计算机组成原理与系统结构复习提纲
《计算机组成原理》复习提纲
《计算机组成原理》复习提纲一、绪论1.计算机的硬件组成。
2.计算机的工作原理。
3.计算机的层次结构。
4.软、硬件的逻辑等价性。
二、运算方法和运算器1.计算机中数的表示。
2.码的含义、表示形式及范围、码间转换。
3.加减运算规则与溢出判定方法。
4.先行进位的实现原理、相关器件及级联方法。
5.原码阵列乘法器。
6.加减交替（不恢复余数）阵列除法器。
7.浮点数规格化、运算流程及流水线分析。
三、内部存储器1.静态与动态位元的存储原理及特点。
2.DRAM的刷新方式及分析。
3.存储器速度改善的相关技术：（1）双端口：原理及特点。
（2）多模块交叉存取：原理、定性及定量的带宽分析。
（3）高速缓存：原理、指标计算。
4.存储芯片的级联：（1）构建：a.片数计算及方式确定。
b.CPU地址端的设定。
c.片内地址直连。
d.片间地址译码与片选相连。
e.其他信号端。
(2) 分析：a.利用片选接入对应的译码输出确定高端地址状态。
b.利用片内地址形成芯片变化的区域c.两者结合构成芯片的内存覆盖区域。
d.所有芯片逐一分析形成存储系统区域。
四、指令系统1.指令格式的分析与设计。
2.寻址方式：(1).含义。
(2).不同方式下有效地址的计算。
(3).寻址范围（空间）的确定。
五、中央处理器1．CPU中主要寄存器及其作用。
2．控制器的分类及特点。
3．根据给定的数据通路，完成指令周期流程分析。
4．时序体制中各级定时的意义及相互关系。
5．控制方式的分类及适用场合。
6．微程序设计中的相关定义。
7．微指令格式的分析与设计。
8．并行技术。
9．RISC的技术特征。
六、总线系统1.总线的定义及分类。
2.总线接口的定义及其作用。
3.总线仲裁的方式及特点。
4.PCI总线的主要特性。
七、外围设备1.外设的基本组成。
2.磁盘的工作原理、信息存放形式及地址格式。
3.磁盘技术指标的计算。
4.显示器的工作原理。
5.显示器技术指标的计算。
6.光盘的分类及原理。
7.光盘扇区的分化及存储容量计算。
西安交大-计算机系统结构复习提纲(可打印)
1. 开发 ILP 的两种方法 硬件动态，软件静态
2. 流水线中的调度策略 集中式调度、分布式调度 动态调度——乱序 Tomasulo 算法 分布式检测：重命名（换名）
3. 动态分支预测 针对控制相关，由硬件处理， 分支历史表 BHT——历史状态， 分支目标缓冲器 BTB——历史目标地址
5. 指令结构功能设计 CISC 机：三个目标优化 （也反映了编译，操作系统和系统结构的关系） 面向目标程序、面向高级语言、面向操作系统
RISC 机： 导致 RISC 机产生的缘由； （2-8 定理；控制器负责；不易纠错修改） 设计 RISC 机遵循的基本原则；
三、计算与设计
1. 指令格式设计 2. 指令格式的优化
延迟转移技术（延迟槽） 9. 流水线中的中断处理
不精确断点、精确断点 10. 向量处理机
向量数据表示，向量指令 向量处理方式
三、计算与设计
1. 时空图 2. 性能分析 3. 非线性流水线最小平均启动时间
第四章：指令级并行
一、基本概念——名词
超标量，超流水，动态调度，静态调度，超长指令字，保留站，Tomasulo 算法，ILP，BHT， BTB，ROB，前瞻执行（先执行再确认）
计算机系统结构是机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性。所谓外特性，就 是计算机的概念性结构和功能特性。
（还有一个系统结构定义，这是由于存在计算机系统层次结构，不同的人看到不同的计 算机结构） 2. 计算机系统结构、组成与实现的三者关系：
系统结构——存在某个部件 计算机组成——罗技实现，门一级实现 计算机实现——物理实现，器件一级实现
第三章：流水线技术
一、基本概念——名词
先行控制，流水线，单功能流水线，标量流水线，重定向，分支预取，专用通道，无冲突调 度方法，冲突向量，启动距离，性能分析，时空图，缓冲技术，预处理等
计算机组成原理复习提纲
计算机组成原理复习提纲1.计算机经历的变化及计算机结构分类。
2.磁盘存贮器的工作原理，其转速、记录面、毫米道数，每道记录信息字节数，最小磁道直径、磁道数、磁盘数据传输率之间的关系，以及在已知其他参数的情况下如何求出磁盘数据传输率。
3.各种数制（2、8、10、16）之间的相互转换。
4.用容量小的SRAM芯片（例如8k×8位）构成的大容量存储器（例如32K×16位），并画出该存储器的组成逻辑框图。
5.有关运算器的功能及特点。
6.指令和数据都以二进制代码存放在内存中，CPU如何区分它们是指令还是数据？7.ROM、EPROM、EEPROM、RAM各自的用途及特点。
8.分析常用的指令格式的特点。
9.常用的虚拟存储系统的组成，及其辅存构成。
10.在微程序控制的计算机中，下一条要执行的微指令地址都有哪些可能的来源？各发生在什么场合？11.二地址指令中，操作数的物理位置的安排。
12.CPU响应中断应具备哪些条件？13.根据数据通路，画出数据指令的指令周期流程图，并标出各微操作信号序列。
14.CPU主要包括什么功能模块。
15.二进制数补码的表示及补码加减法计算。
16.浮点数中的阶码如何表示。
17.DRAM存储器为什么要刷新？如何进行刷新？18.在集中式总线仲裁中，各种方式的特点及优缺点。
19.什么叫指令？什么叫指令系统？20.CRT的分辨率为、像素的颜色数、刷新存储器的容量三者之间的关系法及计算方法。
21.按半字和字编址，那么的寻址范围各是多少？22.双端口存储器能高速进行读/写的原因。
23.什么叫指令？什么叫指令系统？24.寄存器直接寻址方式的原理与特点。
25.在计算机中，CPU管理外围设备有几种方式？26.指令的寻址方式采用跳跃寻址方式的特点及其能实现的功能。
27.RISC指令系统的基本概念。
28.中断处理过程包括哪些操作步骤？29.同步控制的概念。
30.在CPU中如何进行指令暂存？31.DRAM芯片采用异步刷新时单元刷新间隔时间和刷新信号周期之间的关系。
大学计算机系统结构复习提纲考试重点内容
计算机系统结构复习提纲第一章计算机系统结构导论了解：计算机的概念、功能；计算机组成；计算机系统结构、计算机组成、计算机实现所包含的内容；系列机和兼容机的概念；计算机系统设计步骤。
掌握：计算机的层次结构（选择）；计算机系统结构的定义（实质）（选择）；计算机系统结构、计算机组成、计算机实现三者之间的区别和联系（简答、选择）；软、硬件取舍原则（简答、选择）；解决软件可移植性的方法（选择、填空）；透明性的定义和判断（选择）；CPU性能公式；Amdahl定律（计算）；程序访问的局部性原理（简答）；并行性的概念和分类（简答、选择、填空）；Flynn分类（选择、填空）；冯氏分类法（选择、填空）；系统结构中开发并行性的途径（填空、选择、简答）和耦合度（填空、选择）；计算机系统设计思路（填空）。
第二章指令系统掌握：指令系统的优化设计的两个截然相反的方向；RISC的基本原则（简答、选择）；RISC采用的基本技术（简答、选择）；重叠寄存器窗口（选择）第五章流水线结构了解：重叠需解决问题；流水线特点；超标量处理机、超流水线处理机、超标量超流水线处理机、向量处理机及其特点掌握：重叠和顺序解释的异同（简答、选择）；重叠和流水概念及工作原理（选择）；一次重叠、二次重叠的概念（选择）；先行控制方式；重叠对组成的要求（简答、选择）；几种相关的判断及解决方法（选择、填空）；流水线分类（选择、填空）；解决影响流水线瓶颈的方法（选择、填空）；流水线性能分析（会画时空图及计算）；流水线的相关处理（选择、填空）、异步流水线和同步流水线及可能出现的相关（选择、填空）；向量流水线的处理方式（选择、填空）；向量处理机并行操作条件（选择、填空）及采用链接技术的条件（选择）；指令级高度并行的超级处理机（填空、选择）第六章阵列处理机了解：并行处理机的两种构形、特点；；并行处理机多级互连网络交换开关分类、控制方式；阵列处理机算法；掌握：并行处理机的定义（选择）；构成；IlliacIV 阵列处理机结构特点（选择、填空）；互连网络的设计目标（选择、简答）；应抉择的几个问题（选择、填空）；操作方式（选择、填空）；单级互连网络及其函数（计算、选择）；多级互连网络的几个关键要素（选择、填空）；控制方式（选择、填空）；交换函数和互连函数、控制信号；STARAN交换网络（计算）、第七章多处理机了解：多处理机需要解决的技术问题；多处理机的任务粒度划分和性能；掌握：多处理机耦合度（填空）；多处理机定义以及硬件结构；机间互连形式及采用算法（选择、填空）；多处理机的存储器组织中两种编址方式各适应那种场合（简答、选择）；Delta网络；多处理机的cache一致性问题（选择、填空）；表达式的树形流程图及计算；程序并行性分析（选择、填空）；FORK、JOIN 语句；多处理机上并行执行的程序及时间资源图；多处理机的操作系统分类（选择、填空）；第八章数据流机了解：数据流程序图；控制驱动的控制流方式的特点；掌握：数据驱动方式及其特点（简答、选择）；数据令牌的概念（简答）；数据流是一种什么样的计算模型（简答、填空）；数据流计算模型分类（填空）；两种数据流计算机结构的特点（选择、填空）。
计算机组成原理复习提纲
《计算机组成原理》课程复习Ch.1 绪论1.冯.诺依曼计算机的主要思想.12.计算机系统的定义、计算机系统的层次结构.13. 计算机的性能指标.14. 计算机输入/输出设备。
15. 区分指令字和数据字的两种方法。
1Ch.2 运算方法和运算器1. 定点数的表示：有符号数、无符号数、最大数、最小数12. 浮点数表示：IEEE754的32表示方法，真值与IEEE754间的转换13．机器数：原码、反码、补码、移码的转换与计算，奇偶校验。
14．[x]补+[y]补=[x+y]补，[x]补+[-y]补=[x-y]补公式的证明和具体计算.15. 溢出？溢出的两种检测方法—双符号位和单符号位.16. 行波进位补码加减法器的原理，延时时间的计算；一位补码加减法器5T延时进位与2T延时进位的逻辑关系。
17．74ls181的性质、进位的计算，证明Xi.Yi=Yi,Xi+Yi=Xi，先行进位的原理；由2个74ls181和1个74ls182组成一个8位二级先行进位的运算器。
？？？？？？8．三种内部总线？总线？9．浮点数计算中的阶的表示、对阶的方法、左规格化和右规格化、舍入。
10．P58的公式2.40和例题32。
11.定点数的双符号表示和计算。
？？？？？？？？？？？？Ch.3 多层次的存储器1.计算机系统中多层次存贮器的组成。
12. 存储器的重要指标，特别是存取时间、存储周期和存储器带宽定义和关系。
13. 动态存储器的刷新方式。
14. 存储器的字、位和字位扩展方法，主要是地址线、选片线和数据线的连接。
15. 双端口存储器工作原理和冲突消解方法。
16. 多模块交叉存储器的结构、交叉存取度、带宽、加速比。
17. Cache工作原理、地址映射方式的比较、替换策略（LFU和LRU）和写策略。
？？？？？？？？8. Cache命中率、效率和平均访问时间的计算方法。
1Ch.4 指令系统1. 指令和指令系统的定义。
2. 指令的格式，以及各部分的意义。
计算机组成与系统结构 复习要点解析
第一章计算机系统概论1、基本概念硬件：是指可以看得见、摸得着的物理设备（部件）实体，一般讲硬件还应包括将各种硬件设备有机组织起来的体系结构。
软件：程序（代码）+ 数据 + 文档。
由两部分组成，一是使计算机硬件能完成运算和控制功能的有关计算机指令和数据定义的组合，即机器可执行的程序及有关数据；二是机器不可执行的，与软件开发、过程管理、运行、维护、使用和培训等有关的文档资料。
固件：将软件写入只读存储器ROM中，称为固化。
只读存储器及其写入的软件称为固件。
固件是介于硬件和软件之间的一种形态，从物理形态上看是硬件，而从运行机制上看是软件。
计算机系统的层次结构：现代计算机系统是由硬件、软件有机结合的十分复杂的整体。
在了解、分析、设计计算机系统时，人们往往采用分层（分级）的方法，即将一个复杂的系统划分为若干个层次，即计算机系统的层次结构。
最常见的是从计算机编程语言的角度划分的计算机系统层次结构。
虚拟计算机：是指通过配置软件扩充物理机（硬件/固件实现）功能以后所形成的一台计算机，而物理机并不具备这种功能。
虚拟机概念是计算机分析设计中的一个重要策略，它将提供给用户的功能抽象出来，使用户摆脱具体物理机细节的束缚。
2、计算机的性能指标。
1 吞吐量：表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量，用bps度量。
2 响应时间：表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。
3 利用率：在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所在的比率，用百分比表示。
4 处理机字长：常称机器字长，指处理机运算中一次能够完成二进制运算的位数，如32位机、64位机。
5 总线宽度：一般指CPU从运算器与存储器之间进行互连的内部总线一次操作可传输的二进制位数。
6 存储器容量：存储器中所有存储单元（通常是字节）的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。
7 存储器带宽：单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用B/s（字节/秒）表示。
计算机组成原理复习提纲
《计算机组成原理》复习提纲第1章计算机系统概论1.冯〃诺依曼型计算机的主要设计思想，这种类型的计算机包括存储器、运算器、控制器、接口通道与I/O设备等部分。
2.计算机系统包括硬件和软件两大部分，硬件是物质基础，软件是解题的灵魂；计算机的工作过程主要是周而复始地取出指令、解释指令和执行指令的过程。
3.指令和数据均以二进制代码存于内存中，计算机如何区分出指令和数据？4.计算机系统的主要性能指标：字长,存储容量,运算速度等。
5.认识和分析计算机系统的一种观点是按功能划分的多级层次结构，通常划分为五级的层次结构。
6.合理分配软硬件之功能是计算机总体结构的重要内容，软、硬件逻辑功能的等效性。
7.本章主要的术语及概念：运算器、控制器、中央处理器CPU、主机、存储器、接口通道、I/O设备、总线、存储程序、程序控制、硬件、软件、固件、运算速度、存储容量、单元地址、存储单元、程序、指令。
第2章运算方法和运算器1.进位计数制的两要素是基数R和位权R i，不同进位制之间数的转换方法。
2.数值数据的定点与浮点表示法，表数范围及数的表示精度。
3.规格化浮点数的表数范围（以R=2为例）：×2-1×(1－2-n)式中：m，n为不包括符号位在内的阶码位数和尾数位数。
4.十进制数串在计算机中的两种表示形式：字符串形式和压缩的十进制数串形式。
5.机器数（机器码）的形式：原码、反码、补码和移码四种，他们的特点。
重点是原码和补码。
6.字符的ASCII码与字符串的表示方法，汉字的表示方法有汉字的输入编码、汉字的机内码和汉字的字形码。
数据校验码－奇偶检错码和循环冗余码。
7.补码定点加减运算的规则，双符号位补码的运算步骤及溢出判断。
[x±y]补=[x]补+[±y]补（mod 2）8.常规定点乘法运算掌握原码一位乘法的算法及运算过程。
9.常规定点除法运算掌握原码加减交替法除法的算法及运算过程。
10. 浮点运算的方法，浮点四则运算，重点是浮点加减法运算过程。
计算机系统结构(清华版)复习提纲.
第二章
指令系统
指令系统的概念是什么？ 目前指令系统与软件之间的语义差距越来越大，对不对？ 数据表示和数据结构的区别 会计算浮点数的表数范围、表数精度和表数效率 如果不采用隐藏位，基数为2时，表数效率最低，对吗？ 采用隐藏位，基数为几时，则3个参数都达到最好？ 多数机器的尾数采用原码、小数表示，阶码一般机器都采 用整数、移码表示，对吗？ 了解5种舍入法。哪种最简单，哪种最复杂最精确，哪种 一般用于软件等。 警戒位什么时候使用？不设置警戒位，可能出现很大的误 差或造成完全错误的运算结果，对吗 警戒位需要多少位？代价很大吗？ 计算机中的操作数类型通常是由硬件解释的，对吗？
列举几种计算机系统中的并行 计算机中的软硬件的发展趋势是怎样的? 系统结构的设计者不需要关注实现技术，对吗? 现代的计算机系统通常是由下往上、由上往下、还是由中间 开始设计的？这个中间是指什么？ 评价一个计算机系统结构好坏的标准主要是哪两个指标？ 衡量机器性能的唯一固定而且可靠的标准就是真正执行程序 的时间。这个时间有哪2种？ 学会MIPS的计算，举例说明为什么MIPS值可能和性能相反 MFLOPS不能体现机器的整体性能，对吗，举例说明 求平均性能时，什么时候用算术平均、调和平均和几何平均？ 使用参考机器比较机器性能时，和参考机器的性能有关吗？ 一个平均数是否能表示一个基准测试程序测量出的性能，用 什么作指标？
第三章 存储系统
什么是存储系统，组成存储系统的目的是什么？ 计算机的存储系统对应用程序员透明的，对吗 计算机中有哪2种存储系统？了解其组成、目的和特点 Cache存储系统的存储容量是多少？虚拟存储系统呢？ 如何计算存储系统的单位容量的平均价格？ 存储器的存取时间和存取周期相同吗，存储系统呢？ 会计算命中率、访问周期和访问效率 学会采用预取技术的命中率计算 存储器停顿周期数相关计算 存储器性能和处理器性能哪个增长的更快？ 理解计算机的频带平衡 并行访问存储器能增加字长，对吗？ 并行访问存储器访问冲突的主要原因是什么？ 低位和高位交叉存储器的目的和理由
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1 复习资料目录 第一章 概论 ............................................................................................................................. 2 复习题及参考答案 ........................................................................................................... 2 第二章 计算机硬件基础（基本不考） ................................................................................. 2 第三章 信息编码与数据表示 ................................................................................................. 2 知识点 ............................................................................................................................... 2 复习题及参考答案 ........................................................................................................... 3 第四章 运算方法和运算器 ..................................................................................................... 3 知识点 ............................................................................................................................... 3 复习题及参考答案 ........................................................................................................... 4 第五章 存储体系 ..................................................................................................................... 5 知识点 ............................................................................................................................... 5 复习题及参考答案 ........................................................................................................... 6 第六章 指令系统 ..................................................................................................................... 8 知识点 ............................................................................................................................... 8 复习题及参考答案 ........................................................................................................... 8 第七章 控制器 ......................................................................................................................... 9 知识点 ............................................................................................................................... 9 复习题及参考答案 ......................................................................................................... 10 第八章 输入输出接口 ........................................................................................................... 12 知识点 ............................................................................................................................. 12 复习题及参考答案 ......................................................................................................... 13 第九章 总线 ........................................................................................................................... 13 知识点 ............................................................................................................................. 13 复习题及参考答案 ......................................................................................................... 14 第十章 流水线 ....................................................................................................................... 16 知识点 ............................................................................................................................. 16 复习题及参考答案 ......................................................................................................... 16 2
第一章 概论 复习题及参考答案 1．冯·诺依曼计算机的特点 (1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成 (2) 指令和数据用二进制代码表示，指令由操作码和地址码组成 (3) 程序存储，指令在存储器内按顺序存放 (4) 机器以运算器为中心。 2. 计算机硬件的主要技术指标：机器字长、存储容量、运算速度等 3.计算机的软件系统分类：系统软件、应用软件 计算机的5级软件层次：微程序级、机器指令级、操作系统级、系统软件级、应用软件级 4. 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。 主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成； CPU——中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成； 存储字长——存储器一次存取操作的最大位数； 存储容量——存储器中可存二进制代码的总量； 机器字长——CPU能同时处理的数据位数；等于处理器内部寄存器位数 指令字长——一条指令包含的二进制代码位数；
第二章 计算机硬件基础（基本不考） 逻辑电平与半导体开关器件特性（三极管饱和状态输出低电平，三极管截止状态输出高电平），TTL门和MOS门电路性能差异（速度、功耗），特殊的TTL门（OC门和三态门），计算机常用的组合逻辑电路有哪些？时序逻辑电路有哪些？串行加法器与并行加法器进位方法区别，速度快慢？
第三章 信息编码与数据表示 知识点 1、原码、反码、补码和移码的求法，已知 [x]补，求[-x] 补
2、IEEE754标准的单精度浮点数：S(符号1位) + E(带阶符的阶码8位)+M(23位小数) ，符号
位s：正数1负数0；8位带阶符的阶码E=指数移码-1=e+127；M隐藏整数1. 。