汕头大学计算机组织原理期末复习资料

计算机组织与原理期中期末复习（杰哥班）01讲一：名词解释ACM Association for Computing Machinery 美国计算机协会ENIAC Electronic Numerical Integrator And Computer 电子数字积分计算机ALU Arithmetic and Logical Unit 算数逻辑部件CP Clock Pluse 时钟ISA Instruction Set Architecture 指令集体系结构（指令集架构）LSIC Large Scale Integrated Circuits 大规模集成电路MOOC Massive Open Online Courses 大型开放式网络课程PC Person Computer/Program Counter 个人电脑/程序计数器PLC Programmable Logic Controller 可编程逻辑控制器二：问题解答计算机系统是？计算机系统＝硬件/固件＋软件固件是什么？1.固化的程序（firmware），例如计算机主板上的BIOS。

2.固件一般存储于设备中的电可擦除只读存储器EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableROM)或FLASH芯片中，一般可由用户通过特定的刷新程序进行升级的程序。

3.固件常见于：手机、数码相机、mp3、mp4、路由器、交换机、U盘、主板的BIOS（BIOS就是一种固件）、显卡的BIOS。

什么是“软件摩尔定律”？软件摩尔定律：每18个月，软件体积大一倍，效率差一半。

冯·诺依曼体系和哈佛总线体系的区别？冯·诺依曼体系和哈佛总线体系的区别：程序空间和数据空间是否是一体的。

冯·诺依曼结构数据空间和地址空间不分开，哈佛结构数据空间和地址空间是分开的。

X86属于冯·诺依曼体系结构；ARM9属于哈佛结构。

冯.诺依曼计算机体系的主要特点?1. 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成；2. 采用存储程序的方式；3. 数据以2进制表示。

计算机系统结构概念的实质?•计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现—包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

—着眼于：物理机器级内各事件的排序方式与控制方式、各部件的功能以及各部件之间的联系。

•计算机实现：计算机组成的物理实现—包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。

—着眼于：器件技术（起主导作用）、微组装技术。

小问题3个—1、确定指令系统中是否有乘法指令属于什么方面内容?—2、乘法指令是由乘法器实现还是用加法器实现属于什么方面内容?—3、乘法器、加法器的物理实现属于什么方面内容?—1、答案：属于系统结构的内容—2、答案：属于计算机组成—3、答案：属于计算机实现02讲（数制和编码、整数的表示）一：问题解答定点整数的原、反、补码表示?对正数来说其原码反码和补码是一样的。

符号位（第一位）0表示正数，1表示为负数。

负数补码是取其反码+1（符号位不变）。

补码比原码和反码多表示一个最小负数10000000（补码-128 原码-0）参考答案：C，D，B，B，A03讲（浮点数-数据的宽度和存储）一：名词解释IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 电气和电子工程师协会MSB(msb) Most Significant Bit/Byte 最高有效位/字节LSB(lsb) Least Significant Bit/Byte 最低有效位/字节二：问题解答IEEE754标准32位浮点数的表示?已知IEEE-754格式求十进制：已知十进制求IEEE-754格式并用二进制表示：已知十进制求IEEE-754格式并用十六进制表示：答案：42C88000H习题与答案•以IEEE32位浮点格式表示如下的数：—（a）-5—（b）-6•下面IEEE32位浮点数，相等的十进制数是什么？—（a）1 10000011 110 0000 0000 0000 0000 0000—（b）0 01111110 101 0000 0000 0000 0000 0000 第一题答案第二题答案大端方式与小端方式?大端方式（Big Endian）: MSB所在的地址是数的地址小端方式（Little Endian）: LSB所在的地址是数的地址无论大端模式还是小端模式，位数不足的时候总是在最前位补零。

例如0x876165（6位补成8位）0x0087616504讲（数据的基本运算）一：名词解释ASCII American Standard Code for Information Interchange 美国信息交换标准标准代码ZF Zero Flag 零标志OF Overflow Flag 溢出标志CF Carry Flag 进/借位标志SF Sign Flag 符号标志FA Full Adder 全加器HA Half Adder 半加器RCA Ripple Carry Adder 行波进位加法器CAS Controllable Adder Subtracter 可控制加减单元CLA Carry Look-ahead 先行进位发生器二：问题解答理解并简单解释本讲介绍的典型电路?全加器，半加器，串行加法器，并行加法器补码加减法电路示意图?对2求补器电路图?05讲（程序转换概述，初步认识ISA）一：名词解释MAR(AR) Memory Address Register 地址寄存器MDR(DR) Memroy Data Register 数据寄存器IR Instruction Register 指令寄存器GPRs General Purpose Registers 通用寄存器ACC Accumulator 累加器OP Operation Code 操作码CISC Complex Instruction Set Computer 复杂指令系统计算机RISC Reduced Instruction Set Computer 精简指令系统计算机RTL Register Transfer Level 寄存器传输级二：问题解答RR、RM、MM是什么?•通用寄存器型指令集结构进一步细分为3种类型•寄存器-寄存器型（RR型）•寄存器-存储器型（RM型）•存储器-存储器型（MM型）根据操作数的来源不同，又可进一步分为:–寄存器-存储器结构（RM结构）(操作数可以来自存储器)–寄存器-寄存器结构（RR结构）(所有操作数都是来自通用寄存器组) 也称为load-store结构，这个名称强调：只有load指令和store指令能够访问存储器。

需能够解释、RM结构、MM结构：（例如：RR结构指的是寄存器-寄存器结构；此结构只有load指令和store指令能够访问存储器；ARM结构属于RR结构。

）RR结构指的是寄存器-寄存器结构；ARM、MIPS是RR结构.RM结构指的是寄存器-存储器结构；x86是RM结构.MM结构指的是存储器-存储器结构；06讲（IA-32指令系统概述）一：名词解释IA Intel Architecture 英特尔架构07讲（MIPS体系结构1）一：名词解释MIPS Million Instructions Per Second 每秒处理百万指令数MIPS Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages 无内部互锁流水级的微处理器二：问题解答简单MIPS程序?例1 假定一段C语言程序中包含的变量a, b, c, d, e分别存放在寄存器$1到$5中，•a=b+c;•d=a-e;•写出编译后的MIPS汇编语言指令序列。

答：MIPS指令对两个源操作数进行计算，并产生一个结果，上述两个语言可以直接转换成两条指令：•add $1, $2, $3•sub $4, $1, $5例2 将C语言程序写成MIPS汇编指令序列。

if(i==j) goto L1;f=g+h;L1: f=f-i;假定5个变量f,g,h,i,j分别存放在$16到$20中。

解：beq $19, $20, L1add $16, $17, $18L1: sub $16, $16, $19例3 根据MIPS指令操作码定义以及指令格式，给出以下指令的各个字段的十进制值：add $8, $17,$18，已知add的操作码为100 000•答：指令是R格式指令。

•第一个字段和最后一个字段的值分别为0和32。

第二个字段为17•第三个字段为18•第四个字段为8•第五个字段未使用被设置为0例4 将以下C语言的语句f=(g+h)-(i+j);用MIPS汇编语言表示，假定变量f,g,h,i,j分别分配到寄存器$16, $17, $18, $19,$20中，寄存器$8和$9存放临时计算结果，解：add $8, $17, $18add $9, $19, $20sub $16, $8, $9例5 C程序部分语句为if(i==j) f=g+h;else f=g-h;写出相应的MIPS汇编指令。

答：bne $19, $20, Elseadd $16, $17, $18j ExitElse: sub $16, $17, $18Exit:例6 对于以下C语言语句：if(a<b) goto less；它判断变量a是否小于b，条件满足时转移到标号less，假如a和b分别存放在寄存器$1和$2中，写出相应的MIPS汇编语言指令序列。

答：用小于时置1的指令设置一个临时寄存器($3)：slt $3, $1, $2判断a是否小于b，并根据判断的结果进行转移：bne $3, $0, less08讲（MIPS体系结构2）一：问题解答简单MIPS程序?## Program to calculate 5×x - 74## 计算5乘以x-74## Register Use:## $8 x## $9 result.text.globl mainmain:ori $8, $0, 12 # put x into $8 ori逻辑或把12送进$8sll $9, $8, 2 # $9 <-- 4x 把$8中的数左移两位送进$9相当于4*xaddu $9, $9, $8 # $9 = 5x addu无符号数相加4*x+x结果送进$9addiu $9, $9,-74 # $9 = 5x – 74 addiu无符号立即数相加## End of file## 改写上面代码实现同样效果## Program to calculate 5 × x - 74## Register Use:## $8 x## $9 result.text.globl mainmain:ori $8, $0, 12 # put x into $8ori $9, $0, 5 # put 5 into $9mult $9, $8 # lo <-- 5x mult计算后会存在lo寄存器里面mflo $9 # $9 = 5x mflo 把lo中的值取出来送给$9addiu $9, $9,-74 # $9 = 5x - 74## End of file参考指令：nor指令：取反码xor指令：异或伪指令和伪操作的区别?•千万别把汇编伪操作(directive)与汇编伪指令(pseudo-instruction)弄混了，伪操作就是预处理的东西，伪操作不会被编译器编译为机器指令，但伪指令会编译为机器指令。