程序在执行时,( D )完成地址映射.A.程序员B.编译器C.装入程序D.操作系统83.虚拟段页式存储管理方案(de)特点为( D ).A.空间浪费大.存储共享不易.存储保护容易.不能动态连接B.空间浪费小.存储共享容易.存储保护不易.不能动态连接C.空间浪费大.存储共享不易.存储保护容易.能动态连接D.空间浪费小.存储共享容易.存储保护容易.能动态连接84.在cache(de)地址映射中,若主存中(de)任意一块均可映射到cache内(de)任意一块(de)位置上,则这种方法称为( A ).A.全相联映射B.直接映射C.组相联映射D.混合映射85.对某个寄存器中操作数(de)寻址方式称为( C )寻址.A.直接B.间接C.寄存器D.寄存器间接86.变址寻址方式中,操作数(de)有效地址等于( C ).A.基值寄存器内容加上形式地址(位移量)B.堆栈指示器内容加上形式地址C.变址寄存器内容加上形式地址D.程序计数器内容加上形式地址87.堆栈寻址方式中,设A为累加器,SP为堆栈指示器,Msp为SP指示(de)栈顶单元,如果进栈操作(de)动作是:(A)→Msp,(SP)-1→SP,那么出栈操作(de)动作应为( B ).A.(Msp)→A,(SP)+1→SP B.(SP)+1→SP,(Msp)→AC.(SP)-1→SP,(Msp)→A D.(Msp)→A,(SP)-1→SP88.运算型指令(de)寻址与转移性指令(de)寻址不同点在于( A ).A.前者取操作数,后者决定程序转移地址B.后者取操作数,前者决定程序转移地址C.前者是短指令,后者是长指令D.前者是长指令,后者是短指令89.中央处理器是指( C ).A.运算器B.控制器C.运算器和控制器D.运算器,控制器和主存储器90.在CPU中跟踪指令后继地址(de)寄存器是( B ).A.主存地址寄存器B.程序计数器C.指令寄存器D.状态条件寄存器91.指令周期是指( C ).A.CPU从主存取出一条指令(de)时间B.CPU执行一条指令(de)时间C.CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令(de)时间D.时钟周期时间92.下面描述(de)RISC机器基本概念中正确(de)句子是( B ).A.RISC机器不一定是流水CPU B.RISC机器一定是流水CPUC.RISC机器有复杂(de)指令系统D.CPU配备很少(de)通用寄存器93.计算机操作(de)最小时间单位是( A ).A.时钟周期B.指令周期C.CPU周期D.微指令周期94.计算机系统(de)输入输出接口是( B)之间(de)交接界面.A.CPU与存储器B.主机与外围设备C.存储器与外围设备D.CPU与系统总线95.计算机(de)外围设备是指( D).A.输入/输出设备B.外存设备C.远程通信设备D.除了CPU和内存以外(de)其它设备96.显示器(de)主要参数之一是分辨率,其含义为( B ).A.显示屏幕(de)水平和垂直扫描频率B.显示屏幕上光栅(de)列数和行数C.可显示不同颜色(de)总数D.同一幅画面允许显示不同颜色(de)最大数目97.中断发生时,由硬件保护片更新程序计数器PC,而不是由软件完成,主要是为了( A ).A.能进入中断处理程序并能正确返回原程序B.节省内存C.提高处理机(de)速度D.使中断处理程序易于编制,不易出错98.中断向量地址是( B ).A.子程序入口地址B.中断源服务程序入口地址C.中断服务程序入口地址D.中断返回地址99.在I/O设备.数据通道.时钟和软件这四项中,可能成为中断源(de)是( D ).A.I/O设备B.I/O设备和数据通道C.I/O设备.数据通道和时钟D.I/O设备.数据通道.时钟和软件100.中断允许触发器用来( D ).A.表示外设是否提出了中断请求B.CPU是否响应了中断请求C.CPU是否正在进行中断处理D.开放或关闭可屏蔽硬中断101.硬中断服务程序结束返回断点时,程序末尾要安排一条指令IRET,它(de)作用是( B ).A.构成中断结束命令B.恢复断点信息并返回C.转移到IRET(de)下一条指令D.返回到断点处102.在采用DMA方式高速传输数据时,数据传送是( B ).A.在总线控制器发出(de)控制信号控制下完成(de)B.在DMA控制器本身发出(de)控制信号控制下完成(de)C.由CPU执行(de)程序完成(de)D.由CPU响应硬中断处理完成(de)103.周期挪用方式常用于( A )方式(de)/输入输出中.A.DMA B.中断C.程序传送D.通道104.如果有多个中断同时发生,系统将根据中断优先级最高(de)中断请求.若要调整中断事件(de)响应次序,可以利用( D ).A.中断嵌套B.中断向量C.中断响应D.中断屏蔽105.通道对CPU(de)请求形式是( B ).A.自陷B.中断C.通道命令D.跳转指令106.CPU对通道(de)请求形式是( D ).A.自陷B.中断C.通道命令D.I/O指令三、填空1.浮点数规格化时(de)精度由尾数(de)位数决定,范围由阶码(de)位数决定.2.三态门比普通状态(高电平、低电平)多哪一个状态高阻态(悬空).3.Am2901芯片是运算器作用(de)部件,它(de)两个主要功能是:作为运算器、作为定序器(确定下一条微指令(de)指令).4.Am2910芯片是寄存器作用(de)部件.5.运算器可以实现算术运算和逻辑运算.6.BCD码:用4位二进制代码表示一位十进制数,最常见(de)BCD码是8421码.7.根据操作数(de)位置,指出寻址方式:8.操作数在寄存器中,称为寄存器寻址方式:9.操作数地址在寄存器中,称为寄存器间接寻址方式;10.操作数在指令中,称为立即寻址方式;11.操作数地址在指令中,称为直接寻址方式.12.设形式地址为D,以直接寻址方式,有效地址为:D;以间接寻址方式,有效地址为:(D);以相对寻址方式,有效地址为:(PC)+D;);以寄存器寻址间接寻址方式,有效地址为:(Ri以基址寻址方式,有效地址为:D+(BR);以变址寻址方式,有效地址为:D+(IX).13.浮点数向左规格化(de)原则:尾数左移一位,阶码减1.浮点数向右规格化(de)原则:尾数右移一位,阶码加1.14.在微指令(de)字段编码中,操作控制字段(de)分段并非是任意(de),必须遵循分段(de)原则,包括:○1.把相斥性(de)微命令分在同一段中;○2.一般每个小段要留出一个状态,表示:本段不执行任何操作.15.补码定点加减运算(de)溢出判断有两种方式,分别是:用一位符号位判断溢出和用两位符号位判断溢出.16.规格化浮点数(de)判断依据是:尾数(de)绝对值在和1范围内.17.所谓寻址方式是:找出有效地址(de)方式.18.基址寻址:操作数(de)有效地址=形式地址+基地址.19.在计算机中存放指令地址(de)寄存器叫PC(程序计数器).20.在取指令之前,首先把PC(de)内容送到地址(MAR)寄存器中,然后由CPU发出读命令,把指令从地址寄存器所指定(de)内存存储单元中取出来,送到CPU(de)指令寄存器中.21.控制器(de)设计方法有两种,分别是:组合逻辑设计和微程序设计.22.影响并行加法器(de)两个因素是:进位信号和传递时间.23.微程序控制(de)计算机中(de)控制存储器CM是用来存放微程序.24.编码左移、右移(de)计算结果.补码为算术左移1位后得,算术右移一位后得.25.-0(de)反码表示为:(假设数据有8位,用二进制表示).0(de)原码、补码、反码、移码(8位二进制数表示)26.控制器在生成各种控制信号时,必须按照一定(de)时序进行,以便对各种操作实施时间上(de)控制.27.根据编码方式,微指令分成水平型微指令和垂直型微指令两种类型.水平型微指令可以同时执行若干个微操作,所以执行机器(de)速度比垂直型微指令快.28.阶码8位(最左一位为符号位),用移码表示,尾数为24位(最左一位为符号位),用规格化补码表示,则它能表示(de)最大正数(de)阶码为FFH,尾数为7FFFFFH,绝对值最小(de)负数(de)阶码为FFH,尾数为800000H(用十六进制表示).29.影响流水线性能(de)因素主要反映在访存冲突和相关问题两个方面.。
计算机组成原理(重点知识总结)
第一章计算机系统概论1.冯•诺依曼计算机模型。
1)计算机由运算器、存储器、控制器和输入/输出五个部件组成;2)存储器以二进制形式存储指令和数据;3)存储程序工作方式;4)五部件以运算器为中心进行组织。
现代计算机以存储器为中心。
2.计算机系统性能指标:字长,主频,主存容量,RASIS特性,兼容性。
第三章系统总线1.总线是连接两个或多个功能部件的一组共享的信息传输线;一个部件发出的信号可以被连接到总线上的其他所有部件所接收。
总线按连接部件不同分为:片内总线、系统总线、通信总线。
系统总线按传输信息不同分为:数据总线(双向,其位数与机器字长和存储字长有关,总线宽度)、地址总线(由CPU输出,单向)、控制总线。
2.总线性能指标:(1)总线宽度:它是指数据总线的根数。
(2)总线带宽:总线的数据传输速率即单位时间内总线上传输数据的位数,单位为MBps(3)时钟同步/异步:总线上的数据与时钟同步工作的总线称同步总线,与时钟不同步工作的总线称为异步总线。
(4)总线复用:为了提高总线的利用率,优化设计,特将地址总线和数据总线共用一条物理线路,只是某一时刻该总线传输地址信号,另一时刻传输数据信号或命令信号。
(5)信号线数:即地址总线、数据总线和控制总线三种总线数的总和。
(6)总线控制方式:包括并发工作、自动配置、仲裁方式、逻辑方式、计数方式等。
3.总线裁决:决定哪个总线主控设备将在下次得到总线使用权的过程称为总线裁决。
•两类总线裁决方式:集中式和分布式集中式裁决方式:使用总线控制器;分布式裁决方式:控制逻辑分散在各个部件或设备中。
集中式裁决方式:链式查询,计数器定时查询,独立请求查询。
总线通信控制:同步通信(通信双方由统一时标控制数据传送)异步通信(采用应答方式,不互锁,半互锁,全互锁)。
第四章存储器1.存储器的主要性能指标容量,速度,价格。
存储器的分类2.按存储介质分类:1)半导体存储器(双极型和MOS型)2)磁表面存储器3)磁芯存储器4)光盘存储器按存取方式分类1)随机存储器2)只读存储器(静态SRAM,动态DRAM)3)串行访问存储器3.半导体只读存储器:掩膜只读存储器ROM可编程ROM(PROM)可擦除和编程的ROM(EPROM)电擦除电改写只读存储器(EEPROM)闪速存储器(flash memory)4.主存的指标存储容量,存储速度(时间和周期)和存储器带宽。
计算机组成原理复习概要知识点
计算机组成原理重点P18-20 原码、补码、反码、、转换对于正数,数值部分与真值形式相同;对于负数,其数值部分为真值形式按位取反,且在最低位加1。
P23 定点表示法定点小数、整数范围理解若机器字长有n+1位,则:原码定点小数范围为:-(1-2-n)~(1-2-n) 补码定点小数表示范围为:-1~(1-2-n)若机器字长有8位,则:原码定点小数范围为:-(1-2-7)~(1-2-7) 补码定点小数表示范围为:-1~(1-2-7)P27 移码注意偏置值、尾数[X]移=偏置值+XP31 浮点数X规格化的最小正数=2-1×2-2k X规格化的绝对值最小负数= -(2-1+2-n)×2-2k例1:将(100.25)10转换成短浮点数格式。
⑴十进制数→二进制数(100.25)10=(1100100.01)2⑵非规格化数→规格化数1100100.01=1.10010001×26⑶计算移码表示的阶码(偏置值+阶码真值)1111111+110=10000101⑷以短浮点数格式存储该数。
符号位=0阶码=10000101尾数=10010001000000000000000短浮点数代码为0;100 0010 1;100 1000 1000 0000 0000 0000 表示为十六进制的代码:42C88000H。
例2:把短浮点数C1C90000H转换成为十进制数。
⑴十六进制→二进制形式,并分离出符号位、阶码和尾数。
C1C90000H=1;10000011;10010010000000000000000⑵计算出阶码真值(移码-偏置值)10000011-1111111=100⑶以规格化二进制数形式写出此数1.1001001×24⑷写成非规格化二进制数形式11001.001⑸转换成十进制数,并加上符号位。
(11001.001)2=(25.125)10所以,该浮点数=-25.125P35 汉字的表示国标码、区位码、机内码国标码=区位码(十六进制)+2020H 汉字机内码=汉字国标码+8080H P39 十进制8421码、2421码8421码又称为NBCD 码,其主要特点是: ⑴ 它是一种有权码,。
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。
(完整版)计算机组成原理知识点总结
《计算机组成原理》(白中英)复习第一章计算机系统概论电子数字计算机的分类(P1)通用计算机(超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机)和专用计算机。
计算机的性能指标(P5)数字计算机的五大部件及各自主要功能(P6)五大部件:存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。
存储器主要功能:保存原始数据和解题步骤。
运算器主要功能:进行算术、逻辑运算。
控制器主要功能:从内存中取出解题步骤(程序)分析,执行操作。
输入设备主要功能:把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式。
输出设备主要功能:把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。
计算机软件(P11)系统程序——用来管理整个计算机系统应用程序——按任务需要编制成的各种程序第二章运算方法和运算器课件+作业第三章内部存储器存储器的分类(P65)按存储介质分类:易失性:半导体存储器非易失性:磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器按存取方式分类:存取时间与物理地址无关(随机访问):随机存储器RAM ——在程序的执行过程中可读可写只读存储器ROM ——在程序的执行过程中只读存取时间与物理地址有关(串行访问):顺序存取存储器磁带直接存取存储器磁盘按在计算机中的作用分类:主存储器:随机存储器RAM ——静态RAM 、动态RAM只读存储器ROM ——MROM 、PROM 、EPROM 、EEPROM Flash Memory高速缓冲存储器(Cache)辅助存储器——磁盘、磁带、光盘存储器的分级(P66)存储器三个主要特性的关系:速度、容量、价格/位多级存储器体系结构:高速缓冲存储器(cache)、主存储器、外存储器。
主存储器的技术指标(P67)存储容量:存储单元个数M ×每单元位数N存取时间:从启动读(写)操作到操作完成的时间存取周期:两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间,时间单位为ns。
存储器带宽:单位时间里存储器所存取的信息量,位/秒、字节/每秒,是衡量数据传输速率的重要技术指标。
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课程总复习第一章计算机系统概论1 计算机的分类电子计算机从总体上来说分为两大类:电子模拟计算机和电子数字计算机。
电子模拟计算机的特点是数值由连续量来表示,运算过程也是连续的。
电子数字计算机的主要特点是按位运算,并且不连续地跳动计算。
数字计算机与模拟计算机的主要区别见表1.1:表1.1 数字计算机与模拟计算计的主要区别2 计算机系统结构与性能之间的关系分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机六类,其结构复杂性、性能、价格、依次递减。
3 计算机的硬件组成一般结构由:运算器+存储器+控制器+适配器与输入/输出设备等构成。
应掌握各部分的主要功能。
[指令与程序的基本概念]:1) 指令的形式指令的内容由两部分组成,即操作的性质和操作的地址。
前者称为操作码,2) (冯.诺依曼结构计算机原理):周而复始地进行取指/执行的操作,完成既定的任务。
非冯.诺依曼结构计算机则是指:脱离“存储程序”控制的模式,完成计算机功能。
3) 指令流和数据流概念指令和数据统统放在内存中,从形式上看,它们都是二进制数码。
一般来讲,在取指周期中从内存读出的信息是指令流,它流向控制器;而执行周期中从内存读出的信息流是数据流,它由内存流向运算器。
适配器与输入设备、计算机的系统结构发展发展趋势(自阅)4 计算机的软件[软件的组成和分类]计算机软件一般分为两大类:一类叫系统程序,一类叫应用程序。
系统程序用来简化程序设计,简化使用方法,提高计算机的使用效率,发挥和扩大计算机的功能及用途。
应用程序是用户利用计算机来解决某些问题所编制的程序,如工程设计程序、数据处理程序、自动控制程序、企业管理程序、情报检索程序、科学计算程序等等。
[软件的发展演变]目的程序--汇编程序--源程序--操作系统--数据库管理系统5 计算机系统的层次结构计算机系统多级结构包括:微程序设计级--一般机器级--操作系统级--汇编语言级--高级语言级第二章运算方法与运算器1 数据与文字的表示方法[数据格式 ]计算机中常用的数据表示格式有两种,一是定点格式,二是浮点格式。
一般来说,定点格式容许的数值范围有限,但要求的处理硬件比较简单。
而浮点格式容许的数值范围很大,但要求的处理硬件比较复杂。
应当掌握:1)定点数的表示方法,包括:纯小数、纯整数目前计算机中多采用定点纯整数表示,因此将定点数表示的运算简称为整数运算。
2)浮点表示法:一个机器浮点数由阶码和尾数及其符号位组成(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。
)。
[数的机器码表示]计算机中把数据的符号位和数字位一起编码,来表示相应的数据。
各种表示法有:原码、补码、反码、移码等。
为了区别一般书写表示的数和机器中这些编码表示的数,通常将前者称为真值,后者称为机器数或机器码。
要求重点掌握:原码、补码、反码、移码表示方法的求取和相互转换。
上面的数据四种机器表示法中,移码表示法主要用于表示浮点数的阶码。
[字符、字符串及汉字的表示方法](自阅)注意:汉字的输入编码、汉字内码、字模码是计算机中用于输入、内部处理、输出三种不同用途的编码,不要混为一谈。
[校验码]为了防止计算机在处理信息过程中出现错误,可将信号采用专门的逻辑线路进行编码,以检测错误,甚至校正错误。
掌握最简单且应用广泛的检错码:采用一位校验位的奇校验或偶校验。
注意到:奇偶校验可提供单个错误检测,但无法检测多个错误,更无法识别错误信息的位置。
2 定点加法减法运算[补码加减法][溢出概念与检测方法]两个正数相加,结果大于机器所能表示的最大正数,称为上溢。
而两个负数相加,结果小于机器所能表示的最小负数,称为下溢。
为了判断“溢出”是否发生,可采用两种检测的方法:第一种方法是采用双符号位法,这称为“变形补码”或“模4补码”。
结论为:1)当以模4补码运算,运算结果的二符号位相异时,表示溢出;相同时,表示未溢出。
此逻辑表达式可用异或门实现。
2)模4补码相加的结果,不论溢出与否,最高符号位始终指示正确的符号。
第二种方法是采用单符号位法。
当最高有效位产生进位而符号位无进位时,产生上溢;当最高有效位无进位而符号位有进位时,产生下溢。
此逻辑表达式也可用异或门实现。
[基本的二进制加法/减法器]:由n个一位全加器组成。
[十进制加法器]十进制加法器可由BCD码(二-十进制码)来设计,它可以在二进制加法器的基础上加上适当的“校正”逻辑来实现,该校正逻辑可将二进制的“和”改变成所要求的十进制格式。
3 定点乘、除法运算1)不带符号的阵列乘(除)法器2)带符号的阵列乘(除)法器包括:原码并行乘(除)法器和补码并行乘(除)法器。
掌握:补码与真值的关系、求补器原理和一般化全加器概念。
4 定点运算器的组成[逻辑运算] 主要掌握是指逻辑非、逻辑加、逻辑乘、逻辑异四种基本运算。
[多功能算术/逻辑运算单元(ALU)]多功能算术/逻辑运算单元(ALU)不仅具有多种算术运算和逻辑运算的功能,而且具有先行进位逻辑, 从而能实现高速运算。
[定点运算器的基本结构]运算器包括ALU\阵列乘除器\寄存器\多路开关\三态缓冲器\数据总线等逻辑部件。
计算机的运算器大体有如下三种结构形式单总线结构的运算器这种结构的主要缺点是操作速度较慢。
但是由于它只控制一条总线,故控制电路比较简单。
双总线结构的运算器在这种结构中,两个操作数同时加到ALU进行运算,只需一次操作控制,而且马上就可以得到运算结果。
三总线结构的运算器在三总线结构中,ALU的两个输入端分别由两条总线供给,而ALU的输出则与第三条总线相连。
这样,算术逻辑操作就可以在一步的控制之内完成。
很显然,三总线结构的运算器的特点是操作时间快。
5浮点运算方法和浮点运算器[浮点加法、减法运算]设有两个浮点数x和y,它们分别为x=2Ex·Mxy=2Ey·My其中Ex和Ey分别为数x和y的阶码,Mx和My为数x和y的尾数。
完成浮点加减运算的操作过程大体分为四步:1) 0 操作数的检查;2)比较阶码大小并完成对阶;3)尾数进行加或减运算;4)结果规格化并进行舍入或溢出处理。
掌握运算规则与方法(如:对阶规则、运算结果的规格化方法、舍入及溢出处理等)。
[浮点乘法、除法运算]浮点数的乘除运算大体分为四步:1)0 操作数检查;2)阶码加/减操作;3)尾数乘/除操作;4)结果规格化及舍入处理。
[浮点运算流水线]理解流水线原理与特点,线性流水线定义以及k级线性流水线的加速比的计算。
第三章存储系统1 存储器概述[掌握存储器分类][存储器的分级结构]目前通常采用多级存储器体系结构,即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。
2 随机读写存储器[SRAM存储器]基本存储元基本存储元主要掌握六管SRAM存储元的电路图及读写操作过程。
SRAM存储器的组成包括:存储体;地址译码器;驱动器;I/O电路;片选;输出驱动电路等。
[存储器与CPU连接]主要掌握:★位扩展法:只加大字长,而存储器的字数与存储器芯片字数一致,对片子没有选片要求。
★字扩展法:仅在字向扩充,而位数不变.需由片选信号来区分各片地址。
★含字、位同时扩展的典型存储系统的设计。
存储器的读、写周期注意:读周期与读出时间是两个不同的概念。
读出时间:是从给出有效地址到外部数据总线上稳定地出现所读出的数据信息所经历的时间。
读周期时间:则是存储片进行两次连续读操作时所必须间隔的时间,它总是大于或等于读出时间。
[DRAM存储器]四管动态存储元:四管的动态存储电路是将六管静态存储元电路中的负载管T3,T4去掉而成的。
注意理解它和六管静态存储元电路的区别。
[DRAM的刷新]动态MOS存储器采用“读出”方式进行刷新。
从上一次对整个存储器刷新结束到下一次对整个存储器全部刷新一遍为止,这一段时间间隔叫刷新周期。
而刷新信号周期则是指给芯片发送的刷新动作信号的周期。
常用的刷新方式:集中式刷新、分散式刷新、异步式刷新。
掌握各方式的主要特点与计算。
[存储器控制电路]DRAM控制器用于DRAM的刷新控制,其包括刷新计数器、刷新/访存裁决、刷新控制逻辑等控制电路。
[高性能的主存储器]了解EDRAM芯片、EDRAM内存条等主要特点。
3 只读存储器和闪速存储器要求:了解闪速存储器的逻辑结构和闪速存储器的工作模式与原理,以及闪速存储器与CPU的连接方法。
主要特点:闪速存储器是在EPROM功能基础上增加了电路的电擦除和重新编程能力。
4 高速存储器[双端口存储器] 掌握逻辑结构和有/无冲突时的读写控制。
[多模块交叉存储器] 掌握存储器的模块化组织及其各模块的物理安排方式;多模块交叉存储器的基本结构。
[相联存储器] 理解:相联存储器的基本原理、相联存储器的组成和功能。
5 cache存储器掌握:1)cache的功能和基本工作原理、cache的命中率的概念与计算方法。
2)主存与cache的地址映射。
地址映射即是应用某种方法把主存地址定位到cache中。
地址映射方式:全相联方式、直接方式和组相联方式的思想与分析方法。
3)了解替换策略的概念。
4)cache的写操作策略的特点。
6虚拟存储器掌握:1)虚拟存储器的基本概念及其与主存/cache结构的区别2)主存-外存层次的基本信息传送单位,即:段、页或段页的划分与使用方法。
3)页式、段式和段页式虚拟存储器各自特点与管理方法。
4)了解主要替换算法的实现与特点。
7存储保护了解:1)存储区域保护方法,包括:页表保护、段表保护、键式保护和环保护等方法。
2)访问方式保护的思想。
第四章指令系统1 指令系统的基本概念指令:就是要计算机执行某种操作的命令。
计算机的指令有:微指令、机器指令和宏指令之分。
微指令:微程序级的命令,它属于硬件;宏指令:由若干条机器指令组成的软件指令,它属于软件;机器指令(指令):介于微指令与宏指令之间,每条指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算。
指令系统:一台计算机中所有机器指令的集合。
包括:复杂指令系统计算机(CISC)、精简指令系统计算机(RISC)。
[指令系统的性能要求]一个完善的指令系统应满足如下四方面的要求:完备性、有效性、规整性、兼容性。
[低级语言与硬件结构的关系]2 指令格式包括:操作码、地址码、指令字长度、指令助记符。
[操作码]指令字(简称指令)即表示一条指令的机器字。
指令格式则是指令字用二进制代码表示的结构形式,由操作码字段和地址码字段组成。
操作码字段表征指令的操作特性与功能;地址码字段通常指定参与操作的操作数或操作数的地址。
从操作数的物理位置来说,又可归结为SS型、RR型和RS型等三种类型。
[指令字长度]指令字长度:一个指令字中包含二进制代码的位数。
机器字长:计算机能直接处理的二进制数据的位数,它决定了计算机的运算精度。