(新)计算机组成原理复习指导
//很久以前王道上找到的，可能有点旧了，仅供参考
第一章概述
本章主要介绍计算机的组成概貌及工作原理,旨再使读者对计算机总体结构有个概括的了解,为深入学习以后各章打下基础。计算机软硬件概念、计算机系统的层次结构、计算机的基本组成、冯?诺依曼计算机的特点、计算机的硬件框图及工作过程、计算机硬件的主要技术指标和本书结构及学习指南。
第一章重点难点
计算机系统是一个非常复杂的系统，它由“硬件”和“软件”两大部分组成。读者必须清楚地认识到“硬件”和“软件”各自在计算机系统中的地位和作用，以及它们相互之间的依存关系。
本课程旨在介绍计算机系统的“硬件”组成。图1.1使读者一目了然地看到一个结构简单、清晰明了的计算机内部组成框图，并由此使读者领略全书的要点和各章节之间的相互关系。
图1.1 全书各章节之间的关系
本章重点要求读者掌握一个较细化的计算机组成框图，如图1.2所示。而且要求学生根据此图描述计算机内部的控制流和数据流的变化，从而初步认识计算机内部的解题过程。
由于本章的概念、名词较多，初学者也很难很快领会其确切含意。但只要循序渐进地认真学习以下各章节，读者便会自然而然地对初学的各个概念和名词加深理解和牢牢掌握。因此，学习时切忌急于求成，讲究的是按部就班，功到自然成。
本章的难点是:计算机如何区分同样以0、1代码的形式存在存储器中的指令和数据。
第一章小结
学习本章后，要理解并掌握以下内容:
1. 计算机系统的软硬件概念及它们之间的关系。
2. 计算机系统的层次结构及计算机组成原理课程所对应的层次。
3. 冯·诺依曼计算机的特点。
4. 计算机硬件框图、各个部件的功能及硬件技术指标。
5. 通过描述完成两条指令的全过程，进一步体会机器在解题过程中其内部的控制流和数据流的变化。
6. 计算机如何区分均由0、1代码组成的指令和数据
7. 区分下列概念:主机、CPU、主存、辅存、存储单元、存储元件、存储字、存储字长、机器字长、指令字长。
第二章不用看（上课时，唐老师没讲）
第三章概述
总线的基本概念、总线的分类、总线特性及性能指标、总线结构和总线的判优控制及通信控制。
第三章重点难点
学习本章应重点掌握:
1. 有关总线的基本概念。
2. 如何克服总线的瓶颈。
3. 如何对总线进行管理，包括判优控制和通信控制。
本章的难点是总线的通信控制，既要解决通信双方如何获知传输的开始和结束，又要使通信双方按规定的协议互相协调配合来完成通信任务。
第三章主要内容
3.2.1 总线的基本概念
1.总线和总线上信息传输的特点
2.总线的传输周期
3.总线宽度
4.总线带宽
5.总线特性
6.总线标准
7.总线的主设备（模块）
8.总线的从设备（模块）
9.总线的分类
10.总线性能
3.2.2 总线结构
单总线结构的计算机将CPU、主存、以及各种速度不一的I/O设备（通过I/O接口）都挂在一组总线上。这组共享总线，极易形成计算机系统的瓶颈。了解决总线的瓶颈问题，可采用多总线结构。如果将速度不同的I/O设备分别挂在速度不同的总线上，如图3.1所示，从而提高整机的性能。
图3.1 多总线结构
3.2.3 总线控制
1.总线判优控制
当多个主设备同时请求占用总线时，必须由总线判优逻辑按其优先级别仲裁，决定由哪个主设备占用总线。判优控制又分集中式和分布式两种，其中集中式总线判优逻辑有链式查询、计数器定时查询和独立请求方式三种，图3.2是这三种方式的示意。
图3.2 集中式总线三种控制方式
2. 总线的通信控制
总线的通信控制主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调配合。
(1) 同步通信
同步通信采用公共时钟，有统一的传输周期。图3.3示意了同步通信的数据输入过程。
图3.3 同步通信的数据输入过程
(2) 异步通信
异步通信没有公共时钟，采用应答方式通信，允许总线上各模块的速度不一致，总线的传输周期不固定。异步通信具体又分不互锁、半互锁、全互锁三种方式，如图3.4所示。
图3.4 异步通信的三种方式
(3) 半同步通信
如果将同步和异步通信相结合，既有公共时钟控制，又允许速度不同的模块和谐工作，采用插入等待周期的措施来协调通信双方的配合问题，称作半同步控制，如图3.5所示。
图3.5 插入等待周期的半同步通信数据输入过程
（4）分离式通信
分离式通信将一个总线传输周期分解为两个子周期，每个子周期可供不同模块申请，每个模块都可以成为
主模块。获得总线使用权的主模块采用同步方式传送，且仅在传送命令和数据时占用总线。总线上无空闲等待时间，最充分地发挥总线的有效占用。
第三章小结
学习本章要理解并掌握以下内容:
1. 什么是总线？为什么要采用总线？总线上的信息传送有何特点？
2. 为了减轻总线的负载和传输的可靠性，总线上的部件应具备什么特点？
3. 总线的分类。
4. 区分下列概念:总线特性、总线性能、总线标准、总线宽度、总线带宽、总线的传输周期。
5. 什么是总线的瓶颈？如何解决总线的瓶颈？
6. 如何提高总线结构的计算机速度？
第四章概述
存储器分类和存储器的层次结构；主存储器（包括半导体存储芯片简介、静态随机存取存储器和动态随机存取存储器、只读存储器、存储器与CPU的连接、存储器的校验、提高访存速度的措施）；高速缓冲存储器（包括Cache的基本结构及工作原理、Cache--主存地址映像、替换算法）；辅助存储器（包括辅助存储器的特点及主要技术指标、磁记录原理和记录方式、磁盘存储器的结构、光盘存储器的存取原理）。
第四章重点难点
学习本章应重点掌握:
1.存储系统层次结构的概念，了解Cache－主存和主存－辅存层次的作用，以及程序访问的局部性原理与存储系统层次结构的关系。
2.各类存储器（主存、Cache、磁表面存储器）的工作原理及技术指标。
3.半导体存储芯片的外特性以及与CPU的连接。
4.如何提高访存速度。
本章的难点包括:
1.由于不同的存储芯片其基本单元电路是不同的，学习时不必死记硬背其具体电路，应从本质上理解其读写原理，从而提高对硬件电路的“读图”能力和分析能力。
2.在设计存储芯片与CPU连接电路时，关键在于存储芯片选片逻辑的确定。要求学生必须综合应用以前学过的电路知识，结合存储芯片的外特性，合理选用各种芯片，准确画出存储芯片与CPU的连接图。
3.不同的Cache－主存地址映象，直接影响主存地址字段的分配及替换策略和命中率。
第四章各节内容
4.2.1 存储器的分类及存储系统的层次结构
1.存储器的分类
图4.1 存储器分类
2.存储器的层次结构
图4.2 存储器层次结构
4.2.2 主存储器
1.主存的基本组成
图4.3是主存的基本组成框图。
图4.3 主存的基本组成
2.主存与CPU的连接
（1）地址线的连接
（2）数据线的连接
（3）读/写命令线的连接
（4）片选线的连接
（5）合理选择存储芯片
3.提高访存速度的措施
为了提高访存速度可采用高速存储芯片、高速缓冲存储器Cache和调整主存结构等措施。
4.提高主存的可靠性
4.2.3 高速缓冲存储器
1.Cache－主存地址映象
如图4.4所示。
图4.4 三种映象主存地址各字段的分配
2.Cache的工作原理
当CPU要求访存时，地址总线上给出了主存地址，此地址经主存－Cache地址映象变换机构，形成Cache 地址。如果转换后的Cache地址与CPU欲访问的主存地址已建立了对应关系，即已命中，则CPU直接访问Cache存储体。如果转换后的Cache地址与CPU欲访问的主存地址未建立对应关系，即未命中，此刻CPU不仅需访问主存，同时要将该存储字所在的主存块一并调入Cache。调入Cache的前提是Cache中还有空块未被装满，否则需通过Cache替换机构，替换出Cache的某字块，重新装入新字块。
第四章小结
学习本章要理解并掌握以下内容:
1. 存储系统的层次结构，为什么要采用层次结构？如何管理存储器的层次结构。
2. 主存的工作原理
3. 区分下列概念:主存、辅存、缓存、RAM、ROM、SRAM、DRAN、MROM、PROM、EPROM、EEPROM Flash Memory
4. 动态RAM的刷新。
5. 静态RAM和动态RAM的读写时序。
6. 半导体存储芯片的外特性以及与CPU的连接
7. 提高存储器可靠性的措施
8. Cache的工作原理、命中率及Cache与主存的地址映象。
9. 对应直接映象、全相联映象和组相联影响，主存地址中各字段位数如何确定。
10.按字存取和按字节存取的区别。
11.提高访存速度的措施。
12.磁表面存储点的读写原理，根据不同的记录方式如何获得读写代码。
13.衡量半导体存储器和磁盘存储器的速度指标有何不同。
14.光盘与磁表面存储器的比较
第五章概述
输入输出系统的发展概况及组成、I/O与主机的编址方式、传送方式、联络方式以及设备寻址；外部设备分类及简介、I/O接口的功能及基本组成；程序查询方式的工作原理及程序查询接口电路；程序中断方式的工作原理及程序中断接口电路、中断服务流程；DMA方式的特点、DMA接口电路的功能、组成、类型及DMA 的工作过程。
第五章重点难点
本章重点要求掌握主机与I/O交换信息的三种控制方式（程序查询、程序中断和DMA），以及它们各自所需的硬件及软件支持。
本章的难点包括:
1.处理I/O中断的各类软、硬件技术的运用。
2.DMA与主存交换数据的三种方法各自的特点。
3.周期窃取的含义。
4.CPU响应中断请求和DMA请求的时间。
第五章主要内容
5.2.1 输入输出的基本组成
1.I/O软件
2.I/O硬件
5.2.2 I/O与主机的联系方式
1.I/O的编址方式统一编址或独立编址
2.I/O的联络方式立即响应方式、异步方式和同步方式
3.I/O的传送方式
4.I/O的连接方式辐射式或总线式
5.2.3 I/O接口
根据I/O接口的功能，I/O接口的基本组成如图5.1所示。
图5.1 I/O接口的基本组成
5.2.4 主机与I/O交换信息的控制方式之一—程序查询方式
程序查询方式接口电路的基本组成如图5.2所示。
图5.2 程序查询方式接口电路的基本组成
5.2.4 主机与I/O交换信息的控制方式之二—程序中断方式
程序中断方式接口电路的基本组成如图5.3所示。
图5.3 程序中断方式接口电路的基本组成
5.2.5主机与I/O交换信息的控制方式之三— DMA方式
图5.4是简单的DMA接口组成框图。
图5.4 简单的DMA接口组成原理
第五章小结
学习本章后要理解并掌握以下内容:
1. 区分下列概念:I/O编址方式、传送方式、联络方式、连接方式、控制方式。
2. 比较I/O与主机交换信息的三种控制方式。
3. 说明键盘、显示器、打印机通过什么控制方式与主机交换信息。
4. 为什么要设置接口以及接口的功能。
5. 结合程序查询方式的接口电路，说明程序查询方式的工作原理。
6. 结合程序中断方式的接口电路，说明程序中断方式的工作原理。
7. 结合DMA方式的接口电路，说明DMA方式的工作原理。
8. 什么是多重中断，说明多重中断和单重中断的中断服务流程有何相同点和不同点。
9. 区分CPU响应中断和响应DMA的时间。
10.比较DMA与主存交换信息的三种方法。
11.比较程序查询、程序中断和DMA三种方式的综合性能。
12.DMA方式的传送过程。
13.CPU对DMA请求和中断请求的响应时间有无区别，为什么？
14.DMA方式中有无中断请求？如果有，说明其作用。
第六章概述
计算机中有符号数（原码、补码、反码、移码）和无符号数的表示；计算机中数的定点表示和浮点表示；定点运算（算术移位和逻辑移位、补码加减、原码补码乘法、原码补码除法）及相应的硬件配置；浮点四则运算和算术逻辑单元及进位链。
第六章重点难点
学习本章应重点掌握:
1.机器数与真值的区别。
2.计算机中如何表示数的符号。如何表示“小数点”。
3.各种机器数（原码、补码、反码、移码）的应用场合及其它们与真值的相互转换。
4.当机器字长确定以后，对应定点机和浮点机中各种机器数的表示范围。
5.移位运算在计算机中的特殊作用，以及不同机器数的移位规则。
6.定点补码加、减、乘（Booth算法）、除运算和原码乘除运算。
7.浮点补码加减运算。
8.如何提高运算器的速度。
9.快速进位链的设计。
本章的难点包括:
1.由于±0的补码表示形式相同，故在机器字长相同的条件下，补码比原码和反码能多表示一个负数。
2.区分浮点数和补码表示的浮点规格化数这两个不同的概念，前者指的是真值，后者指的是机器数。由于补码规格化数的特殊约定，两者表示的数其范围是不同的。
3.在定点机和浮点机中，如何判断运算结果溢出。
4.原码和补码乘除法运算其根本区别是对符号位的处理。原码乘除法，结果的符号均和数值部分的运算分开进行；而补码乘除法，结果的符号是在数值部分的运算过程中自然形成的。
5.由于不同的机器数运算规则不同，造成运算器的硬件组成也不同（包括寄存器的位数，全加器输入端的控制电路等）。
6.区别[-x]和[-x*]（x*是真值x的绝对值）。
7.浮点数的阶码采用移码运算时，其阶码运算规则和溢出判断规则与补码运算是不同的。
第六章主要内容
6.2.1 计算机中数的表示
1.无符号数和有符号数
2.数的定点表示和浮点表示
6.2.2定点运算
1.移位运算
2.补码加法与减法运算
3.乘法运算
计算机中的乘法运算可用加法和移位操作实现，根据机器数的不同，又可分为原码乘法和补码乘法。
4.除法运算
计算机中的除法运算可用加（减）和移位操作实现，根据机器数的不同，又可分为原码除法和补码除法。
6.2.3 浮点运算
1.浮点加减运算
2.浮点乘除运算
6.2.4 并行加法器和进位链
1.单重分组跳跃进位链
2.双重分组跳跃进位链
第六章小结
学习本章后，要理解并掌握以下内容:
1. 机器数与真值的区别
2. 机器数（原码、补码、反码、移码）与真值的互相转换
3. 各种机器数的应用场合
4. 已知机器数字长，如何确定定点机和浮点机中机器数的表示范围
5. 定点补码加、减、乘、除运算和原码乘、除运算
6. 浮点补码加、减运算，浮点乘、除运算
7. 如何判断溢出
8. 不同的运算方法对运算器结构的影响
9. 如何提高运算器的速度
10. 快速进位链的设计
第七章概述
机器指令的一般格式、操作数类型和操作类型、指令的地址格式和寻址方式、指令格式举例和RISC技术。第七章重点难点
学习本章应重点掌握:
1. 指令系统主要体现在它的操作类型、数据类型、地址格式和寻址方式等方面。
2. 机器指令的一般格式以及指令字中各字段的作用。
3. 不同的地址格式对访存次数、寻址范围的影响。
4. 不同的寻址方式对操作数的寻址范围、所需的硬件支持、信息加工流程以及编程的影响。
5. RISC的主要特点及其与CISC的区别。
本章的难点包括:
1. 掌握设计指令格式的方法，学会根据指令系统的要求，确定指令字中各字段的位数及其含义。
2. 扩展操作码技术的运用。
3. 当指令字长不等于存储字长时，应格外注意各种寻址方式和地址格式的运用。
4. 在可按字节和字寻址的存储器中，不同的机器，其数据的存放方式是不同的。
5. 数据“边界对准”方式和“边界不对准”方式对访存操作的影响。
第七章主要内容
7.2.1 机器指令
1. 机器指令的一般格式
图7.1是机器指令的一般格式。
图7.1 指令的一般格式
2.操作数类型
机器中常见的操作数类型有:地址、数字、字符、逻辑数据等。
3.操作类型
包括数据传送、算术逻辑运算、移位、转移、输入输出和其他类型的操作。
7.2.2 寻址方式
1.指令寻址
2.数据寻址
（1）立即寻址
（2）直接寻址
（3）隐含寻址
（4）间接寻址
（5）寄存器寻址
（6）寄存器间接寻址
（7）基址寻址
（8）变址寻址
（9）相对寻址
（10）堆栈寻址
7.2.3 RISC技术
1. RISC的主要特点
2. CISC的主要特点
3. RISC和CISC的比较
第七章小结
学习本章后，要理解并掌握以下内容:
1. 如何理解指令系统决定一台计算机的功能
2. 机器指令的一般格式，各个指令字段的作用
3. 在可按字节和字寻址的存储器中，数据有几种存放方式
4. 通常一台计算机有几大类指令
5. 不同的寻址方式对操作数的寻址范围以及对编程的影响
6. 不同的寻址方式所需的硬件支持
7. 不同的寻址方式其信息加工过程
8. 根据要求设计指令格式
9. RISC和CISC的区别
第八章概述
CPU的功能及结构框图、指令周期、指令流水和中断系统（包括引起中断的各种因素，中断系统所需解决的共性问题，如中断请求标记、中断判优、中断响应、中断服务、中断返回、多重中断等）。
第八章重点难点
学习本章应重点掌握:
1. CPU的功能和硬件组成。
2. CPU工作周期和指令周期的概念。
3. 一个完整的指令周期中的信息流程。
4. 如何提高控制器的处理能力。
5. 中断系统需要解决的问题及实施方案。
本章的难点是掌握各种中断技术。由于本章突出解决各种中断的共性问题，因此与第五章I/O中断相比，能更全面地体现中断系统在CPU中的重要地位和作用。建议结合第五章学习中断系统，这样更有利于建立整机概念。
第八章主要内容
8.2.1 CPU的功能和组成
1.CPU的功能
2.CPU的组成
CPU的组成如图8.1所示。
图8.1 CPU的组成框图
8.2.2指令周期
1.指令周期的概念
2.指令周期的流程
指令周期的流程如图8.2所示。
图8.2 指令周期的流程
3.指令周期的信息流
8.2.3 指令流水
1.指令流水概念
指令四级流水，如图8.3所示。
指令1
IF
ID
EX
WR
指令2
IF
ID
EX
WR
指令3
IF
ID
EX
WR
指令4
IF
ID
EX
WR
图8.3 指令的四级流水
2.流水线中的多发技术
图8.4示出了这三种多发技术和普通四级流水技术的区别。图8.4 四种流水技术的比较
8.2.4中断系统
1.中断系统需解决的问题
2.中断系统中的各种软、硬件技术
（1）设置中断请求标记
（2）设置中断判优逻辑
（3）CPU响应中断的条件和时间
（4）保护现场
（5）中断服务程序入口地址的寻找
（6）恢复现场和中断返回
（7）中断屏蔽技术
第八章小结
学习本章后，要理解并掌握以下内容:
1. CPU的功能和硬件组成
2. 指令周期和CPU工作周期的概念
3. 一个完整的指令周期中的信息流程
4. 如何提高控制器的处理能力
5. 什么是指令流水，影响流水线性能有哪些因素
6. 什么是中断？中断系统需解决哪些问题？如何解决？
7. 区分下列概念:INTR、INT和EINT，向量地址和入口地址，中断隐指令，屏蔽技术
8. 计算机为实现多重中断，需有哪些硬件支持
9. 保护现场包括哪些内容，如何实现？
第九章概述
微操作命令的分析（按取指周期、间址周期、执行周期和中断周期分析不同指令的微操作命令）、控制单元的外特性、多级时序系统、控制方式和控制信号实例分析。
第九章重点难点
学习本章应重点掌握:
1. 对应不同的指令，控制单元应发出哪些不同的操作命令。
2. 控制单元在不同指令的取指、间址和中断周期中，发出哪些相同的操作命令。
3. 多级时序系统的作用。
4. 控制单元的控制方式。
本章的难点是:
1. 指令周期、机器周期、时钟周期与操作命令的关系。
2. 中央控制和局部控制相结合的同步控制方式。
不同结构的计算机（总线结构和非总线结构）控制信号的特点。
第九章主要内容
9.2.1 控制单元的外特性
控制单元CU的外特性如图9.1所示。
图9.1 控制单元的外特性
9.2.2 微操作命令的分析
1.取指周期的微操作命令
2.间址周期的微操作命令
3.执行周期的微操作命令
4.中断周期的微操作命令
9.2.3 多级时序系统
1.机器周期
2.时钟周期
机器周期、时钟周期和节拍的关系如图9.2所示。
时钟
时钟周期
T0
T1
T2
T3
机器周期
机器周期
图9.2 机器周期、时钟周期和节拍的关系
3.指令周期、机器周期、节拍和时钟周期的关系
图9.3反映了指令周期、机器周期、节拍和时钟周期的关系。
图9.3 指令周期、机器周期、节拍和时钟周期的关系
9.2.4 控制方式
1.同步控制方式
（1）采用完全统一节拍的机器周期
（2）采用不同节拍的机器周期
（3）采用中央控制和局部控制相结合的方法
2.异步控制方式
3.联合控制方式
第九章小结
学习本章后要理解并掌握以下内容:
1.指令周期、机器周期、时钟周期的概念及它们之间的关系。
2.多级时序系统。
3.分析取指周期、间址周期、执行周期、中断周期的微操作命令。
4.什么是CU的控制方式，常见的控制方式。
5.以8085CPU为例，说明指令周期、机器周期和节拍与控制信号的关系。
第十章概述
组合逻辑设计（包括组合逻辑控制单元框图、微操作节拍安排、组合逻辑设计举例）；微程序设计（包括微程序控制单元框图及工作原理、微指令的编码方式、微指令地址的形成方式、微指令格式、微程序设计举例）。
第十章重点难点
学习本章应重点掌握:
1.结合时序系统的概念，对不同指令相应的微操作命令安排节拍。
2.组合逻辑控制单元的设计思想、设计步骤、硬件组成及其工作原理。
3.微程序控制单元的设计思想、设计步骤、硬件组成及其工作原理。
4.比较两种控制单元微操作命令节拍安排的区别。
本章的难点包括:
1.微指令的控制方式（编码方式）及后继微指令地址的形成方式。
2.确定微指令格式，编写微指令的码点。
第十章主要内容
10.2.1 组合逻辑设计
1.组合逻辑控制单元框图
如图10.1所示。
图10.1 带指令译码和节拍输入的控制单元框图
2.组合逻辑设计步骤
（1）列出微操作命令的操作时间表
（2）写出微操作命令的最简表达式
（3）画出微操作命令的逻辑图
10.2.2 微程序设计
1.微程序设计思想
2.机器指令对应的微程序
不同机器指令所对应的微程序如图10.2所示。图10.2 不同机器指令所对应的微程序
3.微程序控制单元的基本组成
图10.3虚线框内是微程序控制单元的基本组成。图10.3 微程序控制单元的基本组成
4.微指令的基本格式
微指令的基本格式如图10.4所示。
图10.4 微指令的基本格式
5.微指令的编码方式
（1）直接编码（直接控制）方式
（2）字段直接编码方式
（3）字段间接编码方式
6.微指令序列地址的形成
7.微指令格式
8.微程序设计步骤
（1）写出对应机器指令的微操作命令及节拍安排（2）确定微指令格式
（3）编写微指令码点
第十章小结
学习本章后要理解并掌握以下内容:
计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)[]
第一章 1．比较数字计算机和模拟计算机的特点 解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。两者主要区别见 P1 表 1.1 。 2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、 中型机、小型机、微型机和单片机六类。分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。 3．数字计算机有那些主要应用？（略） 4．冯 . 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？ 解：冯 . 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？ 解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB MB GB来度量，存储 容 量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地 址。 数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。 6．什么是指令？什么是程序？ 解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。 7．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。
计算机组成原理第五版 白中英(详细)第5章习题参考答案
第5章习题参考答案 1．请在括号内填入适当答案。在CPU中： (1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（IR ）； (2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（AR ） (3)算术逻辑运算结果通常放在（DR ）和（通用寄存器）。 2．参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解： STO R1, (R2)的指令流程图及微操作信号序列如下：
STO R1, (R2) R/W=R DR O, G, IR i R2O, G, AR i R1O, G, DR i R/W=W 3．参见图5.15的数据通路，画出取数指令“LAD (R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址主存单元的内容取至寄存器R2中，标出各微操作控制信号序列。 解： LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下：
PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i R 3O , G, AR i DR O , G, R 0i R/W=R LAD (R3), R0 4．假设主脉冲源频率为10MHz ，要求产生5个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。 解：
5．如果在一个CPU 周期中要产生3个节拍脉冲；T l ＝200ns ，T 2=400ns ，T 3=200ns ，试画出时序产生器逻辑图。 解：取节拍脉冲T l 、T 2、T 3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。所以取时钟源提供的时钟周期为200ns ，即，其频率为5MHz.；由于要输出3个节拍脉冲信号，而T 3的宽度为2个时钟周期，也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期，所以除了C 4外，还需要3个触发器——C l 、C 2、C 3；并令 211C C T *=；321C C T *=；313C C T =，由此可画出逻辑电路图如下：
计算机组成原理练习题-答案
一、填空题 1．对存储器的要求是速度快，_容量大_____，_价位低_____。为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。 2．指令系统是表征一台计算机__性能__的重要因素，它的____格式__和___功能___不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软件。 3．CPU中至少有如下六类寄存器__指令____寄存器，__程序_计数器，_地址__寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器，缓冲寄存器。 4．完成一条指令一般分为取指周期和执行周期，前者完成取指令和分析指令操作，后者完成执行指令操作。 5．常见的数据传送类指令的功能可实现寄存器和寄存器之间，或寄存器和存储器之间的数据传送。 6．微指令格式可分为垂直型和水平型两类，其中垂直型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。 7．对于一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出操作数的地址，其中一个操作数通常隐含在累加器中 8．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 2^127(1-2^－23) ，最小正数为 2^－129 ，最大负数为 2^－128(-2^－1-2^－23) ，最小负数为 -2^127 。 9．某小数定点机，字长8位（含1位符号位），当机器数分别采用原码、补码和反码时，其对应的真值范围分别是 -127/128 ～+127/128 -1 ～+127/128 -127/128 ～+127/128 （均用十进制表示）。 10．在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是停止CPU访问主存、周期挪用和DMA和CPU交替访问主存。 11．设 n = 8 （不包括符号位），则原码一位乘需做 8 次移位和最多 8 次加法，补码Booth算法需做 8 次移位和最多 9 次加法。 12．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。 13．一个总线传输周期包括申请分配阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段四个阶段。 14．CPU采用同步控制方式时，控制器使用机器周期和节拍组成的多极时序系统。
计算机组成原理知识点总结——详细版
计算机组成原理2009年12月期末考试复习大纲 第一章 1.计算机软件的分类。 P11 计算机软件一般分为两大类：一类叫系统程序，一类叫应用程序。 2.源程序转换到目标程序的方法。 P12 源程序是用算法语言编写的程序。 目标程序（目的程序）是用机器语言书写的程序。 源程序转换到目标程序的方法一种是通过编译程序把源程序翻译成目的程序，另一种是通过解释程序解释执行。 3.怎样理解软件和硬件的逻辑等价性。 P14 因为任何操作可以有软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。对于某一机器功能采用硬件方案还是软件方案，取决于器件价格，速度，可靠性，存储容量等因素。因此，软件和硬件之间具有逻辑等价性。 第二章 1.定点数和浮点数的表示方法。 P16 定点数通常为纯小数或纯整数。 X=XnXn-1…..X1X0 Xn为符号位，0表示正数，1表示负数。其余位数代表它的量值。 纯小数表示范围0≤|X|≤1-2-n 纯整数表示范围0≤|X|≤2n -1
浮点数：一个十进制浮点数N=10E.M。一个任意进制浮点数N=R E.M 其中M称为浮点数的尾数，是一个纯小数。E称为浮点数的指数，是一个整数。 比例因子的基数R=2对二进制计数的机器是一个常数。 做题时请注意题目的要求是否是采用IEEE754标准来表示的浮点数。 32位浮点数S（31）E（30-23）M（22-0） 64位浮点数S（63）E（62-52）M（51-0） S是浮点数的符号位0正1负。E是阶码，采用移码方法来表示正负指数。 M为尾数。P18 P18
2.数据的原码、反码和补码之间的转换。数据零的三种机器码的表示方法。 P21 一个正整数，当用原码、反码、补码表示时，符号位都固定为0，用二进制表示的数位值都相同，既三种表示方法完全一样。 一个负整数，当用原码、反码、补码表示时，符号位都固定为1，用二进制表示的数位值都不相同，表示方法。 1.原码符号位为1不变，整数的每一位二进制数位求反得到反码； 2.反码符号位为1不变，反码数值位最低位加1，得到补码。 例：x= (+122)10=(+1111010)2原码、反码、补码均为01111010 Y=(-122)10=(-1111010)2原码11111010、反码10000101、补码10000110 +0 原码00000000、反码00000000、补码00000000 -0 原码10000000、反码11111111、补码10000000 3.定点数和浮点数的加、减法运算：公式的运用、溢出的判断。 P63 已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出。 （1）x=11011 y=00011 （2）x=11011 y=-10101 （3）x=-10110 y=-00001
计算机组成原理(新)
《计算机组成原理》模拟题 一.单选题 1.在多级存储体系中,”cache—主存”结构的作用是解决()的问题. A.主存容量不足 B.主存与辅存速度不匹配 C.辅存与CPU速度不匹配 D.主存与CPU速度不匹配 [答案]:D 2.用32位字长(其中1位符号位)表示定点小数是,所能表示的数值范围是(). A.[0,1-2-32] B.[0,1-2-31] C.[0,1-2-30] D.[0,1] [答案]:B 3.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.0-64K B.0-32K C.0-64KB D.0-32K [答案]:B 4.50年代,为了发挥()的效率,提出了()技术,从而发展了操作系统,通过它对()进行管理和调度. A.计算机,操作系统,计算机 B.计算,并行,算法 C.硬件设备,多道程序,硬软资源 D.硬件设备,晶体管,计算机 [答案]:C 5.某SRAM芯片,存储容量为64x16位,该芯片的地址线和数据线数目为(). A.64,16 B.16,64 C.64,8 D.16,16 [答案]:D 6.用64位字长(其中1位符号位)表示定点小数时,所能表示的数值范围是(). A.[0,264-1] B.[0,263-1] C.[0,262-1] D.[0,263] [答案]:B
7.CD—ROM光盘是()型光盘,可用做计算机的()存储器和数字化多媒体设备. A.重写,内 B.只读,外 C.一次,外 D.多次,内 [答案]:B 8.CPU主要包括(). A.控制器 B.控制器.运算器.cache C.运算器和主存 D.控制器.ALU和主存 [答案]:B 9.EPROM是指(). A.读写存储器 B.只读存储器 C.闪速存储器 D.光擦除可编程只读存储器 [答案]:D 10.描述Futurebus+总线中基本概念不正确的句子是(). A.Futurebus+总线是一个高性能的同步总线标准 B.基本上是一个异步数据定时协议 C.它是一个与结构.处理器.技术有关的开发标准 D.数据线的规模在32位.64位.128位.256位中动态可变 [答案]:A 11.描述PCI总线中基本概念不正确的句子是(). A.HOST总线不仅连接主存,还可以连接多个CPU B.PCI总线体系中有三种桥,它们都是PCI设备 C.从桥连接实现的PCI总线结构不允许许多条总线并行工作 D.桥的作用可使所有的存取都按CPU的需要出现在总线上 [答案]:C 12.在某CPU中,设立了一条等待(WAIT)信号线,CPU在存储器周期中T的φ的下降沿采样WAIT线,请在下面的叙述中选出正确描述的句子：(). A.如WAIT线为高电平,则在T2周期后不进入T3周期,而插入一个TW周期 B.TW周期结束后,不管WAIT线状态如何,一定转入了T3周期 C.TW周期结束后,只要WAIT线为低,则继续插入一个TW周期,直到WAIT线变高,才转入T3周期 D.有了WAIT线,就可使CPU与任何速度的存贮器相连接,保证CPU与存贮器连接时的时序配合
计算机组成原理选择题及答案
1. 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（） A. 指令操作码的译码结果 B. 指令和数据的寻址方式 C. 指令周期的不同阶段 D. 指令和数据所在的存储单元 答案为：C 2. 假定变量i，f，d数据类型分别为int, float, double(int用补码表示，float和double用IEEE754单精度和双精度浮点数据格式表示)，已知i=785，f=1.5678e3 ，d=1.5e100，若在32位机器中执行下列关系表达式，则结果为真的是() (I) i==(int)(float)i (II)f==(float)(int)f (III)f==(float)(double)f (IV)(d+f)-d==f A. 仅I和II B. 仅I和III C. 仅II和III D. 仅III和IV 答案B 3.一个C语言程序在一台32位机器上运行。程序中定义了三个变量x，y和z，其中x和z 是int型，y为short型。当x=127，y=-9时，执行赋值语句z=x+y 后，x、y和z的值分别是： A x=0000007FH , y=FFF9H , z=00000076H B x=0000007FH , y=FFF9H , z=FFFF0076H C x=0000007FH , y=FFF7H , z=FFFF0076H D x=0000007FH , y=FFF7H , z=00000076H 答案D 4. 某计算机主存容量为64KB，其中ROM区为4KB，其余为RAM区，按字节编址，现要用2K×8位的ROM芯片和4K×4位的RAM芯片来设计该存储 器，则需要上述规格的ROM芯片数和RAM芯片数分别是（） A . 1、15 B . 2、15 C . 1、30 D . 2、30 答案D 5. 假定用若干个2K×4位芯片组成一个8K×8位的存储器，则地址0B1FH所在芯片的最小地址是（） A. 0000H B. 0600H C. 0700H D. 0800H 答案D
计算机组成原理考研知识点汇总
计算机组成原理考研知 识点汇总 一, 计算机系统概述 (一) 计算机发展历程 第一台电子计算机ENIAC诞生于1946年美国宾夕法尼亚大学.ENIAC用了18000电子管,1500继电器,重30吨,占地170m2,耗电140kw,每秒计算5000次加法.冯?诺依曼(VanNeumann)首次提出存储程序概念,将数据和程序一起放在存储器,使编程更加方便.50年来,虽然对冯?诺依曼机进行很多改革,但结构变化不大,仍称冯?诺依曼机. 发展阶段时间硬件技术速度/(次/秒) 第一代1946-1957 电子管计算机时代40 000 第二代1958-1964 晶体管计算机时代200 000 第三代1965-1971 中小规模集成电路计算机时代 1 000 000 第四代1972-1977 大规模集成电路计算机时代10 000 000 第五代1978-现在超大规模集成电路计算机时代100 000 000 EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)电子离散变量计算机 组成原理是讲硬件结构的系统结构是讲结构设计的 摩尔定律微芯片上的集成管数目每3年翻两番.处理器的处理速度每18个月增长一倍. 每代芯片的成本大约为前一代芯片成本的两倍 新摩尔定律全球入网量每6个月翻一番. 数学家冯·诺依曼(von Neumann)在研究EDVAC机时提出了“储存程序”的概念.以此为基础的各类计算机通称为冯·诺依曼机.它有如下特点: ①计算机由运算器,控制器,存储器,输入和输出五部分组成 ②指令和数据以同等的地位存放于存储器内,并可按地址寻访 ③指令和数据均用二进制数表示 ④指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置 ⑤指令在存储器内按顺序存放 ⑥机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成 图中各部件的功能 ·运算器用来完成算术运算和逻辑运算并将的中间结 果暂存在运算器内 ·存储器用来存放数据和程序 ·控制器用来控制,指挥程序和数据的输入,运行以及 处理运行结果 ·输入设备用来将人们熟悉的信息转换为机器识别的 信息 ·输出设备将机器运算结果转为人熟悉的信息形式
计算机组成原理试题库集及答案
计算机组成原理试题库集及答案
第一章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 解：P3 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； 指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问； 指令和数据均用二进制表示； 指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置； 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； 机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。 7. 解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：P9-10 主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。 机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 指令字长：一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义：
计算机组成原理-第7章以后作业答案
第七章指令系统 ?7-1指令，程序 指令：计算机执行某种操作的命令 程序：由有序的指令串构成，程序要解决一个具体的问题 指令系统：一台计算机能执行的全部指令的集合 指令系统的重要性：软件编程的基础，硬件设计的依据，综合考虑计算机的软硬件是计算机设计的关键因素。 ?7-2操作码 操作码用来指明该指令所要完成的操作。通常位数反映了机器的操作种类，即机器允许的指令条数，如7位→2^7=128条指令 固定长度操作码：操作码长度(占二进制位数)固定不变 硬件设计相对简单 指令译码时间开销小 指令空间利用率较低 可变长度操作码：操作码长度随指令地址数目的不同而不同(可平均缩短指令长度) 硬件设计相对复杂 指令译码时间开销较大 指令空间利用率较高 例：某机器采用固定长度指令系统，16位，包括3地址指令15条，双地址指令10条，单地址指令若干，每个地址占4位。问：该指令系统最多容纳多少个单地址指令，并设计该指令系统的操作码编码方案 析：每条指令：一个唯一操作码编码，不同类型指令具有不同标识，用扩展操作码方案 三15条，1111 双10条，6个没用6*16=96个 ? 7.3什么是指令字长、机器字长和存储字长？ ? 7.6某指令系统字长为16位，地址码取4位，试提出一种方案，使该指令系统 有8条三地址指令、16条二地址指令、100条一地址指令。 固定操作码为4位。 8条三地址指令操作码为：0000~0111（剩下1000~1111共8个扩展窗口） 16条二地址指令操作码为：1000 0000~1000 1111 （剩下1001 0000~1111 1111共112个扩展窗口）100条一地址指令操作码为：10010000 0000~10010000 1111 10010001 0000~10010001 1111 10010010 0000~10010010 1111 10010011 0000~10010011 1111 10010100 0000~10010100 1111 10010101 0000~10010101 1111 10010110 0000~10010110 0011
计算机组成原理第五章单元测试(含答案)
第五章指令系统测试 1、以下四种类型指令中，执行时间最长的是（）(单选) A、RR型指令 B、RS型指令 C、SS型指令 D、程序控制类指令 2、程序控制类指令的功能是（）（单选） A、进行算术运算和逻辑运算 B、进行主存与CPU之间的数据传送 C、进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D、改变程序执行的顺序 3、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，另一个常需采用的寻址方式是( ）（单选） A、立即数寻址 B、寄存器寻址 C、隐含寻址 D、直接寻址 4、下列属于指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（）（单选） A、为了实现软件的兼容和移植 B、缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 C、为程序设计者提供更多、更灵活、更强大的指令 D、丰富指令功能并降低指令译码难度 5、寄存器间接寻址方式中，操作数存放在（）中（单选） A、通用寄存器 B、主存 C、数据缓冲寄存器MDR D、指令寄存器 6、指令采用跳跃寻址方式的主要作用是（) (单选) A、访问更大主存空间 B、实现程序的有条件、无条件转移 C、实现程序浮动 D、实现程序调用 7、下列寻址方式中，有利于缩短指令地址码长度的是（）（单选） A、寄存器寻址 B、隐含寻址 C、直接寻址
D、间接寻址 8、假设某条指令的一个操作数采用寄存器间接寻址方式，假定指令中给出的寄存器编号为8，8号寄存器的内容为1200H，地址1200H中的内容为12FCH，地址12FCH中的内容为3888H，地址3888H中的内容为88F9H．则该操作数的有效地址为( ) (单选) A、1200H B、12FCH C、3888H D、88F9H 9、假设某条指令的一个操作数采用寄存器间接寻址方式，假定指令中给出的寄存器编号为8，8号寄存器的内容为1200H，地址1200H中的内容为12FCH，地址12FCH中的内容为3888H，地址3888H中的内容为88F9H．则该操作数为( ) (单选) A、1200H B、12FCH C、3888H D、88F9H 10、某计算机按字节编址，采用大端方式存储信息。其中，某指令的一个操作数的机器数为ABCD 00FFH，该操作数采用基址寻址方式，指令中形式地址（用补码表示）为FF00H，当前基址寄存器的内容为C000 0000H，则该操作数的LSB(即该操作数的最低位FFH)存放的地址是( ) (单选) A、C000 FF00H B、C000 FF03H C、BFFF FF00H D、BFFF FF03H 11、假定指令地址码给出的是操作数所在的寄存器的编号，则该操作数采用的寻址方式是( )(单选) A、直接寻址 B、间接寻址 C、寄存器寻址 D、寄存器间接寻址 12、相对寻址方式中，操作数有效地址通过( )与指令地址字段给出的偏移量相加得到(单选) A、基址寄存器的值 B、变址寄存器的值 C、程序计数器的值 D、段寄存器的值 13、下列关于二地址指令的叙述中，正确的是( ) (单选) A、运算结果通常存放在其中一个地址码所指向的位置 B、地址码字段一定是操作数 C、地址码字段一定是存放操作数的寄存器编号
计算机组成原理选择题200道
【选择题200道】 1. 计算机系统中的存贮器系统是指__D____。 A RAM存贮器 B ROM存贮器 C 主存贮器 D cache、主存贮器和外存贮器 2. 某机字长32位，其中1位符号位，31位表示尾数。若用定点小数表示，则最大正小 数为___ B __ 。 -32 -31 -32 -31 A+（ 1 - 2 ） B + （1 - 2 ） C 2 D 2 3. 算术/ 逻辑运算单元74181ALU可完成_C ________ 。 A 16种算术运算功能 B 16种逻辑运算功能 C 16种算术运算功能和16种逻辑运算功能 D 4位乘法运算和除法运算功能 4. 存储单元是指_B ______ 。 A 存放一个二进制信息位的存贮元 B 存放一个机器字的所有存贮元集合 C 存放一个字节的所有存贮元集合 D 存放两个字节的所有存贮元集合； 5. 相联存贮器是按—C―行寻址的存贮器。 A 地址方式 B 堆栈方式 C 内容指定方 式 D 地址方式与堆栈方式 6. 变址寻址方式中，操作数的有效地址等于_C _____ 。 A 基值寄存器内容加上形式地址（位移量） B 堆栈指示器内容加上形式地址（位移量） C 变址寄存器内容加上形式地址（位移量） D 程序记数器内容加上形式地址（位移量） 7. 以下叙述中正确描述的句子是：__AD ___ 。 A 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作 B 同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作 C 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 D 同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 & 计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，同时_C_____ 。
计算机组成原理-知识点
课程知识点分析 试题类型: 单项选择2’* 10 = 20’; 填空1’* 15 = 15’; 简答5’* 3 = 15’; 计算题6’* 5 = 30’; 分析论述10’*2 = 20’; 总分100’; 各位同学,在使用这份资料复习时,要注意: 带有红色标记的是重点内容; 尽管很多知识点只有几个字,但是涉及的内容却非常多,比如Cache映像机制;考虑到有些同学考试时有不好的习惯,为了避免麻烦,我在这儿只给大家提纲,请大家对应的看书; 请大家看时,把你特别不明白的地方标出来,发送给lei.z@,我在周一给大家讲解。蓝色标记是之前考过的,应该很重要。大题都在第四章以后--------------------------------------------------------------------- 第一章计算机系统概论 1.1教学内容介绍 (1计算机的发展与应用。 (2计算机系统的层次结构。
(3计算机的特点:快速性、通用性、准确性和逻辑性。 (4计算机的分类方法。 (5性能指标。 1.2重难点分析 (1计算机系统从功能上可划分为哪些层次?各层次在计算机系统中起什么作用? (2冯.诺依曼计算机体系的基本思想是什么?(选择、填空。指令和数据都是用二进制表示的 (3按照此思想设计的计算机硬件系统应由哪些部件组成?各起什么作用? (4如:指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们? (5衡量计算机性能的主要指标- 机器字长(定义、主频、CPI、MIPS(含义、FLOPS等等 第三章系统总线 3.1教学内容 (1总线及分类。总线是连接各个部件的信息传输线,总线包括:片内总线、系统总线和通信总线。 (2理解总线标准的意义,看看你知道主板上的几种标准总线。 (3总线特性及性能指标: 包括机械特性、电气特性、功能特性和时间特性。 (4总线结构:单总线结构、双总线结构和三总线结构。 (5总线连接方式: 串行传送、并行传送和分时传送。
计算机组成原理第七章课后部分答案
7.1什么叫机器指令？什么叫指令系统？为什么说指令系统与机器指令的主要功能以 及与硬件结构之间存在着密切的关系？ 机器指令：是CPU能直接识别并执行的指令，它的表现形式是二进制编码。机器指令通常由操作码和操作数两部分组成。 指令系统：计算机所能执行的全部指令的集合，它描述了计算机 内全部的控制信息和“逻辑判断”能力。 指令系统是计算机硬件和软件的接口部分，是全部机器指令的集合。 7.2什么叫寻址方式？为什么要学习寻址方式？寻址方式：指确定本条指令的数 据地址以及下一条将要执行的指 令地址的方法，它与硬件结构紧密相关，而且直接影响指 令格式和指令功能。 学习寻址方式，是为了找到指令中参与操作的数据，然后根据指令，得出结果。 7.3什么是指令字长、机器字长和存储字长？指令字长：是指机器指令中二进制 代码的总位数。指令字长取决 于从操作码的长度、操作数地址的长度和操作数地址的个 数。不同的指令的字长是不同的。 机器字长：是指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据 的位数（整数运算即定点整数运算）。机器字长也就是运 算器进行定点数运算的字长，通常也是CPU内 部数据通路的宽度。即字长越长，数的表示范围也 越大，精度也越高。机器的字长也会影响机器的运算速
度。 存储字长：一个存储单元存储一串二进制代码（存储字），这串 二进制代码的位数称为存储字长，存储字长可以是8 位、 16 位、32 位等。 7.6 某指令系统字长为16位，地址码取 4 位，提出一种方案，使该指令系统有 8 条三地址指令、16 条二地址指令、100 条一地址指令。 解：三地址指令格式如下： 4 4 4 4 OP A1 A2 A3 指令操作码分配方案如下： 4 位OP 0000 ， ,, ，A1,A2,A3:8 条三地址指令 0111 ， 1000，0000， ,, ，,, ，A2 ，A3:16 条二地址指令 1000，1111， 1001，0000，0000， A3:100 条一地址指令 1001, 0110, 0011, 1001, 0110, 0100,
计算机组成原理练习题及参考答案
1.10111000当做无符号数的值为多少，当做整数的值为多少，当做定点小数的值为多少？(十进制数) 无符号：2^7+2^5+2^4+2^3=128+32+16+8=184 整数：10111000 定点小数:10111000 11000111(取反） 11000111(取反） + 1 + 1 11001000 11001000 -(2^3+2^6)=-72 -（1/2+1/16）=-9/16 2.已知接受到的信息为001100001111，其中有效数据位为8位，运用海明码检测，问信息传输是否有错？8位的数据值是多少？ 编号 检测位 数据位 12 1100 0 M8 C1=M1⊕M2⊕M4⊕M5⊕M7=0 11 1011 0 M7 C2=M1⊕M3⊕M4⊕M6⊕M7=0 10 1010 1 M6 C4=M2⊕M3⊕M4⊕M8=0 9 1001 1 M5 C8=M5⊕M6⊕M7⊕M8=0 8 1000 0 C8 7 0111 0 M4 发：0111 6 0110 0 M3 收：0000 5 0101 0 M2 发 ⊕收=0111 4 0100 1 C4 即M4出错则数据实为00111001 3 0011 1 M1 2 0010 1 C2 1 0001 1 C1 3.已知原始报文为1111，生成多项式为G （x ）=x 4+x 2 +x+1,求编码后的报文 （1）：将生成多项式为G （x ）=x 4+x 2 +x+1，转换成对应的二进制为10111 （2）生成多项式为5（R+1)位，将原始报文左移4（R)位为11110000 （3）进行模2除 _______00011__________ ______ 10111________________00010100_____________10111_______________010010________ 10111_____1101 11110000 10111 （4）编码CRC 码为11110011 4.采用IEEE754标准的32位短浮点数格式，即0-22位为尾数，23-30位为阶码位，第1位为数符，其中阶码偏置为127，试求出32位浮点代码CC9E23AF 的真值（结果可用任何进
计算机组成原理重点难点习题解答
计算机组成原理复习题 一.单项选择题 1.计算机中的主机包含( A )。 A.运算器、控制器、存储器 B.运算器、控制器、外存储器 C.控制器、内存储器、外存储器 D.运算器、内存储器、外存储器 2.二进制数10010010，相应的十进制数是（B）（128＋16＋2＝146） A.136 B.146 C.145 D.144 3.要使8位寄存器A中高4位变0，低4位不变，可使用（A）。逻辑乘 A. A∧0FH→A B.A∨0FH→A C. A∧F0H→A D. A∨F0H→A 4.在计算机内部用于汉字存储处理的代码是（B） A.汉字输入码 B.汉字内码 C.汉字字型码 D.汉字交换码 5.转移指令执行时,只要将转移地址送入( C.程序计数器)中即可 A.地址寄存器 B.指令寄存器 C.程序计数器 D.变址寄存器 6.设机器中存有代码10100011B，若视为移码，它所代表的十进制数为（ B.35）。 A.-23 B.35 C.53 D-113 7.将(-25.25)十进制数转换成浮点数规格化(用补码表示),其中阶符、阶码共4位，数符、尾数共8位，其结果 为（ B.0101，10011011 ） A．0011，10010100 B.0101，10011011 C.0011，1110 D.0101，1100101 8.（2000）10化成十六进制数是（ B.（7D0）16）。
A．（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7FO）16 9. 下列数中最大的数是（（10011001）2＝153 ）。 A．（10011001）2 B.（227）8C。（98）16 D.（152）10 10. （ D. 移码）表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 11. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是（ D. ASCⅡ码）。 A. BCD码 B. 16进制 C. 格雷码 D. ASCⅡ码 12. 下列有关运算器的描述中，（D. 既做算术运算，又做逻辑运算）是正确的。 A.只做算术运算，不做逻辑运算 B. 只做加法 C.能暂时存放运算结果 D. 既做算术运算，又做逻辑运算 13.控制存储器存放的是(C.微程序)。 A.微程序和数据 B.机器指令和数据 C.微程序 D.机器指令 14. 在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为( B. 立即寻址)。 A. 隐含寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 直接寻址 15. 下面描述的RISC机器基本概念中正确的表达是( B. RISC机器一定是流水CPU)。 A. RISC机器不一定是流水CPU B. RISC机器一定是流水CPU C. RISC机器有复杂的指令系统 D. CPU配备很少的通用寄存器 16. 系统总线中地址线的功能是(D. 用于指定主存和I/O设备接口电路的地址)。 A. 用于选择主存单元地址 B. 用于选择进行信息传输的设备
计算机组成原理选择题
A．-127 ～127；B．-128 ～+128；C．-128 ～+127；D．-128 ～+128。 2．设机器数采用补码形式（含1位符号位），若寄存器内容为9BH，则对应的十进制数为______。A．-27；B．-97；C．-101；D．155。答案： 3．设寄存器内容为80H，若它对应的真值是–127，则该机器数是______。 A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。答案： 4．若9BH表示移码（含1位符号位）．其对应的十进制数是______。 A．27；B．-27；C．-101；D．101。答案： 5．当定点运算发生溢出时，应______ 。 A．向左规格化；B．向右规格化；C．发出出错信息；D．舍入处理。答案： 6．设寄存器内容为10000000，若它等于-0，则为______。 A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。答案： 7．设寄存器内容为11111111，若它等于+127，则为______。 A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。答案： 8．在浮点机中，判断原码规格化形式的原则是______。 A．尾数的符号位与第一数位不同；B．尾数的第一数位为1，数符任意； C．尾数的符号位与第一数位相同；D．阶符与数符不同。答案： 9．浮点数的表示范围和精度取决于______ 。 A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数； C．阶码的位数和尾数的位数；D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。答案： 10. 在定点补码运算器中，若采用双符号位，当______时表示结果溢出。 A．双符号相同B．双符号不同C．两个正数相加D．两个负数相加答案：
计算机组成原理期末复习知识要点
第一章 1）冯.诺依曼主要三个思想是什么？ （1）计算机处理采用二进制或二进制代码 （2）存储程序 （3）硬件五大部分：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器 2）计算机硬件由哪5部分组成？ 输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器 3）VLSI中文的意思是什么？ 超大规模集成电路 4）列举出三个计算机应用领域？ 1．科学技术计算2．数据信息处理3．计算机控制 4．计算机辅助技术5．家庭电脑化 5）计算机系统分哪两大系统？ 硬件和软件系统 6）计算机内部信息包括哪两大信息？ 计算机中有两种信息流动：一是控制信息，即操作命令，其发源地为控制器；另一种是数据流，它受控制信息的控制，从一部件流向另一部件，边流动边加工处理。 7）计算机性能主要包括哪三个主要性能？ （1）基本字长: 是参与运算的数的基本长度，用二进制数位的长短来衡量，取决寄存器、加法器、数据总线等部件的位数。 （2）主存容量:可以用字节，有的用字长，K、M、G、T （3）运算速度: 是每秒能执行的指令条数来表示，单位是条/秒。（MIPS） 8）现代计算机系统分为五个层次级别是如何划分的？ 从功能上，可把现代计算机系统分为五个层次级别： 第一级是微程序设计级：是硬件级 第二级是一般机器级：机器语言级 第三级是操作系统级：是操作系统程序实现。(混合级) 第四级是汇编语言级：一种符号形式语言。 第五级是高级语言级 9）机器数是指什么？它主要是解决了数值的什么表示？ 10）机器数有哪4种表示方法？ 原码表示法、补码表示法、和移码表示法四种。 11）计算机数值有哪两种表示方式？它主要解决了数值的什么表示？ 定点表示和浮点表示。主要解决数中小数点的位置的确定。 12）浮点数在计算机内部表示两种方式是如何安排的？ 13）尾数是补码表示其规格化如何表示？ 正数：0.1×…×的形式负数：1.0×…×的形式 14）解释计算机内部数值0和字符0有何不同？ 数值0在计算机中为00H，而字符0为其ASCII码30H。 15）计算机如何判断加法溢出的？ 当运算结果超出机器所能表示的数域范围时，称为溢出。 判别方法有：符号位判别法、进位判别法、双符号位判别法。 16）半加器与全加器有什么不同？
最新计算机组成原理作业讲解1-4章-答案
1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。 1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。 1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。 略。 1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？ 略。 1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？ 答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。 答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。 1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？ 答：指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。 1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？ 答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。它包括主存容量和辅存容量。 主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。 1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。 （2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 （3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。 （4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。 （5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。 （6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。 （7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 （8）将高级语言翻译成机器语言的程序。 （9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。 （10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。 供选择的词或短语： 1、汇编器 2、嵌入式系统 3、中央处理器（CPU） 4、编译器 5、操作系统 6、控制器 7、机器指令 8、台式机或个人计算机 9、主存储器10、VLSI 答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2， （6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7 计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？ 答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。 硬件由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部件构成 1．9 冯·诺伊曼V on Neumann计算机的主要设计思想是什么？ 略。 1．10 计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？
计算机组成原理习题 第五章
第五章 一．填空题 1.控制器由于设计方法的不同可分为型、型和型控制器。 2.控制器在生成各种控制信号时，必须按照一定的进行，以便对各种操作实施时间上的控制。 3.微程序控制的计算机中的控制存储器CM是用来存放的。 4.在微指令的字段编码法中，操作控制字段的分段并非是任意的，必须遵循的分段原则中包括：①把性的微命令分在同一段内；②一般每个小段要留出一个状态，表示。 5.微指令分为和微指令两类，微指令可以同时执行若干个微操作，所以执行机器指令的速度比微指令快。 6.在CPU中，指令寄存器的作用是，其位数取决于；程序计数器的作用是，其位数取决于。 7.指令周期是，最基本的指令周期包括和。 8.根据CPU访存的性质不同，可将CPU的工作周期分为、、和。 9.在CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器是，保存下一条指令地址的寄存器是，保存CPU访存地址的寄存器是。 10.中断判优可通过和实现，前者速度更快。 11.中断服务程序的入口地址可通过和寻找。 12.在硬件向量法中，可通过两种方式找到服务程序的入口地址，一种是，另一种是。 13.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做，它常常用若干个来表示，而后者又包含有若干个。 14.程序顺序执行时，后继指令的地址由形成，遇到转移指令和调用指令时，后继指令的地址从获得。 15.控制器在生成各种控制信号时，必须按照一定的进行，以便对各种操作实施时间上的控制。 16.机器X和Y的主频分别是8MHz和12MHz，则X机的时钟周期为μs。
若X机的平均指令执行速度为0.4MIPS，则X机得平均指令周期为μs。若两个机器的机器周期内时钟周期数相等，则Y机得平均执行速度为MIPS。 17.一个主频为25MHz的CPU，平均每条指令包含2个机器周期，每个机器周期包含2个时钟周期，则计算机的平均速度是。如果每两个机器周期中有一个用于访存，而存储器速度较慢，需再插入2个时钟周期，此时指令周期为μs。 18.微指令格式可分为型和型两类，其中型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。 19.在用微程序实现的控制器中，一条机器指令对应若干条，它又包含若干。微指令格式分成型和型两类，型微指令可同时执行若干个微操作，所以执行指令的速度比快。 20.实现机器指令的微程序一般存放在中，而用户程序存放在中，前者的速度比后者。若采用水平型微指令，则微指令长度一般比机器指令。 21.某计算机采用微程序控制，微指令字中操作控制字段共16位，若采用直接控制，则可以定义种微操作，此时一条微指令最多可同时启动个微操作。若采用编码控制，并要求一条微指令需同时启动4个微操作，则微指令字中的操作控制字段应分段，若每个字段的微命令数相同，这样的微指令格式最多可包含个微操作命令。 22.在微程序控制器中，一次能够定义并执行多个并行操作命令的微指令叫 做型微指令。若采用微操作码方式，一次只能执行一个操作命令的微指令（例如，控制信息从某个源部件到某个目标部件）叫做型微指令，后者实现一条机器指令的微程序要比前者编写的微程序。 23.在串行微程序控制器中，执行现行微指令的操作与取下一条微指令的操作在时间上是进行的，所以微指令周期等于。在并行为程序控制器中，执行现行微指令的操作与取下一条微指令的操作是进行的，所以微指令周期等于。 二．选择题