计算机组成原理工程项目中的问题百问.doc

工程项目中的问题百问一. 运算器部件1 在8位计算机中，计算16位地址，用几个步骤完成？为什么？2 在8位机中计算16位地址的高低位字节时，为什么不能使用标志位C，而用C0？3 送到地址寄存器的信息有几个来源？为什么要（或者说可以）这样设计？4 16位地址的高低位字节是怎样被送到地址寄存器的高低位字节中？是如何解决与16位教学机一次传送16位地址的线路的冲突的？5 在计算相对转移地址时，16位机和8位机都用到了补码数的符号位扩展的技术，为什么？二者在执行过程中有什么不同的地方？6 把16位的ALU转换为8位时，是怎么实现的？上部不用的2片Am2901芯片一定要从印制电路板上拔下来吗？为什么？它与向地址寄存器传送数据有矛盾吗？是怎样解决的？7 准确地说，8位计算机比16位计算机可以少使用哪几个器件？在使用标志位寄存器，处理ALU的最低为进位信号，累加器、Q寄存器最高最低位的移位信号方面有差异吗？在接线方面有些什么变化？8 运算器部件可以从哪里接受输入数据？它的输出可以送到哪里去？是怎样对输出数据进行控制的？9 控制器向8位和16位计算机的ALU提供的控制信号有什么变化吗？为什么？10 向8位和16位计算机的ALU提供的A口和B口地址信号是怎么提供出来的？为什么要使用两片GAL其间来完成呢？11 你发现了标志位寄存器运行中有一个设计错误吗？提示：逻辑运算指令应该如何影响标志位C的值。12 思考题，在教学计算机中能实现硬件原码一位乘、除法指令方便吗？可以实现补码乘法运算吗？13 在完成在工程项目的大实验之前，为什么特别强调应该用正常运行的16位计算机做一些验证性的实验操作？没完成这项工作的同学，在后来的实验中遇到一些什么困难没有？14 脱机的运算器教学实验有助于理解运算器的功能和对它的控制方式吗？换句话说，这个试验有存在的价值吗？还能做些什么改进？15 在工程项目的大实验中，为什么需要让学生画一份8位运算器的具体逻辑线路或者框图呢？没完成这项工作的同学，在后来的实验中遇到一些什么困难没有？二. 控制器部件1 教学计算机中，为什么要划分基本指令和扩展指令呢？这两类指令之间是一种什么关系？2 设计教学计算机的指令系统时，更多的应该关注哪些方面的问题？3 教学计算机的指令使用了哪几种寻址方式？8位和16位教学计算机的寻址方式为什么会有某些不同？4 对8位和16位教学计算机指令的操作码部分的处理有甚么区别？为什么？5 希望大家自己完成一套全新的8位教学计算机指令系统设计，可为什么在实现时，又必须实现已有的全部基本指令，再扩展一些指令呢？又为什么希望每组的指令都不会完全相同？6 你感觉到8位机的指令系统使用中的不舒服吗？举例说明几处。7 指令执行步骤划分和指令操作码编码的合理性，对控制器设计有没有、有多大的、有什么样的影响，你有所体会和认识吗？8 从调试教学机的过程中，你感到需要增加几条完成什么功能的指令吗？9 通过大实验，你对计算机控制器的基本组成和功能清楚一些了吗？10 为什么讲课用16位机，而要学生设计与实现8位机呢？反过来作好吗？11 控制器设计的最主要的工作体现在哪些方面？你主要的精力和时间花费在哪些工作中？你是否按照教师要求，首先在16位机上完成了必要的实验，然后才完成8位机的设计与实现呢？从所花费的时间上考虑，从提高自己的工作的主观能动性和学习效果，到底哪一种办法更值得提倡？12 通过大实验，你对计算机两种控制器在基本组成和运行机制方面的相同、差异指出认识清楚了吗？在同一台教学机中，支持两种控制器方案，对大家的学习有什么帮助吗？13 相同功能的指令，为什么在8位教学计算机中，指令的执行步骤通常会更多一些？为什么在 8位教学计算机中非要使用16位的地址？14 为什么要求同学画出8位教学计算机两种控制器的组成逻辑线路图或者框图？你是在完成设计之后补画的还是首先画出图来才去完成控制器详细设计与实现的？哪种办法更科学（可能更省时间）？15 在完成微程序控制器设计与调试之后，再来设计组合逻辑控制器，你充分地借用了微程序控制器的已有成果了吗？你有没有特意地对比二者之间在指令执行步骤和使用的控制信号方面有太多的类似之处（相同之处）呢？16 对微程序的下地址的处理，你感到它的作用和重要性了吗？为什么在微程序控制器中，一定要有微指令寄存器呢？17 对节拍发生器的功能和设计方面，你学到些什么有用的知识吗？18 怎样合理地为节拍发生器的每一个节拍进行编码重要吗？这对简化组合逻辑控制器设计有怎样的和多大的影响？对此你有切身体会吗？19 在完成这一工程项目的过程中，设计工作和调试工作哪一项更困难和复杂一点？那一项工作更需要多一点能力和开创性？20 检查一条指令运行是否正确的最简捷和直观的办法的是什么办法？教学计算机上为什么要设置那么多的指示灯？21 指令的连续运行和单指令运行用在什么情形下？教学机的单执行步骤运行又主要用在什么情形下？在调试教学计算机的过程中，单执行步骤运行方式下可以查看教学机内部的一些什么状态和信息？这对找出存在的问题或者错误重要吗？22 如果启动了教学计算机之后，在PC机屏幕上没有任何反应，该怎样去找出造成这一问题的原因？你遇到过这一现象吗？23 设计的输入输出指令运行结果不正确，但检查指令执行步骤和提供的控制信号又都正确，还会是什么原因呢？24 你知道如何简单地修改一下微程序控制器的设计并加以实现，就有可能最方便地逐条检查控存中的已有内容吗？25 你知道如何简单地修改一下微程序控制器的设计并加以实现，就有可能在同一台教学机中同时存在两套指令系统的微程序并能简单地切换运行吗？26 在学习控制器部件的过程中，有还是没有一台真实可以运行、查看的计算机为例有什么区别吗？设计并且实现一个哪怕是最简单的控制器和只是听一听讲课，对学习的效果有什么差别吗？三. 主存储器部件1 教学计算机中，可以使用6片存储器芯片，在16位和8位教学计算机中，对它们的组织方式（地址范围划分）有什么不同？为什么？2 在16位和8位教学计算机中，6片存储器芯片提供的总的存储空间大小相同吗？为什么，又怎样解释这个问题？3 把16位机变换为8位机，这6片存储器芯片之间的连接关系有什么变化吗？怎样实现的？为什么需要完成这种变化？4 把16位机变换为8位机，简单地拔掉上面3个存储器芯片就可以吗？还需要完成一点什么操作？如果还要保留上面3个存储器芯片，应该如何处理才正确？不进行这种处理，会出现什么现象？5 在教学计算机中，16位的内存地址是如何提供给6片存储器芯片的？为每一个芯片提供多大的存储空间？可以使用几个地址访问RAM芯片的同一个存储单元？为什么会是这样？这会给程序设计带来什么问题吗？6 怎样控制不同的芯片的分时读写？没处于读写状态的存储器芯片的数据线处于何种状态？7 你完成没完成对8位机的内存储器、接口、总线部分的线路逻辑图或者框图的整理总结，是在什么时间段完成的？后补画的，还是事先完成的？8 可以对教学机的ROM芯片执行读操作和写操作码？怎样实现？9 教学机中，存储器的数据线是如何与CPU实现连接的？存储器的一次读操作和写操作，数据要通过哪几个芯片？怎样控制数据传送的方向？怎样控制断开存储器的数据线与CPU的连接关系？ 10 在教学计算机中，可以同时读主存储器和串行接口吗？为什么？11 在教学计算机中，可以同时写主存储器和串行接口吗？又是为什么？12 在教学计算机中，使用了一片双2-4译码器电路74LS139，它的作用是什么？13 在教学计算机中，为什么不选用动态存储器实现主存储器呢？14 在教学计算机中，为什么要为存储器芯片设置那么多跳线？内存的地址译码器的6个译码输出线为什么首先引到接线孔的位置，而不是直接连接到存储器芯片的相应管脚？15 标记着用于扩展的存储器的器件插座上，可以插2KB容量的RAM芯片吗？四. 串行接口1 为什么在教学机的主板上，要设置2路串行接口？体会其用意吗？2 串行接口使用几个频率的时钟信号？它们各自起什么作用？3 在教学计算机中，可以同时读主存储器和串行接口吗？为什么？4 在教学计算机中，可以同时写主存储器和串行接口吗？又是为什么？5 在8位的教学机中，为什么安排了IN，OUT，INPT，OUPT 4条指令？对它们的处理有什么区别？6 通常情况下，输入输出指令中的IO端口地址是应该怎样给出来的？如何使用IO端口地址找到相应的接口电路芯片？7 在教学计算机中，是如何控制内存和输入输出设备的读写操作的？8 串行接口的输入输出速度比起CPU执行指令要慢得多，应该如何保证它们之间正确的匹配关系？接口电路中的控制寄存器，状态寄存器的作用是什么？数据缓冲寄存器的作用是什么？9 串行接口的初始化是何含义？执行这一操作要注意哪些问题？在教学机正常启动起来之后，送入一个 G 0000命令会遇到什么问题？现象如何？为什么？10 使用串行接口的好处是什么？为什么通常还需要有一个电平转换的功能？11 你能写出在两台教学计算机之间实现双机双向通讯的程序吗？这样的两台教学计算机应该如何实现连接？12 你曾比较认真地阅读过教材中关于指令系统实例中是如何设计输入输出操作的程序段吗？你设计程序或者调试什么部件在这个方面走过什么弯路没有?五. 总线部分1 教学计算机中，使用哪3种类型的总线？请知晓它们在教学机各个部件之间的连接关系。 2 在教学机中，何谓内部数据总线和外部数据总线？它们之间是如何连接的？怎样控制它们之间的连通和断开关系？如何控制它们之间数据传送的方向？3 在教学机中，是如何提供和处理内存地址与串行接口地址的？4 在教学机中，控制总线体现在了哪些控制信号？5 地址寄存器的输入数据来自何处？为什么会选用这种方案实现？采用什么办法决定它是否接受输入？6 内部数据总线的数据来源有哪些？它的输出可以送到哪些部件去？7 在教学机中，地址总线不大符合总线的基本定义，你知道为什么吗？8 在把16位机转换成8位机时，原来的两路8位外部数据总线会被连接在一起，这是怎样实现的？为什么会有这种需求？9 在把16位机转换成8位机时，原来的两路8位外部数据总线会被连接在一起，此时应该拔掉一个或者几个器件，为什么？具体是哪几个器件？若不拔掉，又应该怎样处理才能保证教学机正常运行？10 一个总线周期由哪两个时间段组成？一个总线周期的时间内，可以完成些什么类型的操作？11 在教学计算机中，是在什么环节中解决总线使用权分配的？为什么看不到这里的总线仲裁逻辑部分？哪个（些）部件可以主动申请总线的使用权？12 你注意到没有，在把16位机转换成8位机时，两路的8位内部总线也有一个连接在一起的需求，这是怎样实现的？六. 软件部分1 在教学机中，监控程序实现了哪些功能？在计算机组成原理课程中，还涉及到一些监控程序的问题有必要吗？为什么？2 为什么实现8位机的监控程序难度要更大？你是如何体会指令系统对程序设计的影响的？3 你有兴趣试图修改监控程序的某些功能吗？有何体会？4 何谓交叉汇编？在教学计算机系统中，为什么要在PC上实现这个汇编程序？而不是选用教学机的指令系统直接在教学机中来实现呢？5 何谓仿真终端？它实现了哪一些功能？它对简化教学计算机使用、提高教学实验效率有好处吗？6 在教学计算机中，用软件实现对浮点数据的处理有用吗？困难不困难？7 你感到需要在PC机上开发一个教学机指令系统的模拟软件的需求了吗？你能想象它的大体实现思路和需要重点解决的问题吗？8 你感到需要开发一个教学机控制器（微程序的、组合逻辑的）辅助设计软件的需求了吗？你能想象它的大体实现思路和需要重点解决的问题吗？9 你感到需要开发一个教学机控制器（微程序的、组合逻辑的）运行模拟软件的需求了吗？你能想象它的大体实现思路和需要重点解决的问题吗？10 你发现可以在教学机上比较容易地开发出一个高级语言BASIC的解释程序，或者一个简化PASCAL语言的编译程序了吗？设想一下它们可以起到的作用。11 认为计算机组成原理就是一门纯正的硬件课程正确吗？为什么？12 学习汇编语言程序设计课程对计算机组成原理课程有什么联系，或者说有什么作用吗？数字逻辑和数字电路课程对计算机组成原理课程有什么作用？13 我们系的教学安排中，可以算作为硬件内容的课程有哪几门？它们之间的关系如何？七. 综合部分1 你对这种教学改革实验有何总体评价？有什么批评意见？有什么新的建议？2 在这轮教学改革实验中，你花了多大精力和多少时间？超学时吗？主要时间花费在哪些方面？走了多少冤枉路或者捷径？为什么会出现这种情形？认真分析和总结了吗？3 对学时分配，教学安排，考试与成绩评定，实验辅导，作业份量提出你的明确看法，如何改革可能教学效果更好一些呢？4