计算机组成原理复习
计算机组成原理复习题（含答案）
计算机组成原理复习题（含答案）计算机组成原理复习题⼀、选择题：1.双字节⼀般指（C ）⼆进制数。
A．1位B．32位C．16位D．8位2.在主机中，能对指令进⾏译码的器件是（D ）。
A．存储器B．ALU C．运算器D．控制器3.若⼀个数的编码是10000000，它的真值是-127，则该编码是（D ）。
A．原码B．移码C．补码D．反码4.在I/O控制⽅式中，主要由程序实现的是（C ）。
A．PPU⽅式B．DMA⽅式C．中断⽅式D．通道⽅式5.在浮点数的表⽰范围中，（B ）在机器数中不出现，是隐含的。
A．阶码B．基数C．尾数D．符号6.指令系统采⽤不同的寻址⽅式的主要⽬的是（ D ）。
A．提⾼访问速度B．简化指令译码电路C．增加内存容量D．扩⼤寻址范围7.若标志寄存器Z=1 ，表明（C ）A．运算结果为负B．运算结果为1 C．运算结果为0 D．运算结果为正8.寄存器间接寻址⽅式中，操作数在（B ）中。
A．寄存器B．存储器C．堆栈D．CPU9．DMA接⼝（B ）。
A．可以⽤于主存与主存之间的数据交换 B．内有中断机制C．内有中断机制，可以处理异常情况 D．内⽆中断机制10.计算机主频的周期是指（A ）A．时钟周期B．指令周期C．⼯作周期D．存取周期11.运算器是由多种部件组成的，其核⼼部件是（D ）。
A．数据寄存器B．累加器C．多数转换器 D. 算术逻辑运算单元12.使CPU与I/O设备完全并⾏⼯作⽅式是（C ）⽅式。
A．程序直接传送B．中断C．通道D．程序查询13.某计算机字长32位，存储容量为64KB，若按照字节编址，它的寻址范围是（B ）A．8K B．16K C．32K D． 4K 14．⽬前我们所说的个⼈台式商⽤机属于( D )。
A．巨型机 B．中型机 C．⼩型机 D．微型机15．冯·诺依曼机⼯作⽅式的基本特点是( B )。
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．存储器按内容选择地址16．CPU的组成中不包含( A )。
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一、单项选择题：
1虚地址是（ ）。
A、不存在的地址
B、用户编程可使用的地址
C、主存地址
D、磁盘地址
2、在机器数（）中，零的表示形式是惟一的。
A、原码
B、补码
C、反码
D、原码和反码
3、挂接在总线上的多个部件（ ）。
A、只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据
B、可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据
12、按产生控制信号的方式不同，控制器可分为________控制器与________控制器。
13、任何一条指令的执行都要经过________、________和________三个阶段。
14、按数据传送方式，接口可分为________接口与________接口。按时序控制方式分类，接口要分为________接口与________接口。
2、计算机系统是一种________，用于控制和管理计算机系统的资源，是________的接口。
3、PSW是指令部件中________。
4、1101.1001B=________H
5、主存储器和CPU之间增加高速缓冲器的主要目的是________。
6、使CPU与I/0设备完全并行工作方式是________方式。
7、在CPU中跟踪下一条指令地址的寄存器________。
8、冯.诺依曼机的基本特征是________。
9、每条指令由两部分组成，即________部分和________部分。
10、已知字符A的ASCII码的十进制为41，则字符D的ASCII码的十进制为________。
11、在CPU中，指令寄存器（IR）用来________，它的位数与________有关。
计算机组成原理复习提纲复习资料版
《计算机组成原理》复习提纲第一章：绪论1、存储程序概念（基本含义）。
P3⑴计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成；⑵计算机内部采用二进制来表示指令和数据；⑶将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作2、冯·诺依曼计算机结构的核心思想是什么？存储程序控制3、主机的概念（组成部件是哪些？）中央处理器（运算器和控制器）和主存储器4、计算机的五大基本部件有哪些？输入设备，输出设备，存储器，运算器，控制器5、冯·诺依曼结构和哈佛结构的存储器的设计思想各是什么？P9程序存储、程序控制冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。
指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置。
哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。
CPU首先到指令存储器中读取指令内容，译码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）Cache和主存储器分别是采用的哪种设计思想？Cache采用哈佛结构，主存储器采用冯.诺依曼结构6、计算机系统是有软件系统和硬件系统组成的。
7、现代个人PC机在总线结构上基本上都采用的是单总线结构，根据所传送的信息类型不同又可分为哪三类总线？地址总线，数据总线，控制总线第二章：数据的机器层表示1、定点小数表示范围（原码、补码）原码定点小数表示范围为：-(1-2-n)～(1-2-n)补码定点小数表示范围为：-1～(1-2-n)2、定点整数表示范围（原码、补码）原码定点整数的表示范围为：-(2n-1)～(2n-1)补码定点整数的表示范围为：-2n ～(2n-1)3、浮点数表示范围PPT374、规格化的浮点数5、阶码的移码表示6、IEEE 754浮点数标准本章复习范围为ftp上第二章的作业题的1、2、3、4题。
第三章：指令系统1、指令的基本格式（OP字段和地址字段组成）。
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选择控制 线
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什么是时序逻辑电路？ SR-触发器及其逻辑符号(2-或非门)
(2或非门)
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理解状态特征表：
Q(t)原态和Q(t+1) 新态
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事实上，SR触发器 可看作有三个输入: S, R 和 Q，所以其 真值表如右 注意：当S=R=1 时，存在输出状 态不定的可能
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1.3计算机系统的实例
• Millisecond = 千分之一秒=毫秒
– 硬盘存取速度通常是10 --20 milliseconds.
• Nanosecond = 纳秒=1 billionth of a second
– 主存存取速度50 --70 nanoseconds.
• Micron (micrometer) = 百万分之一米= 微米
什么是低位和高位交叉存取技术？
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4.1 概述
例子：若采用256k × 8的RAM芯片构建一个2M × 16的主 存储器，且按字编址，回答： • 需要多少片 RAM芯片？ • 每个字需要多少RAM芯片？ • 每个RAM芯片需要多少个地址线？ • 这个存储器有多少组？ • 所有存储器需要多少地址线？ • 采用高位交叉方式，地址14存储单元位于什么位置？ • 采用低位交叉方式，地址14存储单元位于什么位置？
• 符号幅值表示法 符号（1=负，0=正）+幅值. 表数范围=-（2N-1-1）~+（2N-1-1） •补码运算的概念，利用“计算9的个数”算术 理论实现补码运算 正数的补码=原码 负数的补码=反码+1
•浮点表示法： •符号位指出了数值的正负 •指数部分的长度决定了表数范围的大小 •尾数部分的长度决定了表数的精度 •两种方法表达一个小数：（1）在指数带符 号位；（2）偏移指数 •什么是规格化浮点数？ •什么是浮点误差？如何克服？ •什么是IEEE-754浮点标准？
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一、基本概念指令周期，CPU周期（机器周期），存储周期，刷新周期，流水线周期，流水线加速比，相联存储器，cache 存储器，cache的三种映射方式，控制存储器，虚拟存贮器，存储器三级结构，动态SRAM特点，静态SRAM 特点，微程序控制器及组成，硬布线控制器，微指令格式，微指令的编码方式，指令流水线，算术流水线，并行处理技术，流水线中的主要问题，输入/输出的信息交换方式，程序中断，补码运算的溢出判断（双符号法与单符号法），n位机器数（原码、反码、补码、移码）表示的范围，先行进位，串行进位，矩阵乘法器、矩阵除法器、规格化小数标准，浮点数的表示方法，指令寻址方式，操作数寻址方式，总线的特性。
二、选择题练习1、若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是______。
A. 阶符与数符相同为规格化数B. 阶符与数符相异为规格化数C. 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D. 数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数2、16位字长的定点数，采用2的补码形式表示时,所能表示的整数范围是______。
A . -215 ~ +（215-1） B. -（215–1）~ +（215–1）C. -（215 + 1）~ +215D. -215~ +2153、容量是128M*32的内存，若以字节编址，至少需要______根地址线。
A. 16B. 29C. 27D. 324、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、0~64KB、0~32KC、0~64KBD、0~32KB5、主存贮器和CPU之间增加cache的目的是______。
A. 扩大主存贮器的容量B. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题C. 扩大CPU中通用寄存器的数量D. 既扩大主存的容量，又扩大CPU通用寄存器的数量6、以某个寄存器的内容为操作数地址的寻址方式称为______寻址。
A. 直接B. 间接C. 寄存器直接D. 寄存器间接7、在cache的映射方式中不需要替换策略的是______。
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计算机组成原理复习1.简述运算器和控制器的主要功能运算器的主要功能是完成算数运算和逻辑运算;控制器的主要功能是对指令译码，并产⽣相应的控制信号。
2.简述输⼊设备和输出设备的基本功能输⼊设备将⼈们书序的信息(数字.字符、⽂字、图形、图像、声⾳)形式转换成计算机能接受并识别的信息(⼆进制信息)形式，输出设备则将计算机内部信息形式转换成⼈们熟悉的信息形式。
.3.算术运算和逻辑运算个包括那些运算操作?算术运算对数据进⾏算数操作，包括加减乘除四则:运算和数据格式转换;逻辑运算按位对数据进⾏与或⾮异或和移位等操作。
4.机器语⾔汇编语⾔⾼级语⾔有何区别?机器语⾔是⼀种⽤⼆进制代码表⽰的计算机语⾔，机器可以直接执⾏⽤机器语⾔编写的程序。
汇编语⾔是⼀种⽤助记符表⽰的与机器语⾔⼀⼀对应的语⾔，⽤汇编语⾔编写的程序需经过汇编后才能执⾏。
⾼级语⾔是⼀种接近⼈类⾃然语⾔的与计算机结构⽆关的语⾔，⽤⾼级语⾔编写的程序要经过解释和编译才能执⾏。
5.什么是指令?什么是程序?指令是机器完成某种操作的命令，典型的指令包括操作码和地址码两部分。
操作码⽤来指出执⾏什么操作(如加、传送),地址码⽤来指出操作数在什么地⽅、程序是有序指令的集合，⽤来解诀某⼀特定问题。
6.存储器中存储的数据和指令是怎么区分的?在存储程序的计算机中，指令和数据都是以⼆进制的形式存放在存储器中。
从存储器中存储的内容本⾝看不出它是指令还是数据，因为它们都是⼆进制代码。
计算机在读取指令时把从存储器中读到的信息都看作是指令,⽽在读取数据时则把从存储器中读到的信息都看作是操作数，所以为了不产⽣混乱，在进⾏汇编程序设计时要注意区分存储器中的信息是程序还是数据，⽽⽤⾼级语⾔设计程序⼀般不会产⽣上述问题。
7.寄存器的功能是什么?寄存器在运算时⽤于保存运算数据和中间运算结果，以提⾼运算速度。
此外，寄存器还可以存放指令、指令地址、程序运⾏状态等。
寄存器还可以作为数据缓存。
8.编译程序和解释程序的区别是什么?编译程序和解释程序的作⽤都是将⾼级语⾔程序转换成机器语⾔程序，但转换的过程不同。
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计算机组成原理复习资料1.何谓中断方式？它主要应用在什么场合？请举二例。
答：A、中断方式指：CPU在接到随机产生的中断请求信号后，暂停原程序，转去执行相应的中断处理程序，以处理该随机事件，处理完毕后返回并继续执行原程序； B、主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O； C、例：打印机控制，故障处理。
2.中断接口一般包含哪些基本组成？简要说明它们的作用。
答：A、地址译码。
选取接口中有关寄存器，也就是选择了I/O设备； B、命令字/状态字寄存器。
供CPU输出控制命令，调回接口与设备的状态信息； C、数据缓存。
提供数据缓冲，实现速度匹配； D、控制逻辑。
如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。
3.简述中断隐指令及其功能；答：中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。
4.什么是中断嵌套？答：多级中断系统中，cpu在处理一个中断的过程中又去响应另一个中断请求；5.中断的过程与子程序调用的区别是什么？答（1）、中断的过程与中断时cpu正在运行的程序是相互独立的，它们之间没有确定的关系。
子程序调用是转入的子程序与正在执行的程序是同一个程序。
（2）中断一般是由硬件信号产生的，软中断除外，子程序调用是转移指令引起的。
（3）中断服务程序的地址是由硬件决定的，子程序调用是转移指令在地址码中指定子程序的地址；（4）中断过程要存储所有的状态信息，子程序调用时可以只保存pc的值；（5）中断程序的调用的过程包括确定产生中断的原因、对多个同时进行的中断裁决等，而在一般的子程序调用时没有这种操作；6.简述多重中断系统中CPU响应中断的步骤。
答：(1)、关中断。
暂时禁止所有中断；(2)、保护现场信息，包括保存pc的值；(3)、判别中断条件根据中断优先条件，从而确定中断服务程序的地址；(4)、开中断，设置cpu优先级为当前中断优先级，允许响应外部中断。
计算机组成原理期末复习
《计算机组成原理》1．指令、指令系统、虚拟存储器、Cache的地址映像、微命令、微指令、输入设备、输出设备、中断系统、中断隐指令、光盘、指令周期、机器周期、节拍的定义指令：指令是指计算机执行某些操作的命令。
指令系统：一台计算机所有指令的集合。
虚拟存储器：将主存储器和辅助存储器的地址空间统一编址，在硬件和系统软件的共同管理下，可以把它们看成一个单一的存储器。
cache的地址映像：在cache中，地址映像是指把主存地址空间映像到cache地址空间，也就是把存放在主存中的程序按照某种规则装入cache中，地址映像有3种方法全相联映像，直接映像，组相联映像微命令：在微程序控制的计算机中，将控制部件向执行部件发出的各种控制命令叫做微命令。
微指令：指控制存储器中的一个单元的内容，即控制字，是若干个微命令的集合。
输入设备：向计算机输入信息的外部设备称为输入设备。
输出设备：接受计算机输出信息的外部设备称为输出设备。
中断系统：是计算机实现中断功能的软、硬件总称。
中断隐指令：CPU响应中断后，经过某些操作，转去执行中断服务程序。
这些操作是由硬件直接实现的。
光盘：用光学方式读写信息的圆盘称为光盘。
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，所需要的时间通常叫做一个指令周期。
机器周期：在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
节拍：在一个机器周期内，要完成若干个微操作。
这些微操作有的时候可以同时执行，有的需要按先后次序串行执行。
因而应把一个机器周期分为若干个相等的时间段，每一个时间段对应一个电位信号，称为节拍电位信号。
2．冯·诺依曼等人提出的存储程序概念（教材P2，共3点）。
1)计算机应由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备5大基本不见组成；2)计算机内部采用二进制来表示指令和数据；3)将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，这就是存储器程序的基本含义。
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第1章计算机系统概论一、名词解释：历年真题：名词解释题：（2002年）1．主机：由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。
（2003年）16．主机：由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。
（2004年）18．ALU算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。
（2005年）21．应用软件：完成应用功能的软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。
近4年都考了名称解释，所以第一章的名称解释是考试的重点，这里给大家列出了名词解释大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，也有利于做选择题及填空题。
1．主机：由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。
2．CPU：中央处理器，是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。
3．运算器：计算机中完成运算功能的部件，由ALU和寄存器构成。
4．ALU：算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。
5．外围设备：计算机的输入输出设备，包括输入设备，输出设备和外存储设备。
6．数据：编码形式的各种信息，在计算机中作为程序的操作对象。
7．指令：是一种经过编码的操作命令，它指定需要进行的操作，支配计算机中的信息传递以及主机与输入输出设备之间的信息传递，是构成计算机软件的基本元素。
8．透明：在计算机中，从某个角度看不到的特性称该特性是透明的。
9．位：计算机中的一个二进制数据代码，计算机中数据的最小表示单位。
10．字：数据运算和存储的单位，其位数取决于具体的计算机。
11．字节：衡量数据量以及存储容量的基本单位。
1字节等于8位二进制信息。
12．字长：一个数据字中包含的位数，反应了计算机并行计算的能力。
一般为8位、16位、32位或64位。
13．地址：给主存器中不同的存储位置指定的一个二进制编号。
14．存储器：计算机中存储程序和数据的部件，分为内存和外存。
15．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线．地址总线和控制总线。
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计算机组成原理复习资料试题类型：选择题40分、填空题10-20分和分析设计题40-50分。
1、减少指令中地址个数的有效方式是采用隐地址方式。
减少每一个地址码的位数采用？2、主存是按随机存取方式工作的存储器。
（随机存取、顺序存取和直接存储器存取）3、在浮点运算中，若结果的尾数绝对值大于1时，需要进行右规处理。
尾数的绝对值小于1/2时，进行左规处理。
4、动态RAM的特点是：每隔一定时间，需按行读一遍（实质：刷新）。
5、在异步控制方式中，各操作按需分配时间。
（同步控制方式，各操作受统一时序信号的约束）6、CPU响应中断请求是在一条指令结束时。
（响应DMA请求可以在一条指令的执行过程中）7、原码不恢复余数除法，采用操作数的绝对值形式进行计算。
（补码不恢复余数除法，采用操作数的补码形式进行计算）8、DMA传送通常在高速外设与主存之间进行数据传送。
9、在微程序控制中，机器指令和微指令的关系是每一条机器指令由一段微程序来解释执行。
10、在总线传送中，掌握总线控制权的设备通常指主设备。
11、下列叙述中，能反映RISC特征的有③、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨。
①丰富的寻址方式②使用微程序控制器③执行每条指令所需的机器周期数的平均值小于 2 ④多种指令格式⑤指令长度不可变⑥简单的指令系统⑦只有load/store指令访问存储器⑧设置大量的通用寄存器⑨采用多级指令流水线结构。
12、在计数器定时查询方式下，若每次计数从上一次计数的终止点开始，则每个设备使用总线的机会均等。
13、冯诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是指令周期的不同阶段。
14、某机器字长16位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为操作码字段，第二字节为相对位移量字段。
假定取指令时，每取一个字节PC自动加1。
若某转移指令所在主存地址为2000H，相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令成功转移后的目标地址是2008H 。
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第一章计算机系统概论电子计算机分两类：电子模拟计算机、电子数字计算机五代变化：电子管计算机、晶体管计算机、中小规模集成电路计算机、大规模和超大规模集成电路计算机：微型计算机、巨大规模集成电路计算机：单片机五级层次：微程序设计级、机器语言级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级冯·诺依曼型计算机：存储程序、按地址自动执行、五大部件：控制器、运算器、存储器、输入、输出设备、以运算器为中心。
运算器：算术运算和逻辑运算、参与运算的数是二进制的、长度一般为8、16、32、64存储器：存储数据和程序（指令）、容量（存储单元、存储单元地址、容量单位）、分类内存（ROM、RAM）、外存。
存储器单位：2^10byte=1k 2^10k=1M 2^10M=1G 2^10G=1T 控制器：指令和程序：指令的形式（操作和地址码、存储程序的概念、指令中程序和数据的存放、指令系统）、指令和数据存储软件与硬件逻辑等价性：任何操作可以由软件来实现也可以有硬件来实现、实体硬件机功能扩大、固件（功能上是软件，形态上是硬件）第二章计算机使用的数据分两类：符号数据、数值数据计算机常用的数据格式：定点表示、浮点表示定点纯小数表示数的范围：0<=|x|<=1-2^-n。
定点纯整数表示数的范围：0<=|x|<=2^n-1IEEE754标准——阶符阶码数符尾数32位的浮点数：S数的符号位，1位，在最高位，“0”表示正数，“1”表示负数。
E是阶码，8位，采用移码表示。
移码比较大小方便。
M是尾数，23位，在低位部分，采用纯小数表示采用这种方式时，将浮点数的指数真值e变成阶码E时，应将指数e加上一个固定的偏移值127(01111111)，即E=e+127。
例1若浮点数x的754标准存储格式为(41360000)16，求其浮点数的十进制数值。
解：将16进制数展开后，可得二制数格式为0 100 00010011 0110 0000 0000 0000 0000S 阶码(8位) 尾数(23位)指数e=阶码-127=10000010-01111111=00000011=(3)10包括隐藏位1的尾数 1.M=1.011 0110 0000 0000 0000 0000=1.011011于是有x=(-1)S×1.M×2^e=+(1.011011)×2^3=+1011.011=(11.375)10BCD: 用4位二进制数来表示1位十进制数中的0~9,然后个、十、百、千。
原码、反码、补码、移码移码：（用在阶码中）【x】移=2^n+x ，2^n>x>=-2^n 与补码位相同，符号位相反。
定点加法、减法：补码加减法：[x+y]补=[x]补+[y]补[x-y]补=[x]补+[-y]补溢出检测：两正上溢变负数、两负下溢变正数。
溢出检测方法：双符号位法00正确（正）01上溢10下溢11正确（负）单符号位法00正确（正）01上溢10下溢11正确（负）例:x=0.1011 y=0.1101 求x/y。
[x]补=001011 [y]补=001101 [-y]补=110011定点运算器基本结构：单总线结构运算器、双总线结构运算器、三总线结构运算器浮点加减运算：设有两个浮点数ｘ和ｙ,它们分别为ｘ＝2Eｘ·Mｘｙ＝2Eｙ·Mｙ其中Eｘ和Eｙ分别为数ｘ和ｙ的阶码,Mｘ和Mｙ为数ｘ和ｙ的尾数。
两浮点数进行加浮点乘除运算：设有两个浮点数ｘ和ｙ,它们分别为ｘ＝2Eｘ·Mｘｙ＝2Eｙ·Mｙｘ×ｙ＝2^(Eｘ＋Eｙ)·(Mｘ×Mｙ)ｘ÷ｙ＝2^(Eｘ－Eｙ)·(Mｘ÷Mｙ)乘除运算分为四步:0操作数检查、阶码加减操作、尾数乘除操作、结果规格化和舍入处理浮点数的阶码运算:移码的运算——[X]移+[Y]移=2n+[X+Y]移流水线浮点运算器实例：CPU之外的浮点运算器（80287）之内的（486DX以上）第三章内部存储器存储器分类：1.存储介质（磁表面/半导体存储器）2.存取方式（随机/顺序存取）3.读写功能（ROM/RAM）4.信息的可保持性（永久性和非永久性）5.存储器系统（主/辅/缓/控）分级结构：高速缓冲器、主存储器（主存）、外存（磁盘和光盘、磁带）连接关系：主存储器的技术指标：字存储单元（有字地址），字节存储单元（有字节地址）、存储容量、存取时间（命令发出到完成）、存储周期（连续启动两次的最小间隔）、存储器带宽SRAM存储器:主存是半导体存储器有静态读写存储器（SRAM，快）动态（DRAM，容小）基本的静态存储元阵列：存储位元、三组信号线（地址线、数据线（行列线）、控制线）DRAM存储器：刷新周期：位元基于电容器上的电荷量存储，随时间和温度减少，保持原理记忆。
刷新方式：集中式（所有行）分散式（每一行的刷新插入到正常的读/写周期之中）DRAM工作原理：存储器容量：1.字长位数扩展2.字存储容量扩展3.存储器模块条只读存储器：ROM有掩模ROM（存储内容固定）可编程ROM（可写入），一次性编程的PROM,多次编程的EPROM和EEPROM。
EPROM光擦除可编程可读存储器,用40W紫外灯，相距2cm，照射几分钟即可。
EEPROM电擦除可编程只读存储器,先抹后写,20ms,20年。
闪速存储器：FLASH存储器，高密度（存储容量）非易失性（无电可长期保存）其存储元在EPROM存储元基础上发展起来的。
“0”状态浮空栅很多负电荷，控制栅有正电压。
“1”状态，控制栅不加正电压，浮空栅少许电子或没有。
浮空栅上的电荷量决定了是否进行读取操作时，加在栅极上的控制电压能否开启MOS管，并产生从漏极D到源极S的电流。
闪速存储中擦除操作：所有存储元浮空栅上的负电荷要全部放出去。
多模块交叉存储器：多个模块组成的主存储器线性编址例5 设存储器容量为32字，字长64位，模块数m=4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。
存储周期T=200ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期=50ns。
若连续读出4个字，问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少?解：顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4个字的信息总量都是：顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别是：t2=mT=4×200ns=800ns=8×10^-7st1=T+(m-1)T总=200ns+3×50ns=350ns=3.5×10^-顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是：W2=q/t2=256b÷(8×10^-7)s=320Mb/sW1=q/t1=256b÷(3.5×10^-7)s=730Mb/sCache存储器：解决CPU和主存之间的速度不匹配。
地址映射、替换策略、写一致性、性能评价。
cache是介于CPU和主存M2之间的小容量存储器，但存取速度比主存快。
主存容量配置几百MB的情况下，cache的典型值是几百KB。
cache能高速地向CPU提供指令和数据，从而加快了程序的执行速度。
从功能上看，它是主存的缓冲存储器，由高速的SRAM 组成，包括管理在内的全部功能由硬件实现。
Cache的设计依据:CPU这次访问过的数据，下次有很大的可能也是访问附近的数据。
CPU与Cache之间的数据传送是以字为单位主存与Cache之间的数据传送是以块为单位CPU读主存时，便把地址同时送给Cache和主存，Cache控制逻辑依据地址判断此字是否在Cache中，若在此字立即传送给CPU，否则，则用主存读周期把此字从主存读出送到CPU，与此同时，把含有这个字的整个数据块从主存读出送到cache中。
Cache命中率：在一个程序执行期间，设Nc表示cache完成存取的总次数，Nm表示主存完成存取的总次数，h定义为命中率，则有h=Nc/（Nc+Nm)若tc表示命中时的cache访问时间，tm表示未命中时的主存访问时间，1-h表示未命中率，则cache/主存系统的平均访问时间ta为：ta=h*tc+（1-h)tm例6CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100次，已知cache存取周期为50ns，主存存取周期为250ns，求cache/主存系统的效率和平均访问时间。
h=Nc/（Nc+Nm）e=1/(r+(1-r)h)=1/(5+(1-5)×0.95)ta=tc/e=50ns/0.833=60ns主存与Cache的地址映射：全相联的映射方式（多对多、主存内容可以拷贝到任意行、地址变换，标记构成一个目录表，冲突概率小利用率高，比较器难实现，适用于小容量的Cache）直接映射方式（一对多、利用行号选择相应行，把行标记与CPU访问地址进行比较，相同命中，访问Cache。
如果没有命中，访问内存，并将相应块写入Cache，冲突概率高）组相联映射方式（前两者的组合）替换策略：LFU、LRU、随机替换写操作策略：写回法、全写法、写一次法第四章指令系统基本概念：一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。
复杂指令系统计算机,简称CISC 精简指令系统计算机：简称RISCRISC特点：简单而统一格式的指令译码；大部分指令可以单周期执行；只有LOAD/STORE 可以访问存储器；简单的寻址方式；采用延迟转移技术；采用LOAD延迟技术；三地址指令格式；较多的寄存器；对称的指令格式对指令系统的要求：完备性：是指用汇编语言编写各种程序时，指令系统直接提供的指令足够使用，而不必用软件来实现。
有效性：有效性是指利用该指令系统所编写的程序能够高效率地运行。
规整性：规整性包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性。
兼容性：系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集，因而指令系统是兼容的，即各机种上基本软件可以通用。
低级语言与高级语言关系：影响计算机指令格式的因素：机器的字长、存储器的容量、指令的功能指令格式：操作码、地址码（三地址指令、二地址指令、单地址指令、零地址指令）指令助记符：每条指令通常用3个或4个英文缩写字母来表示8位微型计算机的指令格式：字长8位，指令结构可变，包括单字长指令、双字长指令和三字长指令，操作码长度固定PDP/11系列机的指令格式：字长16位、单字长指令、操作码字段不固定。
指令和数据的寻址方式：CPU根据指令中给出的地址码字段寻找相应的操作数的方式。
顺序方式（pc）跳跃方式操作数的寻址方式：形成操作数有效地址的方法称为寻址方式。
1.操作数包含在指令中；2.操作数包含在CPU的某一个内部寄存器中； 3. 4.操作数包含在I/O 5.根据操作数放在不同的地方，从而派生各种不同的寻址方式隐含寻址：指令中隐含着操作数的地址立即寻址：指令中在操作码字段是立即数直接寻址：指令中地址码字段给出操作数的有效地址间接寻址：指令的地址码部分给出的是存放操作数地址的主存单元的地址。