2012《计算机原理》复习提纲与试题.ppt

计算机组成原理 复习提纲 2012.06 第1章 概论 n 了解部分 n存储程序的概念 n系列机和软件兼容的概念 n计算机系统的多层次结构 n实际机器与虚拟机器的概念 n 理解部分 n五大基本部件的功能 n总线概念和总线的结构 n硬件与软件的关系 n计算机中主要性能指标 n基本字长、数据通路宽度、存储容量、运算速度 n 掌握CPU和主机这两个术语的含义 第2章 数据的机器层次表示 n 了解部分 n无符号数与带符号数的区别 n真值和机器数的概念 n循环冗余校验码 n 理解部分 n定点数的表示 n浮点数的表示及规格化浮点数的概念 nIEEE 754 浮点数标准 n常见的字符编码方法（ASCII码） n8421BCD码及与二、十进制的转换 第2章 数据的机器层次表示 n 掌握部分 n原码、补码、反码表示法及转换 n定点数的表示范围 n浮点数的表示范围 n汉字国标码、区位码、机内码及转换 n8421BCD码的特点 n奇偶校验码、海明码检错的原理 第3章 指令系统 n 了解部分 n指令的基本格式 n数据寻址的最终目的 nCISC和RISC的基本概念 n 理解部分 n定长操作码、扩展操作码指令的特点 n指令中地址码的位数与主存容量、最小寻址单位的关系 n常见寻址方式的特点 n立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、间接寻址、寄存器寻址、 变址寻址、相对寻址 第3章 指令系统 n 掌握部分 n扩展操作码指令的格式设计 n直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、变址寻址、相对 寻址中有效地址EA的计算 n进栈、出栈时栈指针的修改和数据的压入和弹出 第4章 数值的机器运算 n了解部分 n常见的舍入操作方法 n溢出产生的原因 n运算器的基本结构 n理解部分 n进位产生和进位传递的概念 n原码一位乘法、补码乘法运算方法 n浮点加、减法运算方法 n补码的左移、右移运算方法 第4章 数值的机器运算 n掌握部分 n并行加法器不同进位方法的特点与区别 n定点加、减法运算方法 n3种溢出检测方法 n补码一位乘法 n补码加减交替除法运算方法 第5章 存储系统与结构 n了解部分 n存储器的各种分类方法 n存储系统的两个层次：cache主存层次、主 辅层次 n主存储器的基本结构 nSRAM和SRAM的特点、区别 n并行交叉存储技术 n虚拟存储器的概念 第5章 存储系统与结构 n 理解部分 n主存储器有关术语：位、存储字、存储单元、存储体 n主存储器的主要技术指标 nROM的分类 n主存储器和CPU的读写操作（微操作序列） n 掌握部分 n主存储器容量的各种扩展方法，存储芯片的地址分配 和片选信号的产生，主存储器扩展的逻辑图 第6章 中央处理器 n 了解部分 n控制器的基本组成 n微程序设计技术 n 理解部分 nCPU的功能 nCPU中的通用寄存器和专用寄存器的设置和作用 n指令周期、机器周期、时钟周期的概念 n不同的控制方式同步、异步和联合方式 n一条指令执行的基本过程 第6章 中央处理器 n 理解部分 n微程序控制器的有关术语：微命令、微操作、微指令 、微程序、微周期 n机器指令与微程序的关系 n各种微指令编码法的特点 n微程序控制器的组成，熟悉其特有部件的作用 n流水线技术：时空图、TP的计算 n 掌握部分 n取指令周期的微操作序列（公共操作） n组合逻辑控制器和微程序控制器的区别 第7章 外部设备 n 了解部分 n外部设备的分类和作用 n光盘存储器的类型和工作原理 n打印机的特点和分类 n显示器的特点和分类 n字符显示和图形显示的区别 n 理解部分 n硬盘上的信息分布形式 n字符显示器的显示缓存VRAM和字库中存储信息的特点 n 掌握部分 n硬盘存储器技术参数的计算 第8章 输入输出系统 n了解部分 n接口的基本组成和类型 n外设的识别和端口寻址 n各种I/O信息传送控制方式的特点和适用范围 n程序查询方式的特点和工作流程 n程序中断的基本类型 n中断现场的保护和恢复方法 n通道的类型和结构 第8章 输入输出系统 n理解部分 nI/O接口和端口概念的区别 n中断的基本概念 n程序中断和调用子程序的区别 n进入中断服务程序的方法中断向量法 n开中断、关中断的时机 nDMA方式和程序中断方式的区别 n通道控制方式与DMA方式的区别 n3种总线判优和仲裁方式的区别 nDMA传送方法和DMA传送过程 第8章 输入输出系统 n掌握部分 nCPU响应中断的3个条件 n中断隐指令的特点以及它所完成的3个操作 n中断屏蔽的概念，通过改变中断屏蔽字实现中 断升级 考试题型 n选择题(20) n填空题(15) n判断题(5) n计算题(20) n简答题(20) n主要是有关概念、比较等 n综合题(20) n除了计算题和简答题外的题 时间安排 n答疑时间 n2012年7月4日（20周星期三） n下午3：00 - 5：00 n31号楼三楼教师休息室 n考试时间 n2012年7月5日（20周星期四） n上午9：00 - 11：00 n教室：330304 复习思考题2 1. 从软、硬件交界面看，计算机层次结构包 括虚拟机器和实际机器两大部分。 2. 系列机的研制必须保证软件的向后兼容。 3. 按计算机指令流、数据流结构来分，“天河 一号”属于多指令流、多数据流结构。 4. 计算机系统的可靠性可以用MTBF来衡量 。 5. 计算机的运算速度MIPS是指每秒能执行操 作系统的命令个数。（错） 复习思考题3 1. 若xy，则x原 y原 。 （ ） 2. 若xy，则x补 y补 。 （ ） 3. 若x原=80H，则x=_(十进制) 4. 若x反=80H，则x=_(十进制) 5. 若x补=80H，则x=_(十进制) 设x为整数字长为8位 复习思考题4 1.浮点数的表示范围取决于阶码的位数。 2.若xy，则x移 y移 。 （对） 3.当浮点数的尾数为补码时，其为规格化数应满 足的条件是尾数最高位与符号位不同。 4.在浮点数中，当数据的绝对值太小，以至于小 于所能表示的数据时，称为浮点数的下溢，此时 ，计算机对其处理为置成机器零。 5.在浮点数中，当数据的绝对值太大，以至于大 于所能表示的数据时，称为浮点数的上溢，此时 ，计算机对其处理为中止运算操作。 复习思考题5 1. 若某汉字的国标码=3547H，则其机内 码=B5C7H ，区位码= 1527H 。 2. 奇校验码可以检查出奇数位错误，偶校 验码可以检查出偶数位错误。（ 错） 3. 交叉校验的横向校验和纵向校验必须是 同为奇校验或同为偶校验。（对） 4. 交叉校验可以检出一个数据块同一字节 的双错、纠正一位的错误。（ 对） 复习思考题6 1.指令格式中的操作码字段用来表征指令的操作 特性与功能。 2.指令格式的地址码字段，通常用来指令参与操 作的操作数或其地址。 3.一条指令中的操作数地址，可以有0,1,2,3,4个 。 4. 若指令系统中操作码占用8位二进制码时，则这 台计算机最多允许256条指令。 复习思考题7 n根据操作数所在的位置，指出下列寻址方式 ： 1.操作数在寄存器中，为_寻址方式 ； 2.操作数地址在寄存器中，为_寻址方式 ； 3.操作数在指令中，为_寻址方式； 4.操作数的地址在指令中，为_寻址方式 ； 5.操作数地址为某寄存器与位移量之和，则可以 是_、_ 和_寻址方式 。 n _寻址方式获得数据的速度最快。 n _寻址方式获得数据的速度最慢。 复习思考题8 1.RISC的中文含义是精简指令系统计算机， CISC的中文含义是复杂指令系统计算机； 2.指令的顺序寻址方式是指下一条指令的地址由 程序计数器给出； 3.控制类指令的功能是控制程序的执行顺序，并 使程序具有测试、分析与判断的能力； 4.堆栈是一种特殊的数据寻址方式，基于 原 理，按结构不同，分为寄存器堆栈和存储器堆栈 ； 5.寄存器存储器堆栈的栈指针SP指向栈顶。（错 ） 6.软进栈操作是指将内容写入堆栈指针SP。（对 ） 7.自底向上生成的软堆栈，出栈时应先将栈顶数 据弹出，再修改栈指针。（ 对） 复习思考题9 1.当译码器有4个输入端时，其输出端有 _个，它在任一时刻有_个有效输 出； 2.影响并行加法器速度的关键因素是_和 _； 3.若串行进位的8位并行加法器的一级全加器的延 迟时间为2ty，则C8最长延迟时间为_； 4.若先行进位的8位并行加法器的一级全加器的 延迟时间为2ty，则C8最长延迟时间为_ ； 复习思考题10 1. 对二进制数，若小数点右移1位，则数 值乘以2; 2. 已知X/2补=C6H，设机器字长为8位， 则 X补=8CH ； 3. 若两个数值位为n位长的定点数，采用原 码算法实现乘法运算，则乘积的数值有2n 位，其符号位由异或运算决定； 复习思考题11 1.X、Y为定点二进制数，其格式为1位符号位，n位数值 位。若采用Booth补码一位算法实现乘法运算，则最多 需要做加法运算n次，移位n-1次； 2.若浮点数用补码表示，判断运算结果是否是规格化数的 方法是根据尾数两个符号位和最高数值位不同。 3.当定点运算发生溢出时，应进行中止运算操作（上溢） ，计算机不作处理，置成机器零（下溢）; 4.两个浮点数相加，若尾数相加或阶码出现溢出，则表示 浮点数相加发生溢出。（错） 5.浮点数运算时尾数相加时产生的溢出不是真正的溢出， 可通过右规作出调整。 6.当浮点数运算阶码发生溢出时，计算机需停止运算，做 溢出中断处理。（ 对） 复习思考题12 1.运算器虽有许多部分组成，但核心部件是ALU。 2.定点运算器的内部总线结构共有单总线结构、双总线结 构和三总线结构三种。 3.4位ALU芯片74181能完成16种算术运算和16种逻辑运 算。 4.从存储器接到R/W命令到完成R/W操作的时间称为存储 器的存储时间。 5.对存储器的要求是存储容量大、存取速度快、价格低， 为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多层次存储体系 结构。 6.关于主存的叙述中，判断下列说法的对错： （1）CPU可直接访问主存，也能直接访问辅存（ 错 ） （2）主存的存取速度可与CPU匹配。（ 错 ） （3）主存比辅存容量小，但存取速度快。（ 对 ） 复习思考题13 1.对16K8位存储器芯片： n其地址线有14条, 数据线有8条 2.SRAM与DRAM相比： n速度较高的是SRAM n主存使用的是DRAM n需要刷新和再生的是DRAM 3.若RAM芯片有1024个单元， n用单译码方式，地址译码器有1024条输出线 n用双译码方式，地址译码器最少有64条输出线 4.EPROM是指可擦除可编程存储器 复习思考题14 1.某计算机字长32位，其存储容量为4MB， n若按字编址，它的寻址范围是1M (4MB/32b)。 n若按字节编址，它的寻址范围是4M (4MB/8b)。 2.如用16K4的芯片组成64K8位的存储器 n16K4的芯片有地址线14条； n64K8存储器有地址线16条，数据线8条； n需要8块16K4的芯片来组成64K8存储器 n用于片选的地址有2 (16-14,AB相减)位，它们是 A14A15。 3.主存与CPU的硬连接有地址总线(AB)、数据总 线(DB)和控制总线(CB)三组连线： 4.MAR(存储器地址寄存器)和MDR(储存器数据 寄存器)是主存和CPU之间的接口。 复习思考题15 1.若4体交叉存储器中每个模块均为64K16， 且存取周期为500ns，则在500ns内该存储器最 多可向CPU提供_位的二进制信息。 2.在存储器层次结构中： n主存-cache层次是为了解决_问题而设立的， n虚拟存储器是为了解决_问题而设立的 n这两个层次的设立均是基于_原理。 3.主存-cache的地址映射有三种，它们分别是 _、_和_。 4.Pentium PC中主存-cache层次采用_级 cache结构，片内的主存-cache的地址映射采用 _方式。 复习思考题16 1.CPU由运算器和控制器组成。 2.CPU中专用的寄存器有程序计数器、存储器地址寄存器 、 存储器数据寄存器、指令寄存器和状态标志寄存器。 3.生成微操作控制信号的方法有三种，它们分别是组合逻 辑型、存储逻辑型和组合逻辑与存储逻辑结合型。 4.为了执行任何给定的指令，必须对指令操作码进行测试 ，以便识别所要求的操作，CPU中的译码器就是完成这 项工作的。 5.在PC机中，CPU周期又称为机器周期、总线周期。 6.指令周期是指CPU从主存中读出一条指令的时间。（错 ） 复习思考题17 1.取指周期的操作与指令的操作码无关。（ 对 ） 2.在微程序控制的计算机中，控制存储器CM是用 来存放微程序的。 3.假设某计算机共有100个微命令，若用 直接控制法，微指令的操作控制字段要有100位； 最短编码法，则操作控制字段需要7位； 字段直接编码法，若3位为一段，则操作控制字段为 45位。 4.采用微程序控制器是为了提高速度。（ 错） 5.重叠控制可以提高系统的吞吐率，但在控制过程 中要解决访存冲突、遇到条件转移指令和数相关 问题。 复习思考题18 1.设某计算机采用5级指令流水线，若每级执行 时间是t， 则此流水线理想状态下的吞吐率TP=1/ t 。 连续执行10条指令，至少需时间=14 t 。 2.RISC普遍采用微程序控制器产生微命令。硬连 线（错） 3.重叠控制并不能加快一条指令的实现，但能加 快相邻两条指令以至一段程序的执行。 （对 ） 4.计算机的外部设备是指除主机外围绕着主机设 置的各种硬件装置。 复习思考题19 1.在调频制记录方式中，是利用写电流的频率来写0 或1的。 2.在调相制(PE)中，记录“1”时，写电流在位周期中间 由负变正。 3.若磁盘的转速提高一倍，则磁盘的平均等待时间减 半。 4.磁盘存储器中，在记录面上一条条磁道形成一个个 同心圆，越往内侧，磁道的编号越小。（错） 5.不同编号的磁道长度不同，扇区数也不同。分区域 记录技术（对） n硬盘的柱面数与硬盘的磁头数有关。（错） 1.一个记录面的磁道数与磁盘的扇区数有关。(错) 复习思考题20 1.为提高存储器存取效率，同一文件的信息块在安排磁盘 信息分布时，通常被安排在不同柱面的同一扇区上（错 ）放在同一柱面上 2.磁盘和光盘都是直接存取设备。（错） 3.单倍速光驱所指的数据传输率为150KB/s。 4.容量最大的DVD-ROM采用的记录格式是双层双面，存 储容量达到17GB。 n分辨率越高，鼠标移动距离就越长。（错） 1.汉字打印机是带有汉字库的打印机。（对） 复习思考题21 1.字符显示器中VRAM用来存放字符ASCII码。 2.CRT分辨率为10241024像素，像素的颜色数 为256色，则VRAM的容量至少为1MB。 n行频是指每秒钟屏幕重复绘制显示画面的次数。 （错）场频 1.分辨率越高，图像显示越清晰，图象可能变得更 大。（错）图像越小 2.如有一台CRT显示器的分辨率为10241