计算机组成原理复习提纲(最终版)

一、题型：

1.填空题（10*1分）

2.选择题（10*2分）

3.计算题（2*6分）

4.简答题（从以下4道题目中任选3题做，多做题则以题号小的为准）(3×6分)

5.综合题（从以下7道题目中任选5题做，多做题则以题号小的为准） (5×8

分)

简答题：

1.请写出浮点数加减法运算的四个步骤

第一步，0操作数检查；

第二步，比较阶码大小并完成对阶（小阶向大阶看齐）；

第三步，尾数进行加或减运算；

第四步，结果规格化并进行舍入处理。

2.请写出浮点数乘除法运算的四个步骤

第一步，0操作数检查，如果被除数为x为0，则商为0，如果除数y为0，则商为无穷大；

第二步，阶码加/减操作；

第三步，尾数乘/初操作；

第四步，结果规格化；

第五步，舍入处理；

第六步，确定积的符号。

3.程序、机器指令、微程序、微指令之间的关系

计算机的程序是由一系列的机器指令组成的。

微指令是微程序级的命令，它属于硬件；宏指令是由若干条机器指令组成的软件指令，它属于软件；而机器指令则介于微指令与宏指令之间，通常简称为指令，每一条指令可以完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。

4.试分析指令格式的特点和寻址方式。

三地址指令, 单地址指令,零地址指令,可变地址数指令方式有顺序和跳跃

5.（精简指令系统计算机）RISC指令系统的三个最大特点

1.使用频率最高的一些简单指令，指令条数少；

2.指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少；

3.只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行；

6.CPU周期、指令周期、微指令周期定义以及之间关系。

指令周期：CPU每取出一条指令并执行这条指令，都要完成一系列的操作，这一系列操作所需的时间通常叫做一个指令周期。

CPU周期：指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期称为机器周期，又称时钟周期。

微指令周期：在串行方式的微程序控制器中，微指令周期等于读出微指令的时间加上执行该条微指令的时间。为了保证整个机器的控制信号的同步，可以将一个微指令周期设计的恰好和CPU周期时间相等。（来自百度百科）

7.总线的数据传送过程中,同步定时、异步定时的特点

同步定时协议:事件出现在总线上的时刻由总线时钟信号来确定,同步适用于总线长度较短,各功能模块存取时间比较接近的情况，具有较高的传输速率。

异步定时协议:后一事件出现在总线上的时刻取决以前一事件的出现,不需要统一的公共时钟信号,总线周期的长度是可以变的(优点)

8.磁道、柱面、扇区的概念

当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。

磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。

1.44MB3.5英寸的软盘，每个磁道分为18个扇区。

硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”

开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。

9.磁盘存储器中的存储密度分为道密度、位密度、面密度的定义

道密度是沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数,(道/英寸)

位密度是磁道单位长度上能记录的二进制代码位数,(位/英寸)

面密度是位密度和道密度的乘积(位/平方英寸)

10.主存－辅存和cache－主存的相同和不同点

相同点

（1）出发点相同：二者都是为了提高存储系统的性能价格比而构造的分层存储体系，都力图使存储系统的性能接近高速存储器，而价格和容量接近低速存储器。

（2）原理相同：都是利用了程序运行时的局部性原理把最近常用的信息块从相对慢速而大容量的存储器调入相对高速而小容量的存储器。

cache-主存和主存-辅存这两个存储层次不同之处

（3）侧重点不同cache主要解决主存与CPU的速度差异问题;而就性能价格比的提高而言,虚存主要是解决存储容量问题,另外还包括存储管理、主存分配和存储保护

等方面。

（4）数据通路不同：CPU与cache和主存之间均有直接访问通,cache不命中时可直接访问主存;而虚存所依赖的辅存与CPU之间不存在直接的数据通路,当主存不

命中时只能通过调页解决,CPU最终还是要访问主存。

（5）透明性不同：cache的管理完全由硬件完成,对系统程序员和应用程序员均透明;

而虚存管理由软件(操作系统)和硬件共同完成,由于软件的介入,虚存对实现存

储管理的系统程序员不透明,而只对应用程序员透明(段式和段页式管理对应用

程序员“半透明”)。

（6）未命中时的损失不同:由于主存的存取时间是cache的存取时间的5~10倍而主存的存取速度通常比辅存的存取速度快上千倍，故主存未命中时系统的性能损失

要远大于cache未命中时的损失。

11.在计算机中，CPU管理外围设备4种方式

1.程序查询方式；很慢

2.程序中断方式；慢

3.直接内存访问（DMA）方式；快

4.通道方式；很快

5.外围处理机方式；

12.并行性的定义

同时性：两个以上事件在同一时刻发生;

并发性：两个以上的事件在同一时间间隔发生.

13.比较水平型微指令与垂直型微指令特点。

1.水平型微指令并行操作能力强，指令高效，快速，灵活，垂直型微指令则较差。

2.水平型微指令执行一条指令时间短，垂直型微指令执行时间长。

3.由水平型微指令解释指令的微程序，有微指令字较长而微程序短的特点。垂直型微指

令则相反。

4.水平型微指令用户难以掌握，而垂直型微指令与指令比较相似，相对来说，比较容易

掌握。

第一章

1.冯·诺伊曼原理及其相关

存储程序思想——把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。

存储程序并按地址顺序执行，这就是冯·诺伊曼原理结构。也是机器自动化的关键。