西南民族大学计算机组成原理复习资料

《计算机组成原理》复习资料

题型及分值分配：单选题：40分； 填空题：10分； 计算题：6分；

简答题：24分； 设计题：20分

第三章：系统总线

（1）同步通信：由统一时标控制数据传送

（2）异步通信：采用应答方式，没有公共时钟标准

（3）半同步通信：同步、异步结合（由统一时钟控制，允许传输时间不一致） （4）分离式通信：充分挖掘系统总线每个瞬间的潜力

（1）定义：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，单位用MBps （2）计算公式：总线带宽 = （总线时钟频率/时钟周期数） × 总线宽度（转换为B ） （3）例题：总线的时钟频率为8MHz ，一个总线周期等于一个时钟周期，一个总线周期中并行传送16位数据，求总线带宽。

解答：总线带宽 = （8MHz/1）×（16÷8）

B = 16MBps （1）申请分配阶段：主模块申请，总线仲裁决定 （2）寻址阶段： 主模块向从模块给出地址和命令 （3）传输阶段： 主模块和从模块交换数据 （4）结束阶段： 主模块撤销有关信息

（1）数据总线DB ：双向传输，位数与机器字长、存储字长有关

（2）地址总线AB ：单向传输（由CPU 输出），位数与存储地址、I/O 地址有关 （3）控制总线CB

有入（存储器读/（1）链式查询： 连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感

（2）计数器定时查询：优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂

（3）独立请求方式： 判优速度最快，硬件器件用量大，连线多，成本较高 第四章：存储器

（1）地址线位数为n ；数据线位数为m ，则芯片容量为 ×m 位

（2）例题：存储器容量为储芯片时，各需几片？ 1K ×4位，2K ×8位，4K ×4位，16K ×1位，4K ×8位，8K ×8位

解答：地址线14根；数据线32根；各规格芯片片数分别为128，32，32，32，16，8

P94 例4.1；P95 例4.2；P97 例4.3；P151 T4.15；P151 T4.16

（1）存储字长取8的倍数；字地址用该字高位字节的地址表示，是4的整数倍 （2）存储容量 =（存储单元个数×存储字长）位 =（存储单元个数×存储字长/8）B

（1）地址线的连接（2）数据线的连接（3）读/写命令线的连接

（4）片选线的连接（5）合理选择存储芯片（6）其他（时序、负载）

（1）由主存地址映射到Cache地址称为地址映射。地址映射方式很多，有直接映射（固定的映射关系）、全相联映射（灵活性大的映射关系）、组相联映射（上两种的折中）。

（2）组相联方式下，主存块号与Cache块号的对应关系：

组相联映射把Cache分为Q组，每组有R块，并有以下关系：i = j mod Q。其中，i为j为主存的块号。某一主存按模Q将其映射到缓存的第i组内，如下图所示。

缓存的组号，

第五章：I/O 系统

（1）统一编址： I/O 编址方式与主存相同，占用统一地址空间，所用指令与访存指令相似 （2）不统一编址：I/O 地址与主存地址分开，有专门的

I/O 指令。 （1）程序查询方式：CPU 和I/O 串行工作，踏步等待

（2）程序中断方式：CPU 和I/O 并行工作，没有踏步等待现象，中断现行程序

（3）DMA （直接存储器存取）方式：CPU 和 I/O 并行工作，主存和 I/O 之间有一条直接数据

通道，不中断现行程序，周期挪用（周期窃取）

（4）不同控制方式下，主机与设备的工作情况：

分辨率和灰度等级是CRT的两个重要技术指标

CPU不查询设备的准备情况，当I/O向CPU发出中断请求后才予以响应，并中断现行程序，转向中断服务程序，处理完后返回原程序断点处。

所谓硬件向量法，就是通过向量地址来寻找设备的中断服务程序入口地址，而且向量地址由硬件电路产生。

中断向量地址形成部件的输入是来自排队器的输出，它的输出是中断向量，其位数与计算机可以处理中断源的个数有关，即一个中断源对应一个向量地址。

中断向量地址形成部件是一个编码器，在I/O接口中的编码器又称为设备编码器。

（1）中断向量：中断服务程序的入口地址

（2）中断向量地址：内存中存放中断服务程序入口地址的地址

（1）停止CPU访问主存：控制简单，CPU处于不工作状态或保持状态，未充分发挥 CPU 对

主存的利用率

（2）周期挪用（周期窃取）：当I/O设备与CPU同时访存时，I/O访存优先于CPU访存，使

CPU延缓了一、二个存取周期再访存

（3）DMA与CPU交替访问：适合于CPU工作周期比主存存取周期长的情况，将一个CPU周期

分为和两个分周期，其中专供DMA访存，专供CPU访存

一个DMA接口可采用周期窃取方式把字符传送到存储器，它支持的最大批量为400个字节。若存取周期为100 ns，每处理一次中断需5 μs，现有的字符设备的传输率为9600 bps。假设字符之间的传输是无间隙的，若忽略预处理所需的时间，试问采用DMA方式每秒因数据传输占用处理器多少时间？若完全采用中断方式，又需占用处理器多少时间？

解答：每秒传输9600/8 = 1200B（1200个字符）

（1）采用DMA方式： 0.1μs × 1200 + 5μs ×（1200/400）= 135μs

（2）采用中断方式：5μs × 1200 = 6000μs

第六章：计算机的运算方法

（1）定点数：采用定点数的机器称为定点机，数值部分的位数n 决定了定点中数的表示范围。定点数格式如下：

（2）浮点数：浮点数由阶码j 和尾数S 两部分组成。阶码是整数, 其数值位数m 反映浮点数的表示范围，阶符 和阶码的位数m 合起来表示小数点的实际位置；尾数是小数，其数值位数n 反映了浮点数的精度；尾数的符号 代表浮点数的符号。浮点数在机器中的形式如下：