计算机组成原理与体系结构
计算机组成原理与体系结构习题
1.冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是______。
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 存贮器按内容选择地址2. 某计算机字长16位，它的存贮容量是64KB，若按字编址，那么它的寻址范围是______A. 64KB. 32KC. 64KBD. 32 KB3.单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个常需采用______。
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4．在微程序控制器中，微地址形成电路产生两种地址：微程序入口地址和后续微地址。
5、已知某8位机的主存采用半导体存储器，地址码为18位，采用4K×4位的SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块条形式，问：(1)若每个模块条为32K×8位，共需几个模块条？(2)每个模块条内有多少片RAM芯片?(3)主存共需多少RAM芯片？CPU需使用几根地址线来选各模块？用何种译码器？6.CPU有16根地址线（A15～A0），8根数据线（D7～D0），MREQ 作访问存储器的控制电平（低电平有效），WE作为读写控制电平（WE=0时，写允许；WE=1时，读允许）。
现有芯片Intel 2114（1K*4），要扩展成2KB内存，地址范围为2000H～27FFH。
片选信号由74LS138译码器采用全译码方式进行。
试画出CPU与译码器及存储芯片的连接图。
7.某计算机字长16位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，共有64条指令，试采用四种寻址方式（直接、间接、变址、相对）设计指令格式。
解：64条指令需占用操作码字段（OP）6位，这样指令余下长度为10位。
为了覆盖主存64K字的地址空间，设寻址模式（X）2位，形式地址（D）8位，其指令格式如下：６２８OP X D寻址方式定义如下：X= 0 0 直接寻址有效地址 E=D（256单元）X= 0 1 间接寻址有效地址 E= (D）（64K）X= 1 0 变址寻址有效地址 E= (R)＋D （64K）X= 1 1 相对寻址有效地址 E=（PC）＋D （64K）其中R为变址寄存器（16位），PC为程序计数器（16位），在变址和相对寻址时，位移量D可正可负。
《计算机组成原理》唐朔飞第二版_笔记
《计算机组成原理》唐朔飞第⼆版_笔记第1章概论1，计算机系统的软硬件概念1）硬件：计算机的实体部分，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，如主机、外部设备等。
2）软件：由⼈们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成，分为系统软件和应⽤软件。
①系统软件⼜称为系统程序，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的调度，⾼效运⾏。
它包括：标准程序库、语⾔处理程序（编译程序）、操作系统、、服务程序（如诊断、调试、连接程序）、数据库管理系统、⽹络软件等。
②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，如科学计算程序、数据处理程序、过程控制程序、实物管理程序。
2、计算机系统的层次结构：1）硬联逻辑级：第零级是硬联逻辑级，这是计算机的内核，由门，触发器等逻辑电路组成。
2）微程序级：第⼀级是微程序级。
这级的机器语⾔是微指令集，程序员⽤微指令编写的微程序，⼀般是直接由硬件执⾏的。
3）传统机器级：第⼆级是传统机器级，这级的机器语⾔是该机的指令集，程序员⽤机器指令编写的程序可以由微程序进⾏解释。
操作4）系统级：第三级是操作系统级，从操作系统的基本功能来看，⼀⽅⾯它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另⼀⽅⾯它⼜是传统机器的延伸。
5）汇编语⾔级：第四级是汇编语⾔级，这级的机器语⾔是汇编语⾔，完成汇编语⾔翻译的程序叫做汇编程序。
6）⾼级语⾔级：第五级是⾼级语⾔级，这级的机器语⾔就是各种⾼级语⾔，通常⽤编译程序来完成⾼级语⾔翻译的⼯作。
7）应⽤语⾔级：第六级是应⽤语⾔级，这⼀级是为了使计算机满⾜某种⽤途⽽专门设计的，因此这⼀级语⾔就是各种⾯向问题的应⽤语⾔。
把计算机系统按功能分为多级层次结构，就是有利于正确理解计算机系统的⼯作过程，明确软件，硬件在计算机系统中的地位和作⽤。
3、计算机组成和计算机体系结构1）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，即概念性的结构与功能特性。
计算机组成原理(本全)课件
目录
CONTENTS
• 计算机系统概述 • 中央处理器(CPU) • 存储器系统 • 输入输出(I/O)系统 • 计算机的体系结构 • 计算机的软件系统
01 计算机系统概述
计算机的发展历程
第一代计算机
电子管计算机，20世纪40年代 中期至50年代末期，主要用于
军事和科学研究领域。
CPU每个时钟周期执行的指令数，是 衡量CPU性能的重要指标。
03 存储器系统
存储器的分类和作用
分类
根据存储器的功能和位置，可以分为内存和外存两大类。内存是计算机内部存储器，用 于存放运算数据和程序代码；外存则是计算机外部存储器，用于长期保存大量数据和程
序。
作用
存储器是计算机的重要组成部分，它负责存储程序运行过程中所需的数据、指令等信息 ，使得CPU能够快速、准确地读取和写入数据，从而完成程序的执行。
软件系统
包括系统软件和应用软件两大类。
操作系统
是计算机的软件系统中最基本、最重要的部分，负责 管理和调度计算机的软硬件资源。
计算机的工作原理
二进制数制
计算机内部采用二进制数制进行运算和存储。
指令和程序
计算机按照程序中预定的指令序列进行自动执 行。
存储程序原理
将程序和数据存储在计算机内部，根据指令从存储器中取出数据和指令进行运 算和传输。
内存的工作原理和组织结构
工作原理
内存由多个存储单元组成，每个单元可以存储一个二进制数 。当CPU需要读取或写入数据时，会通过地址总线发送地址 信号，内存控制器根据地址信号找到对应的存储单元，完成 数据的读取或写入操作。
组织结构
内存的组织结构通常采用线性编址方式，即将内存单元按照 一定顺序排列，每个单元都有一个唯一的地址。内存的容量 大小由地址总线的位数决定，地址总线位数越多，可访问的 内存单元数量就越多。
计算机考研十大核心考点总结
计算机考研十大核心考点总结
一、计算机组成原理
计算机组成原理是计算机科学的一个基础，是考研计算机的重要科目，它涉及计算机系统体系结构的概念，关系的数据处理技术等。
其中，主要
考察计算机体系结构、计算机存储器，CPU结构，机器指令等方面的相关
知识，是考研计算机考试的重要考点。
1.计算机系统概述
计算机系统包括硬件、软件、中断、存储器以及I/O系统，其中硬件
由处理器、控制器、存储器和接口组成，软件由操作系统、辅助工具和应
用程序组成。
计算机系统中的数据在系统设计、实施和管理过程中起着重
要作用，是系统可靠性和性能的主要考量因素。
2.CPU体系结构
CPU是计算机系统中的中央处理器，主要负责数据的存取、处理和控制，它经历了多次改进和升级，现代计算机CPU一般由指令集、控制单元、内部总线和外部总线等组成，有了这些组成部件，CPU就可以实现指令系
统的运行和控制，保证数据的处理和控制。
3.存储器体系结构
存储器可以分为两类，一类是主存储器，一类是外存储器，外存储器
分为磁盘和移动存储器，而主存储器又分为物理内存和虚拟内存。
计算机体系结构与组成原理
计算机体系结构与组成原理计算机体系结构与组成原理讨论了计算机系统的基本原理、组成结构和相互关系。
它研究了计算机的硬件和软件组件，并介绍了计算机如何执行指令以及数据在计算机内部的处理方式。
本文将从计算机体系结构和计算机组成原理两个方面来探讨这一主题。
一、计算机体系结构计算机体系结构是指计算机硬件和操作系统之间的接口关系。
它定义了计算机的结构、功能和性能特征，包括内存、输入输出设备和处理器等组件。
计算机体系结构的设计决定了计算机系统的可扩展性和性能。
1. 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构是一种广泛应用的计算机体系结构，是由冯·诺依曼于1945年提出的。
它包括了一个存储器、一个运算器、一个控制器、输入设备和输出设备等组件。
其中存储器用于存储数据和指令，运算器用于执行算术和逻辑运算，控制器用于指挥各个组件的操作。
2. 硬件层次结构计算机体系结构还可以按照硬件的层次结构进行分类。
常见的硬件层次结构包括计算机系统、总线、处理器和存储器等。
计算机系统是最高层次的硬件，它由多个处理器和存储器组成，并通过总线进行连接。
二、计算机组成原理计算机组成原理研究了计算机硬件的内部结构和功能，包括处理器、存储器、输入输出设备等。
它关注计算机内部数据的存储、传输和处理方式。
1. 处理器处理器是计算机的核心组件，负责执行指令和处理数据。
它由控制器和算术逻辑单元组成。
控制器用于解析和执行指令，算术逻辑单元用于执行算术和逻辑运算。
2. 存储器存储器用于存储计算机内部的数据和指令。
根据存取方式的不同，存储器可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于临时存储数据和程序，而ROM则用于存储固定的指令和数据。
3. 输入输出设备输入输出设备用于将数据和指令传递给计算机系统，或将计算结果输出到外部设备。
常见的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器和打印机等。
三、计算机体系结构与组成原理的关系计算机体系结构和组成原理是相互关联的，在计算机系统设计和优化过程中起着重要作用。
计算机组成原理知识点
计算机组成原理知识点1. 冯·诺依曼体系结构：计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
2. 运算器：计算机的核心部分，负责执行各种算术运算和逻辑运算。
3. 控制器：负责控制指令的执行次序和操作，包括指令的获取、解码和执行。
4. 存储器：用于存储计算机程序和数据，包括主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）。
5. 输入设备：用于将外部数据或指令输入到计算机，包括键盘、鼠标、扫描仪等。
6. 输出设备：用于将计算机处理后的结果输出到外部，包括显示屏、打印机、音响等。
7. 指令集：计算机能够执行的全部指令的集合。
8. 指令的执行过程：指令的获取、解码、操作和存储四个步骤。
9. 计算机的时钟：用于统一各个部件的工作节奏。
10. 运算器的设计：包括算术逻辑单元（ALU）和寄存器的设计。
11. 控制器的设计：包括指令寄存器、程序计数器和指令译码器的设计。
12. 存储器的分类：根据访问方式可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
13. 存储器的层级结构：由高速缓存、主存储器和辅助存储器组成，速度逐级递减，容量逐级递增。
14. 输入输出控制方式：包括程序控制方式、中断方式和直接存储器访问方式。
15. 总线的作用：用于数据和控制信息在计算机各个部件之间传输。
16. 总线的分类：根据传输数据的方式可以分为数据总线、地址总线和控制总线。
17. 中央处理器（CPU）的功能：包括指令的获取、解析、运算和存储。
18. 中央处理器的核心部分：由运算器和控制器组成。
19. 中央处理器的指令周期：包括取指周期、执行周期和存储周期。
20. 中央处理器的性能指标：包括时钟频率、主频和执行速度。
21. 程序和指令：程序是指一系列有序的指令集合，指令是计算机能够识别和执行的最小指令单元。
22. 计算机的存储方式：包括字节顺序、地址分配和寻址方式。
23. 输入输出设备的原理：包括数据传输、数据缓冲和数据控制。
计算机组成-冯·诺依曼体系结构
计算机组成-冯·诺依曼体系结构计算机组成 - 冯·诺依曼体系结构⽬录计算机组成原理⽬录：计算机组成原理在整个计算机课程中的地位如下图所⽰：图1：计算机体系结构计算机组成原理这门课会围绕冯·诺依曼体系的五⼤组成部分展开，分别介绍运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备。
运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备。
1. 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构(Von Neumann architecture)，也叫存储程序计算机。
什么是存储程序计算机呢？这⾥⾯其实暗含了两个概念：可编程计算机：计算机是由各种门电路组合⽽成的，然后通过组装出⼀个固定的电路板，来完成⼀个特定的计算程序。
⼀旦需要修改功能，就要重新组装电路。
这样的话，计算机就是“不可编程”的。
如计算器就是不可编程的。
存储计算机。
⽐如内存和硬盘都是存储设备。
图2：冯·诺依曼体系结构⽰意图处理器单元(Processing Unit)：⾸先是⼀个包含算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）和处理器寄存器（ProcessorRegister）的处理器单元（Processing Unit），⽤来完成各种算术和逻辑运算。
因为它能够完成各种数据的处理或者计算⼯作，因此也有⼈把这个叫作数据通路（Datapath）或者运算器。
控制器单元(Control Unit/CU)：是⼀个包含指令寄存器（Instruction Register）和程序计数器（Program Counter）的控制器单元（Control Unit/CU），⽤来控制程序的流程，通常就是不同条件下的分⽀和跳转。
在现在的计算机⾥，上⾯的算术逻辑单元和这⾥的控制器单元，共同组成了我们说的 CPU。
存储器存储器：⽤来存储数据（Data）和指令（Instruction）的内存。
以及更⼤容量的外部存储，在过去，可能是磁带、磁⿎这样的设备，现在通常就是硬盘。
计算机组成原理
2、总线规范
每个总线标准都有详细的规范说明，一般包括以下几个部分 1）机械性能规范：模板尺寸、插头、连接器的规格及位置 等。 2）功能规范：信号线的序号、名称及功能等。 3）电气特性的规范：信号线的电平种类、动态转换时间、 负载能力等。
五、总线的性能指标
评价总线性能的优劣 1、总线宽度：主要是指数据总线的数目。如4/8/16/32/64 直接影响总线的传输率（吞吐量） 2、标准传输率（总线带宽） 单位时间内总线上传输数据的位数。以MB/S表示。 例如：某总线工作频率为8.33MHZ，总线宽度为16位，则 标准传输率为 8.33M×2B/s=16.66MB/s 3、总线定时协议（握手机制） 数据传输采用何种时钟控制。分为同步、异步、半同步、 分离式几种 4、总线控制方式：如仲裁机制、自动配置等。 5、总线复用 两种不同时出现的信号共用一组物理线路，即分时使用同 一组总线，称为总线的多路分时复用。其目的在于减少芯 片的引脚数。 6、信号线数：总线所包含的全部信号线的总数。 7、其它指标：如负载能力、电源电压、能否扩展等。
第三章 系统总线
3.1 总线概述 3.2 常用的总线标准 3.3 总线结构
3.4 总线控制
3.1 总线概述
一、为什么要用总线
机内部件间互连方式：
早期：分散连接 以运算器为核心，内部连线复杂，尤其是当I/O 与存储器交换信息时，都需要经过运算器，严重影 响CPU的工作效率。
采用存储器为核心的分散连接结构，虽采用中断、 DMA等技术，仍无法解决I/0设备与主机之间连接的 灵活性。 目前：总线连接
MAR MDR 容量 10 8 1 K × 8位 16 32 64 K × 32位
1K = 210
2 b = 1 KB 1B = 23b 221b = 256 KB 80 GB
智慧树答案计算机组成原理与体系结构知到课后答案章节测试2022年
第一章1.运算器的核心部件是______。
答案:算术逻辑运算部件2.存储器主要用来______。
答案:存放程序和数据3.电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为______。
答案:主机4.输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为______。
答案:外围设备5.用户与计算机通信的界面是______。
答案:外围设备6.下列______不是输入设备。
答案:打印机7.一片1MB的磁盘能存储______的数据。
答案:220字节8.计算机硬件能直接执行的只能是_____。
答案:机器语言9.一个节拍信号的宽度是指_____。
答案:时钟周期10.32位的个人计算机，一个字节由______位组成。
答案:811.微处理器可以用来做微型计算机的CPU。
答案:错12.决定计算机运算精度的主要技术指标是计算机的字长。
答案:对13.计算机总线用于传输控制信息、数据信息和地址信息的设施。
答案:对14.计算机系统软件是计算机系统的核心软件。
答案:对15.计算机运算速度是指每秒钟能执行操作系统的命令个数。
答案:错16.计算机主机由CPU、存储器和硬盘组成。
答案:错17.计算机硬件和软件是相辅相成、缺一不可的。
答案:对18.输入设备将机器运算结果转换成人们熟悉的信息形式。
答案:错19.控制器用来完成算术运算和逻辑运算。
答案:错20.操作系统属于系统软件。
答案:对21.汇编语言是计算机能直接识别的语言。
答案:错22.机器字长指CPU一次能处理的数据位数。
答案:对23.存储器的容量应该包括主存容量和辅存容量。
答案:对24.计算机的运算速度只与机器的主频相关。
答案:错第二章1.零的反码可以表示为______。
答案:111111112.十进制数5的单精度浮点数IEEE 754代码为______。
答案:010000001010000000000000000000003.一个8位二进制整数，若采用补码表示，且由4个1和4个0组成，则最小值为______。
计算机体系结构与组成原理
计算机体系结构与组成原理计算机体系结构与组成原理是计算机科学与技术领域中的重要基础课程，它主要介绍了计算机系统的组成和工作原理。
本文将围绕这一主题展开探讨，从计算机体系结构和计算机组成原理两个方面展开论述。
一、计算机体系结构计算机体系结构指的是计算机硬件系统的架构和组织方式，它包括了计算机的指令集、寻址方式、存储器结构、总线结构、输入输出系统等。
计算机体系结构是计算机软件与硬件之间的接口，对计算机的性能和功能起着至关重要的作用。
1.1 指令集体系结构指令集体系结构定义了计算机能够执行的指令集合以及指令的格式和含义。
常见的指令集体系结构有RISC（精简指令集计算机）和CISC（复杂指令集计算机）。
这两种指令集体系结构在指令的数量、长度、执行速度等方面存在差异，对计算机的硬件设计和编程有着不同的影响。
1.2 存储器结构存储器结构是计算机中负责存储数据和指令的组成部分，包括主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）。
常见的存储器结构有层次结构和并行结构。
层次结构中，各级存储器按照速度和容量的大小排列，高速缓存存储器（Cache）作为主存储器与CPU之间的缓冲区，提高数据的访问速度。
并行结构中，多个存储器模块同时工作，提高了数据的传输速率和系统的并行处理能力。
1.3 总线结构总线结构是计算机各部件之间传输数据和控制信息的通信线路，包括地址总线、数据总线和控制总线。
总线结构的设计要考虑数据传输的速度、容量和稳定性等因素，对于计算机系统的性能和可靠性有着重要影响。
二、计算机组成原理计算机组成原理是指计算机系统各个硬件组成部分的工作原理和实现方式。
它包括了算术逻辑单元（ALU）、控制器、寄存器、时钟信号等。
2.1 算术逻辑单元（ALU）算术逻辑单元是计算机中负责进行算术运算和逻辑判断的部件，它由逻辑门电路和寄存器组成。
ALU根据控制信号执行不同的运算操作，如加法、减法、乘法、除法等，同时也能够进行逻辑运算，如与、或、非等。
计算机体系结构与组成原理
计算机体系结构与组成原理计算机体系结构是指计算机硬件系统的结构组织，包括硬件层次的划分、组成和功能设计等内容；而计算机组成原理则是指计算机内部各个功能模块的设计与实现原理。
本文将通过介绍计算机体系结构与组成原理，帮助读者更好地理解计算机的组成和工作原理。
一、计算机体系结构计算机体系结构是计算机硬件结构的逻辑和功能组织方式。
它主要包括指令系统结构、数据结构、处理单元结构和控制机构结构。
指令系统结构描述计算机的指令集、寻址方式等，数据结构描述数据的存储方式和组织形式，处理单元结构描述计算机的算术逻辑单元(ALU)、寄存器等主要硬件组件，控制机构结构描述计算机的控制方式和流程。
在计算机体系结构中，主要有三种类别：冯·诺伊曼体系结构、哈佛体系结构和混合体系结构。
冯·诺伊曼体系结构是目前使用最广泛的体系结构，它将指令和数据存储在同一个内存中，并通过总线进行传输。
哈佛体系结构则将指令和数据存储在不同的内存中，通过不同的总线进行传输。
混合体系结构则是冯·诺伊曼体系结构和哈佛体系结构的结合，可以根据实际需求灵活选择。
二、计算机组成原理计算机组成原理是计算机内部各个功能模块的设计与实现原理。
它主要包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备以及总线等组件。
1. 中央处理器(CPU)中央处理器(CPU)是计算机的核心部件，负责执行各种计算和控制操作。
CPU主要由控制单元和算术逻辑单元(ALU)组成。
控制单元负责指令的解码和执行，ALU则负责数据的运算和逻辑判断。
2. 内存内存是计算机用来存储数据和程序的地方，分为主存和辅助存储器。
主存通常指的是随机存取存储器(RAM)，用来暂时存储正在运行的程序和数据。
辅助存储器包括磁盘、光盘等，用来长久保存数据。
3. 输入输出设备输入输出设备用来与计算机进行数据的输入和输出。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，输出设备有显示器、打印机、音频设备等。
计算机组成原理 大纲
计算机组成原理大纲
一、计算机组成原理概述
1. 计算机组成原理的定义和目标
2. 计算机的基本组成部分和功能
二、数字电路基础
1. 逻辑门和布尔代数
2. 组合逻辑电路和时序逻辑电路
三、数字系统与算术运算
1. 进位制和数字编码
2. 布尔代数运算和逻辑运算
3. 二进制加法器和减法器
4. 乘法器和除法器
四、存储器和存储系统
1. 存储器层次结构
2. RAM和ROM存储器
3. 高速缓存和虚拟存储器
五、指令集体系结构
1. CISC和RISC体系结构
2. 数据表示方法和指令格式
3. 寻址方式和数据处理指令
六、中央处理单元（CPU）
1. 控制单元和存储器单元
2. 指令执行过程和数据通路
3. 流水线技术和乱序执行
七、输入输出系统
1. 输入输出设备和接口
2. 数据传输和数据交换方式
3. 中断和异常处理
八、总线和通信
1. 总线的基本概念和分类
2. 总线传输方式和时序控制
3. 总线错误控制和总线仲裁
九、计算机性能评价和优化
1. 计算机性能指标
2. 提高计算机性能的方法
3. 并行计算和分布式计算
十、计算机安全与可靠性
1. 计算机系统的安全威胁
2. 安全措施和安全策略
3. 可靠性评估和故障处理。
计算机组成原理与体系结构基础知识试题及
计算机组成原理与体系结构基础知识试题及解析计算机组成原理与体系结构基础知识试题及解析一、选择题1. 下面哪个不是计算机中的主要硬件组成部分？A. 中央处理器B. 内存C. 硬盘D. 显卡答案：D解析：显卡是计算机中的辅助硬件组成部分，用于处理图形输出。
而中央处理器、内存和硬盘是计算机的三大核心硬件组成部分。
2. 下面哪个不是计算机存储器的一种？A. 随机存取存储器（RAM）B. 只读存储器（ROM）C. 磁盘存储器D. 闪存存储器答案：C解析：磁盘存储器属于外部存储器，不属于计算机存储器的范畴。
计算机存储器主要包括RAM、ROM和闪存存储器。
3. 下面哪个不属于计算机指令的基本格式？A. 操作码+操作数B. 地址码+操作码C. 操作数+寄存器D. 机器码答案：B解析：计算机指令的基本格式通常为操作码+操作数。
其中操作码表示要执行的操作，操作数则是操作的对象。
地址码+操作码不符合常见的指令格式。
4. 下面哪个不属于计算机中的主要总线？A. 数据总线B. 地址总线C. 控制总线D. 系统总线答案：D解析：系统总线并非计算机中的主要总线，而是由数据总线、地址总线和控制总线组成的总线系统。
5. 下面哪个不是计算机系统中的输入设备？A. 键盘B. 鼠标C. 打印机D. 扫描仪答案：C解析：打印机是计算机系统中的输出设备，而键盘、鼠标和扫描仪属于输入设备。
二、填空题1. 操作系统负责管理计算机的资源，同时提供给用户一个__________的工作环境。
答案：友好2. 在计算机中，字长是指CPU一次能处理的二进制数据的位数，它也是计算机的__________。
答案：基本数据类型3. 计算机内存中保存的数据在计算机断电后会丢失，因此又称为__________。
答案：易失性存储器4. ALU（算术逻辑单元）是计算机中负责执行__________运算的部件。
答案：算术和逻辑5. 程序计数器是CPU中的一个寄存器，用来存储下一条指令的__________。
408计算机组成原理考研大纲
408计算机组成原理考研大纲计算机组成原理是一门计算机科学与技术中的基础课程，它是计算机科学与技术专业和相关专业研究生入学考试（考研）的必考科目。
下面将详细介绍408计算机组成原理考研的大纲内容。
一、大纲概述408计算机组成原理考研的大纲主要分为四个部分，包括计算机系统结构与体系结构、存储系统、I/O系统、总线系统。
了解这些内容可以帮助考生全面了解计算机组成原理的基本概念和原理，在考试中能够灵活运用并解决相关问题。
二、具体内容1.计算机系统结构与体系结构这部分主要介绍计算机系统结构和体系结构的基本概念、发展历程、基本特点、各组成部分的功能与作用、指令的执行过程等。
重点内容包括：冯·诺依曼结构、存储程序原理、指令系统和指令格式、CISC和RISC结构、超长指令字结构、流水线技术以及处理器的类型和性能指标等。
2.存储系统存储系统是计算机组成原理中的重要组成部分，这部分主要介绍存储器的层次结构、存储器的组织与管理、存储器的读写过程、存储器的映射和覆盖等。
具体内容包括：存储器的分类、存储器的访问时间和数据传输速度、存储器的容量和成本、主存的地址映射和地址转换、虚拟存储器的概念和技术等。
3.I/O系统I/O系统是计算机与外部设备进行数据交换和通信的重要部分，这部分主要介绍I/O系统的基本概念、I/O设备的种类与特点、I/O系统的组成与结构、I/O方式和I/O控制方式等。
具体内容包括：输入输出设备的分类和特点、输入输出接口的结构和功能、数据传输方式和数据传输方式的选择、I/O控制方式和中断系统、I/O中断处理程序的编写等。
4.总线系统总线系统是计算机组成原理中负责连接计算机各个部件的一种特殊形式的传输线路，可以实现各个功能模块之间的数据传输和信息交换。
这部分主要介绍总线系统的基本概念、总线的分类、总线的组织方式、总线标准和总线性能等。
具体内容包括：总线的各个部分的功能和作用、总线仲裁控制和总线传送的原理、总线主控制和设备控制等。
计算机组成原理与体系结构考试试卷
计算机组成原理与体系结构考试试卷（答案见尾页）一、选择题1. 计算机组成原理的主要研究对象是什么？A. 计算机的指令集B. 计算机的硬件组成及其工作原理C. 操作系统的工作原理D. 计算机网络的工作原理2. 下列哪个部件是计算机的核心部件，负责执行程序指令？A. CPUB. 内存C. 显卡D. 硬盘3. 在冯·诺依曼体系结构中，以下哪个不是必要的组成部分？A. 输入设备B. 输出设备C. 控制单元D. 数据总线4. 计算机的存储系统通常包括哪几个层次？A. 缓存B. 主存C. 外存D. 以上都是5. 在计算机组成原理中，常用的数据表示方法有哪些？A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码6. 以下哪个是计算机的输入/输出设备？A. 键盘B. 显示器C. 打印机D. 网络接口卡7. 在计算机组成原理中，CPU的主要功能是什么？A. 存储数据B. 进行算术运算和逻辑运算C. 控制和管理计算机其他部件D. 传输数据8. 下列哪种存储器具有最快的读写速度？A. RAMB. 硬盘C. 缓存D. CD9. 在计算机组成原理中，中断是指什么？A. 计算机在执行程序时，由于某些紧急事件需要立即处理，而暂时中止当前程序的执行过程B. 计算机在执行程序时，由于某些紧急事件需要立即处理，而将程序的执行顺序暂时改变C. 计算机在执行程序时，由于某些紧急事件需要立即处理，而将程序的执行状态暂时保存D. 计算机在执行程序时，由于某些紧急事件需要立即处理，而将程序的执行内容暂时复制到另一个部件10. 在计算机组成原理中，为了提高计算机的性能，通常会采用多种技术手段，如并行处理、流水线技术等。
以下哪种技术不是常见的提高计算机性能的技术手段？A. 多核处理器B. 缓存技术C. 串行通信D. 异步I/O11. 计算机组成原理的主要内容包括哪些？A. 信息的表示与存储B. 控制器的设计与实现C. 总线与接口技术D. 操作系统的基本原理E. 以上都是12. 下列哪个部件不属于计算机的中央处理器（CPU）？A. 寄存器B. 运算器C. 控制器D. 缓存E. 输入/输出设备13. 在冯·诺依曼体系结构中，计算机由哪五个主要部分组成？A. 输入设备、输出设备、控制器、算术逻辑单元、内存B. 输入设备、输出设备、运算器、内存、外部存储器C. 输入设备、输出设备、控制器、算术逻辑单元、内存D. 输入设备、输出设备、运算器、内存、硬盘E. 输入设备、输出设备、控制器、内存、缓存14. 以下哪个不是计算机内部的信息表示方式？A. 原码B. 补码C. 反码D. ASCII码E. 二进制编码15. 在计算机组成原理中，通常使用哪种寻址方式来访问内存中的数据？A. 索引寻址B. 间接寻址C. 直接寻址D. 寄存器寻址E. 堆栈寻址16. 计算机的存储系统通常分为哪两部分？A. 主存储器B. 辅助存储器C. 随机存取存储器D. 磁盘存储器E. 光盘存储器17. 在输入/输出（I/O）系统中，中断的作用是什么？A. 提高系统的运行效率B. 实现多任务处理C. 允许计算机在等待I/O操作完成时继续执行其他任务D. 增加I/O设备的利用率E. 以上都是18. 在计算机组成原理中，为了提高指令的执行速度，通常会采用哪种技术？A. 流水线技术B. 哈希技术C. 缓存技术D. 动态调度技术E. 以上都是19. 以下哪个是计算机的输入设备？A. 显示器B. 键盘C. 打印机D. 扬声器E. 数字相机20. 在计算机体系结构中，超标量处理器的主要特点是什么？A. 支持分支预测B. 提高指令流水线的执行速度C. 增加寄存器数量D. 支持浮点运算E. 减少指令周期21. 在计算机组成原理中，以下哪个不是计算机的基本逻辑电路？A. 与门B. 或门C. 异或门D. 触发器E. 计数器22. 计算机的存储系统通常包括哪几个部分？A. 寄存器B. 缓存C. 主存储器D. 辅助存储器E. 高速缓冲存储器F. 以上都是23. 在计算机体系结构中，以下哪个是用于解释指令执行过程的概念？A. 指令集B. 指令流水线C. 数据通路D. 控制单元E. 以上都不是24. 下面关于冯·诺依曼结构的描述，哪个是正确的？A. 存储器只用于存储数据和指令B. 控制单元负责解释指令并控制整个计算机系统C. 输入/输出设备只能位于计算机的主板上D. 堆栈是用于数据存储的E. 以上都不对25. 在计算机组成原理中，以下哪个是用于表示字符的编码方式？A. ASCII码B. 汉字编码C. 国际码D. 以上都是E. 以上都不是26. 计算机的指令集是指什么？A. 计算机能够执行的全部指令的集合B. 计算机内部所有硬件部件的总和C. 计算机程序的集合D. 计算机内存中的数据集合E. 以上都不是27. 在计算机体系结构中，以下哪个是用于提高指令执行效率的技术？A. 流水线技术B. 循环展开技术C. 指令乱序执行D. 以上都是E. 以上都不是28. 计算机组成原理中的“存储程序”概念是由谁提出的？A. 图灵B. 冯·诺依曼C. 比尔·盖茨D. 以上都不是E. 以上都是29. 在计算机组成原理中，以下哪个是用于描述计算机系统各部件之间连接方式的模型？A. 系统总线B. 数据总线C. 控制总线D. 以上都是E. 以上都不是30. 计算机组成原理的主要目的是什么？A. 计算机内部电路的设计与优化B. 计算机硬件的逻辑设计C. 描述计算机硬件系统的组成和工作原理D. 计算机软件的开发与维护31. 在冯·诺依曼体系结构中，以下哪个部分不是必需的？A. CPUB. 内存C. 磁盘D. 输入输出设备32. 在计算机组成原理中，存储器的编址单位通常是：A. 字节B. 字C. 块D. 位33. 下列哪个部件不属于CPU的内部组成部分？A. 寄存器B. 指令寄存器C. 数据寄存器D. 输出缓冲器34. 在计算机的存储系统中，缓存通常位于哪个层次？A. L1缓存B. L2缓存C. 主存D. 硬盘35. 在计算机组成原理中，以下哪个概念是指CPU一次能处理的二进制数据的位数？A. 字长B. 总线宽度C. 主频D. 进程数36. 在冯·诺依曼体系结构中，程序和数据通常存储在哪里？A. RAMB. 硬盘C. ROMD. CD37. 在计算机组成原理中，以下哪个设备不是输入设备？A. 键盘B. 鼠标C. 打印机D. 显示器38. 在计算机组成原理中，以下哪个术语描述了CPU执行指令的速度？A. 主频B. 延迟C. 吞吐量D. 时序39. 在计算机的存储系统中，RAM的特点是什么？A. 速度快，但断电后数据会丢失B. 速度慢，但断电后数据不会丢失C. 速度快，断电后数据不会丢失D. 速度慢，断电后数据会丢失二、问答题1. 远程通信模块：如Wi-Fi、蓝牙等，用于与远程设备通信。
《计算机组成原理》
Intel 8086: 16位
Intel 80386,80486, pentium：32位
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1计算机的组成
1.1中央处理器 1.2存储体系 1.3主板主要部件 1.4系统总线 1.5输入设备 1.6输出设备
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中央处理器（ CPU ）
包含运算器和控制器
能够高速地进行算术运算和逻辑运算 负责对输入信息进行各种处理的部件 一台计算机中有多个处理器，它们各有其不
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指令和指令系统基本概念
计算机指令系统的“兼容性”问题
由于每种类型的CPU都有自己的指令系统， 因此，某一类计算机的可执行程序代码未必 能在其他计算机上运行。
同一公司的CPU产品通常“向下兼容”—— 新型号的处理器在旧型号处理器指令系统基 础上进行扩充。
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指令执行过程
（1）CPU的控制器从存储器读取一条指令并放 入指令寄存器。
（2）指令寄存器中的指令经过译码，决定该 指令应该进行何种操作、操作数在哪里。
（3）根据操作数的位置从存储器取得操作数。
……→
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指令执行过程
（4）运算器按照指令操作码的要求，对 操作数完成规定的运算处理，并根据运 算结果修改或设置处理器的一些状态标 志。
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中央处理器（ CPU ）
超标量结构
为了加快CPU中指令的处理速度，CPU在执 行当前指令的同时，可以使用指令预取部件 提前向主存或快存去取出一些准备要执行的 指令。CPU采取“流水线”式的工作方式和 结构，实现了“超标量结构”。
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中央处理器
并行处理和多处理器系统
计算机组成原理冯诺依曼体系结构
计算机组成原理冯诺依曼体系结构计算机组成原理是计算机科学的核心课程之一，它涉及计算机的硬件和软件组成部分以及它们之间的相互连接和工作方式。
冯诺依曼体系结构是现代计算机体系结构的基础，它是一种将数据和指令存储在同一存储器中的设计思想。
本文将针对计算机组成原理冯诺依曼体系结构进行详细介绍。
一、冯诺依曼体系结构的概念与特点冯诺依曼体系结构是由冯·诺伊曼于1945年提出的，它的主要特点有以下几个方面：1. 存储程序：冯诺依曼体系结构中，计算机的指令和数据都存储在同一块存储器中，它们没有区别对待。
这种存储程序的特性使得计算机可以按照指令顺序执行程序。
2. 指令执行周期：冯诺依曼体系结构的计算机按照指令的执行顺序进行操作。
每条指令的执行需要经过若干个时钟周期，包括取指令、解码、执行和存储结果等步骤。
3. 存储器与运算器的分离：冯诺依曼体系结构中，存储器和运算器是分离的，它们通过数据总线和控制总线进行通信。
这种结构使得计算机的存储器和运算器可以独立地进行工作。
二、计算机组成原理中的主要组成部分计算机组成原理主要包括以下几个组成部分：1. 运算器：运算器是计算机的核心部分，它包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器等。
ALU负责进行基本的算术和逻辑运算，寄存器用于存储临时数据和结果。
2. 控制器：控制器负责指挥计算机的各个组成部分协同工作，它包括指令寄存器、程序计数器、指令译码器等。
控制器从存储器中取指令，并根据指令的内容发出相应的控制信号。
3. 存储器：存储器用于存储计算机的指令和数据，它可以分为主存储器和辅助存储器两种。
主存储器是计算机中的主要存储器，它采用随机访问方式，速度较快；辅助存储器用于存储大量的数据和程序，它的容量比主存储器大，但速度较慢。
4. 输入输出设备：输入输出设备用于计算机与外部环境之间的信息交换，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
输入设备将外部信息传输给计算机，输出设备将计算机处理的结果显示或输出。
计算机组成原理与系统结构
[模拟] 计算机组成原理与系统结构选择题第1题：关于计算机体系结构及其分类，有下述说法：①Flynn分类法根据指令流和数据流的多倍性对计算机体系结构进行分类。
②除了Flynn分类法之外，冯泽云还提出用最大并行度对计算机体系结构进行分类。
③计算机系统结构所解决的问题是计算机系统总体上、功能上需要解决的问题，而计算机组成要解决的是逻辑上如何具体实现的问题。
④所有计算机系统都基于冯·诺依曼结构。
其中，正确的说法有______。
A.①②③B.②③④C.①②③④D.①②④参考答案：A计算机系统结构所解决的问题是计算机系统总体上、功能上需要解决的问题，而计算机组成要解决的是逻辑上如何具体实现的问题。
例如，指令系统的确定属于计算机体系结构范畴，而指令的具体实现则属于计算机组成范畴，主存容量及编址方式的确定属于计算机体系结构范畴，而如何构成主存则属于计算机组成范畴。
有许多方法对计算机系统结构进行了分类，除了Flynn分类法之外，还有其它的分类方法，例如，冯泽云提出用最大并行度对计算机体系结构进行分类。
另外，可按照程序流程机制将计算机体系结构分为以下三类： (1)控制流计算机。
这是通常见到的计算机，使用程序计数器(PC)来确定下一条指令的地址。
指令程序流由程序员直接控制，其主存是共享的，存储区可以被多指令修改，容易产生数据相关性，对并行性不利。
(2)数据流计算机。
在冯·诺依曼体系中是指令流驱动的，而数据流则是处于被动地位的，这看起来合理，但在某些时候也不尽然。
相对的是数据流驱动，即一旦数据准备好，则立即开始执行相关的指令，非冯·诺依曼体系仍然在探索中，但对冯·诺依曼体系的改良也有相当好的成果，即流水线技术和并行计算机。
在数据流计算机中，数据不在共享的存储器中，而是在指令间传送，成为令牌。
当需要使用该数据的指令收到令牌，开始执行之后，该令牌即消失，执行的指令将执行的结果数据当做新的令牌发送。
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计算机组成原理与
体系结构
1
2020年4月19日
计算机组成原理与体系结构(专业基础课)
Computer Organization and Architecture
【课程编号】BJ26157 【课程类别】专业基础课
【学分数】3.5 【编写日期】 .3.30
【学时数】70 = 63（理论）+ 7（研究）【先修课程】离散数学、数字电路
【适用专业】网络通信工程
一、教学目的、任务
《计算机组成原理与体系结构》是计算机专业本科生核心硬件课程。
学习本课程应已具备数字
逻辑的基本知识，并掌握数字系统的一般设计方法。
经过学习本课程，能了解计算机一般组成原理
与内部运行机制，为学习本专业后继课程和进行与硬件有关的技术工作打好基础。
二、课程教学的基本要求
本课程主要讲述计算机硬件系统的基本组成原理与运行机制。
课程从组成硬件系统的五大部件出发，讲解了各组成部分的工作原理、设计方法以及构成整机系统的基本原理。
主要内容有：计算机系统概论；运算方法和运算器；存储系统；指令系统；中央处理器；系统总线和输入输出系统。
经过对计算机各部件工作原理、信息加工处理及控制过程的分析，使学生掌握基本的分析方法、设计方法和互连成整机的技术。
具备维护、使用计算机的基本技能，并为具备硬件系统的开发应用能
力打下一定的基础。
三、教学内容和学时分配（3 + 7 + 12 + 10 + 8 + 12 + 10 + 8 = 70）
第一章计算机系统概论 3 学时（课堂讲授学时）
主要内容：
1.1 计算机发展简史
1.2 计算机硬件组成
1.3 计算机技术指标
1.4 软件概述
1.5 计算机系统层次结构
教学要求：
总体介绍计算机发展的历史，以及计算机的硬件和软件组成。
另外，介绍计算机在硬件层次上的结构组成。
其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：无（实验课独立开设）。