《計(jì)算機(jī)原理》復(fù)習(xí)提綱與試題

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,計(jì)算機(jī)組成原理,復(fù)習(xí)提綱,2012.06,第,1,章 概論,了解部分,存儲(chǔ)程序的概念,系列機(jī)和軟件兼容的概念,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu),實(shí)際機(jī)器與虛擬機(jī)器的概念,理解部分,五大基本部件的功能,總線概念和總線的結(jié)構(gòu),硬件與軟件的關(guān)系,計(jì)算機(jī)中主要性能指標(biāo),基本字長、數(shù)據(jù)通路寬度、存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度,掌握,CPU,和主機(jī)這兩個(gè)術(shù)語的含義,第,2,章 數(shù)據(jù)的機(jī)器層次表示,了解部分,無符號(hào)數(shù)與帶符號(hào)數(shù)的區(qū)別,真值和機(jī)器數(shù)的概念,循環(huán)冗余校驗(yàn)碼,理解部分,定點(diǎn)數(shù)的表示,浮點(diǎn)數(shù)的表示及規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的概念,IEEE 754,浮點(diǎn)數(shù)標(biāo)準(zhǔn),常見的字符編碼方法（,ASCII,碼）,8421BCD,碼及與二、十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換,第,2,章 數(shù)據(jù)的機(jī)器層次表示,掌握部分,原碼、補(bǔ)碼、反碼表示法及轉(zhuǎn)換,定點(diǎn)數(shù)的表示范圍,浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍,漢字國標(biāo)碼、區(qū)位碼、機(jī)內(nèi)碼及轉(zhuǎn)換,8421BCD,碼的特點(diǎn),奇偶校驗(yàn)碼、海明碼檢錯(cuò)的原理,第,3,章 指令系統(tǒng),了解部分,指令的基本格式,數(shù)據(jù)尋址的最終目的,CISC,和,RISC,的基本概念,理解部分,定長操作碼、擴(kuò)展操作碼指令的特點(diǎn),指令中地址碼的位數(shù)與主存容量、最小尋址單位的關(guān)系,常見尋址方式的特點(diǎn),立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、間接尋址、寄存器尋址、變址尋址、相對(duì)尋址,第,3,章 指令系統(tǒng),掌握部分,擴(kuò)展操作碼指令的格式設(shè)計(jì),直接尋址、間接尋址、寄存器尋址、變址尋址、相對(duì)尋址中有效地址,EA,的計(jì)算,進(jìn)棧、出棧時(shí)棧指針的修改和數(shù)據(jù)的壓入和彈出,第,4,章 數(shù)值的機(jī)器運(yùn)算,了解部分,常見的舍入操作方法,溢出產(chǎn)生的原因,運(yùn)算器的基本結(jié)構(gòu),理解部分,進(jìn)位產(chǎn)生和進(jìn)位傳遞的概念,原碼一位乘法、補(bǔ)碼乘法運(yùn)算方法,浮點(diǎn)加、減法運(yùn)算方法,補(bǔ)碼的左移、右移運(yùn)算方法,第,4,章 數(shù)值的機(jī)器運(yùn)算,掌握部分,并行加法器不同進(jìn)位方法的特點(diǎn)與區(qū)別,定點(diǎn)加、減法運(yùn)算方法,3,種溢出檢測方法,補(bǔ)碼一位乘法,補(bǔ)碼加減交替除法運(yùn)算方法,第,5,章 存儲(chǔ)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu),了解部分,存儲(chǔ)器的各種分類方法,存儲(chǔ)系統(tǒng)的兩個(gè)層次：,cache,主存層次、主輔層次,主存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu),SRAM,和,SRAM,的特點(diǎn)、區(qū)別,并行交叉存儲(chǔ)技術(shù),虛擬存儲(chǔ)器的概念,第,5,章 存儲(chǔ)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu),理解部分,主存儲(chǔ)器有關(guān)術(shù)語：位、存儲(chǔ)字、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)體,主存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo),ROM,的分類,主存儲(chǔ)器和,CPU,的讀寫操作（微操作序列）,掌握部分,主存儲(chǔ)器容量的各種擴(kuò)展方法，存儲(chǔ)芯片的地址分配和片選信號(hào)的產(chǎn)生，主存儲(chǔ)器擴(kuò)展的邏輯圖,第,6,章 中央處理器,了解部分,控制器的基本組成,微程序設(shè)計(jì)技術(shù),理解部分,CPU,的功能,CPU,中的通用寄存器和專用寄存器的設(shè)置和作用,指令周期、機(jī)器周期、時(shí)鐘周期的概念,不同的控制方式同步、異步和聯(lián)合方式,一條指令執(zhí)行的基本過程,第,6,章 中央處理器,理解部分,微程序控制器的有關(guān)術(shù)語：微命令、微操作、微指令、微程序、微周期,機(jī)器指令與微程序的關(guān)系,各種微指令編碼法的特點(diǎn),微程序控制器的組成，熟悉其特有部件的作用,流水線技術(shù)：時(shí)空?qǐng)D、,TP,的計(jì)算,掌握部分,取指令周期的微操作序列（公共操作）,組合邏輯控制器和微程序控制器的區(qū)別,第,7,章 外部設(shè)備,了解部分,外部設(shè)備的分類和作用,光盤存儲(chǔ)器的類型和工作原理,打印機(jī)的特點(diǎn)和分類,顯示器的特點(diǎn)和分類,字符顯示和圖形顯示的區(qū)別,理解部分,硬盤上的信息分布形式,字符顯示器的顯示緩存,VRAM,和字庫中存儲(chǔ)信息的特點(diǎn),掌握部分,硬盤存儲(chǔ)器技術(shù)參數(shù)的計(jì)算,第,8,章 輸入輸出系統(tǒng),了解部分,接口的基本組成和類型,外設(shè)的識(shí)別和端口尋址,各種,I/O,信息傳送控制方式的特點(diǎn)和適用范圍,程序查詢方式的特點(diǎn)和工作流程,程序中斷的基本類型,中斷現(xiàn)場的保護(hù)和恢復(fù)方法,通道的類型和結(jié)構(gòu),第,8,章 輸入輸出系統(tǒng),理解部分,I/O,接口和端口概念的區(qū)別,中斷的基本概念,程序中斷和調(diào)用子程序的區(qū)別,進(jìn)入中斷服務(wù)程序的方法中斷向量法,開中斷、關(guān)中斷的時(shí)機(jī),DMA,方式和程序中斷方式的區(qū)別,通道控制方式與,DMA,方式的區(qū)別,3,種總線判優(yōu)和仲裁方式的區(qū)別,DMA,傳送方法和,DMA,傳送過程,第,8,章 輸入輸出系統(tǒng),掌握部分,CPU,響應(yīng)中斷的,3,個(gè)條件,中斷隱指令的特點(diǎn)以及它所完成的,3,個(gè)操作,中斷屏蔽的概念，通過改變中斷屏蔽字實(shí)現(xiàn)中斷升級(jí),考試題型,選擇題,(20),填空題,(15),判斷題,(5),計(jì)算題,(20),簡答題,(20),主要是有關(guān)概念、比較等,綜合題,(20),除了計(jì)算題和簡答題外的題,時(shí)間安排,答疑時(shí)間,2012,年,7,月,4,日（,20,周星期三）,下午,3,：,00-5,：,00,31,號(hào)樓三樓教師休息室,考試時(shí)間,2012,年,7,月,5,日（,20,周星期四）,上午,9,：,00-11,：,00,教室：,330304,復(fù)習(xí)思考題,2,從軟、硬件交界面看，計(jì)算機(jī)層次結(jié)構(gòu)包括,虛擬機(jī)器,和,實(shí)際機(jī)器,兩大部分。,系列機(jī)的研制必須保證軟件的,向后,兼容。,按計(jì)算機(jī)指令流、數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)來分，“天河一號(hào)”屬于,多指令流、多數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu),。,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性可以用,MTBF,來衡量,。,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度,M,I,PS,是指每秒能執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令個(gè)數(shù)。（,錯(cuò),）,復(fù)習(xí)思考題,3,若,xy,，則,x,原,y,原,。（）,若,xy,，則,x,補(bǔ),y,補(bǔ),。（）,若,x,原,=,80H,，則,x=_(,十進(jìn)制,),若,x,反,=,80H,，則,x=_(,十進(jìn)制,),若,x,補(bǔ),=,80H,，則,x=_(,十進(jìn)制,),設(shè),x,為整數(shù)字長為,8,位,復(fù)習(xí)思考題,4,浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍取決于,階碼的位數(shù),。,若,xy,，則,x,移,y,移,。（,對(duì),）,當(dāng)浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)為補(bǔ)碼時(shí)，其為規(guī)格化數(shù)應(yīng)滿足的條件是,尾數(shù)最高位與符號(hào)位不同,。,在浮點(diǎn)數(shù)中，當(dāng)數(shù)據(jù)的絕對(duì)值太,小,，以至于小于所能表示的數(shù)據(jù)時(shí)，稱為浮點(diǎn)數(shù)的,下溢,，此時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì)其處理為,置成機(jī)器零,。,在浮點(diǎn)數(shù)中，當(dāng)數(shù)據(jù)的絕對(duì)值太,大,，以至于大于所能表示的數(shù)據(jù)時(shí)，稱為浮點(diǎn)數(shù)的,上溢,，此時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì)其處理為,中止運(yùn)算操作,。,復(fù)習(xí)思考題,5,若某漢字的國標(biāo)碼,=,3547H,，則其機(jī)內(nèi)碼,=,B5C7H,，區(qū)位碼,=,1527H,。,奇校驗(yàn)碼可以檢查出奇數(shù)位錯(cuò)誤，偶校驗(yàn)碼可以檢查出偶數(shù)位錯(cuò)誤。（,錯(cuò),）,交叉校驗(yàn)的橫向校驗(yàn)和縱向校驗(yàn)必須是同為奇校驗(yàn)或同為偶校驗(yàn)。,（,對(duì),）,交叉校驗(yàn)可以檢出一個(gè)數(shù)據(jù)塊同一字節(jié)的雙錯(cuò)、糾正一位的錯(cuò)誤。（,對(duì),）,復(fù)習(xí)思考題,6,指令格式中的,操作碼,字段用來表征指令的操作特性與功能。,指令格式的地址碼字段，通常用來指令參與操作的,操作數(shù),或其地址。,一條指令中的操作數(shù)地址，可以有,0,1,2,3,4,個(gè)。,若指令系統(tǒng)中操作碼占用,8,位二進(jìn)制碼時(shí)，則這臺(tái)計(jì)算機(jī)最多允許,256,條指令。,復(fù)習(xí)思考題,7,根據(jù)操作數(shù)所在的位置，指出下列尋址方式：,操作數(shù)在寄存器中，為,_,尋址方式；,操作數(shù)地址在寄存器中，為,_,尋址方式；,操作數(shù)在指令中，為,_,尋址方式；,操作數(shù)的地址在指令中，為,_,尋址方式；,操作數(shù)地址為某寄存器與位移量之和，則可以是,_,、,_,和,_,尋址方式。,_,尋址方式獲得數(shù)據(jù),的,速度最快。,_,尋址方式獲得數(shù)據(jù)的速度最慢。,復(fù)習(xí)思考題,8,RISC,的中文含義是,精簡指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī),，,CISC,的中文含義是,復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī),；,指令的順序?qū)ぶ贩绞绞侵赶乱粭l指令的地址由,程序計(jì)數(shù)器,給出；,控制類指令的功能是,控制程序的執(zhí)行順序，并使程序具有測試、分析與判斷的能力,；,堆棧是一種特殊的數(shù)據(jù)尋址方式，基于,原理，按結(jié)構(gòu)不同，分為,寄存器堆棧,和,存儲(chǔ)器堆棧,；,寄存器,存儲(chǔ)器,堆棧的棧指針,SP,指向棧頂。（,錯(cuò),）,軟進(jìn)棧操作是指將內(nèi)容寫入堆棧指針,SP,。（,對(duì),）,自底向上生成的軟堆棧，出棧時(shí)應(yīng)先將棧頂數(shù)據(jù)彈出，再修改棧指針。（,對(duì),）,復(fù)習(xí)思考題,9,當(dāng)譯碼器有,4,個(gè)輸入端時(shí)，其輸出端有,_,個(gè)，它在任一時(shí)刻有,_,個(gè)有效輸出；,影響并行加法器速度的關(guān)鍵因素是,_,和,_,；,若,串行進(jìn)位的,8,位并行加法器的一級(jí)全加器的延遲時(shí)間為,2ty,，則,C,8,最長延遲時(shí)間為,_,；,若先行進(jìn)位的,8,位并行加法器的一級(jí)全加器的延遲時(shí)間為,2ty,，則,C,8,最長延遲時(shí)間為,_,；,復(fù)習(xí)思考題,10,對(duì)二進(jìn)制數(shù)，若小數(shù)點(diǎn)右移,1,位，則數(shù)值,乘以,2,;,已知,X/2,補(bǔ),=C6H,，設(shè)機(jī)器字長為,8,位，則,X,補(bǔ),=,8CH,；,若兩個(gè)數(shù)值位為,n,位長的定點(diǎn)數(shù)，采用原碼算法實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算，則乘積的數(shù)值有,2n,位，其符號(hào)位由,異或,運(yùn)算決定；,復(fù)習(xí)思考題,11,X,、,Y,為定點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)，其格式為,1,位符號(hào)位，,n,位數(shù)值位。若采用,Booth,補(bǔ)碼一位算法實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算，則最多需要做加法運(yùn)算,n,次，移位,n-1,次；,若浮點(diǎn)數(shù)用補(bǔ)碼表示，判斷運(yùn)算結(jié)果是否是規(guī)格化數(shù)的方法是,根據(jù)尾數(shù)兩個(gè)符號(hào)位和最高數(shù)值位不同,。,當(dāng)定點(diǎn)運(yùn)算發(fā)生溢出時(shí)，應(yīng)進(jìn)行,中止運(yùn)算操作（上溢），計(jì)算機(jī)不作處理，置成機(jī)器零（下溢）,;,兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)相加，若尾數(shù)相加或階碼出現(xiàn)溢出，則表示浮點(diǎn)數(shù)相加發(fā)生溢出。（,錯(cuò),）,浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算時(shí)尾數(shù)相加時(shí)產(chǎn)生的溢出,不是真正的,溢出，可通過,右規(guī),作出調(diào)整。,當(dāng)浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算階碼發(fā)生溢出時(shí)，計(jì)算機(jī),需停止運(yùn)算，做溢出中斷處理。（,對(duì),）,復(fù)習(xí)思考題,12,運(yùn)算器雖有許多部分組成，但核心部件是,ALU,。,定點(diǎn)運(yùn)算器的內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)共有,單總線結(jié)構(gòu),、,雙總線結(jié)構(gòu),和,三總線結(jié)構(gòu),三種。,4,位,ALU,芯片,74181,能完成,16,種算術(shù)運(yùn)算和,16,種邏輯,運(yùn)算。,從存儲(chǔ)器接到,R/W,命令到完成,R/W,操作的時(shí)間稱為存儲(chǔ)器的,存儲(chǔ)時(shí)間,。,對(duì)存儲(chǔ)器的要求是,存儲(chǔ)容量大,、,存取速度快,、,價(jià)格低,，為了解決這三方面的矛盾，計(jì)算機(jī)采用多層次存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。,關(guān)于主存的敘述中，判斷下列說法的對(duì)錯(cuò)：,（,1,）,CPU,可直接訪問主存，也能直接訪問輔存（,錯(cuò),）,（,2,）主存的存取速度可與,CPU,匹配。（,錯(cuò),）,（,3,）主存比輔存容量小，但存取速度快。（,對(duì),）,復(fù)習(xí)思考題,13,對(duì),16K8,位存儲(chǔ)器芯片：,其地址線有,14,條,數(shù)據(jù)線有,8,條,SRAM,與,DRAM,相比：,速度較高的是,SRAM,主存使用的是,DRAM,需要刷新和再生的是,DRAM,若,RAM,芯片有,1024,個(gè)單元，,用單譯碼方式，地址譯碼器有,1024,條輸出線,用雙譯碼方式，地址譯碼器最少有,64,條輸出線,EPROM,是指,可擦除可編程,存儲(chǔ)器,復(fù)習(xí)思考題,14,某計(jì)算機(jī)字長,32,位，其存儲(chǔ)容量為,4MB,，,若按字編址，它的尋址范圍是,1M(4MB/32b),。,若按字節(jié)編址，它的尋址范圍是,4M(4MB/8b),。,如用,16K4,的芯片組成,64K8,位的存儲(chǔ)器,16K4,的芯片有地址線,14,條；,64K8,存儲(chǔ)器有地址線,16,條，數(shù)據(jù)線,8,條；,需要,8,塊,16K4,的芯片來組成,64K8,存儲(chǔ)器,用于片選的地址有,2(16-14,AB,相減,),位，它們是,A,14,A,15,。,主存與,CPU,的硬連接有,地址總線,(AB),、,數(shù)據(jù)總線,(DB),和,控制總線,(CB),三組連線：,MAR(,存儲(chǔ)器地址寄存器,),和,MDR(,儲(chǔ)存器數(shù)據(jù)寄存器,),是主存和,CPU,之間的接口。,復(fù)習(xí)思考題,15,若,4,體交叉存儲(chǔ)器,中每個(gè)模塊均為,64K,16,，且存取周期為,500ns,，則在,500ns,內(nèi)該存儲(chǔ)器最多可向,CPU,提供,_,位的二進(jìn)制信息。,在存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)中：,主存,-cache,層次是為了解決,_,問題而設(shè)立的，,虛擬存儲(chǔ)器是為了解決,_,問題而設(shè)立的,這兩個(gè)層次的設(shè)立均是基于,_,原