苏州大学计算机组成期中复习

1 世界上第一台计算机 ENIAC 2 总线 Bus 是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线 它是由导线组成的 传输线束 按照计算机所传输的信息种类 计算机的总线可以划分为数据总线 地址 总线和控制总线 分别用来传输数据 数据地址和控制信号 3 BIOS 控制和管理外部设备的程序 4 ALU 算数逻辑单元 能够实现算数运算和逻辑运算的逻辑电路 5 机器零 当一个浮点数的尾数为 0 不论阶码是何值 或阶码的值比能在机器中表示 的最小值还小时 计算机都把该浮点数看成零值 称为机器零 寻址方式 指的是确定本条指令的数据地址及下一条要执行的指令地址的方法 也叫 作编址方式 直接 寄存器 基址 变址 间接 相对 立即数 堆栈 6 指令周期 是执行一条指令所需要的时间 一般由若干个机器周期组成 是从取指令 分析指令到执行完所需的全部时间 7 指令 计算机运行的最小的功能单位 8 存取时间 Ta 指的是从启动一次存储器操作到完成该操作所需要的时间 9 存取周期 Tm 是指连续启动两次独立的存储器操作所需要的最小时间间隔 10 再生 通过电容的充电来保存信息 但漏电阻的存在 其电荷会逐渐漏掉 从而使存储的 信息丢失 因此 必须在电荷漏掉以前就进行充电 这充电过程称为再生 或称为刷新 11 堆栈是一种按特定顺序进行存取的存储区 这种特定顺序可归结为 后进先出 LIFO 或 先进后出 FILO 为了表示栈顶的位置 有一个寄存器或存储单元用 于指出栈顶的地址 这个寄存器或存储单元称为堆栈指针 SP 12 RISC 精简指令系统 集 计算机 13 CISC 复杂指令系统 集 计算机 14 冯诺依曼计算机的特点 1 计算机由五大部件组成 2 指令和数据以同等地位存于存储器 可按地址寻访 3 指令和数据用二进制表示 4 指令由操作码和地址码组成 5 存储程序 6 以运算器为中心 15 计算机硬件的组成 各部分的作用 各部分怎样联系 1 中央处理器 由运算器和控制器组成 用来完成算数和逻辑运算 2 存储器 用来存放数据和程序 3 输入设备 用来输入原始数据和处理这些数据的程序 4 输出设备 用来输出计算机处理的结果 联系 画出总线框图 16 SRAMDRAM 存储信息触发器电容 破坏性读出非是 需要刷新不要要 送行列地址同时送分两次送 运行速度快慢 集成度大小 存储成本高低 17 CISC 特点 Complex Instruction Set Computer 1 指令数量多 格式多样 寻址方式复杂 2 功能强大 程序设计容易 CISC 缺点 控制器的实现困难 RISC 特点 1 使用频率高的简单指令 2 指令长度固定 指令格式种类少 寻址方式少 指令执行时间相当 3CPU 中通用寄存器多 4 只有取数 存数指令访问存储器 大部分指令都在寄存器之间进行 5 大部分指令在一个或小于一个机器周期内完成 6 硬布线实现控制逻辑 7 重视程序编译优化 18 五种指令的优缺点比较 零地址 一地址和二地址指令具有指令短执行速度快 硬件实现简单等优点 二地址 三地址和多地址指令具有功能强 便于编程等优点 但硬件实现比较复杂 19 按指令完成的功能可分为 算术逻辑运算指令 移位指令 浮点运算指令 十进制运 算指令 字符串处理指令 向量运算指令 数据传送指令 转移指令 堆栈指令 输 入输出指令及特权指令等 20 计算机的指令 按动能分为哪些类型 转移指令的动能是什么 1 算术逻辑运算指令 2 移位操作指令 3 浮点运算指令 4 十进制运算指令 5 字符串处理指令 6 数据传送指令 7 转移类指令 8 堆栈及堆栈操作指令 转移类指令 这类指令用以控制程序流的转移 21 某加法器进位链小组信号为 C4C3C2C1 低位来的信号为 C0 请分别按下述两种方式写 出 C4C3C2C1的逻辑表达式 1 串行进位方式 2 并行进位方式 解 1 串行进位方式 C1 G1 P1 C0 其中 G1 A1 B1 P1 A1 B1 C2 G2 P2 C1 G2 A2 B2 P2 A2 B2 C3 G3 P3 C2 G3 A3 B3 P3 A3 B3 C4 G4 P4 C3 G4 A4 B4 P4 A4 B4 2 并行进位方式 C1 G1 P1 C0 C2 G2 P2 G1 P2 P1 C0 C3 G3 P3 G2 P3 P2 G1 P3 P2 P1 C0 C4 G4 P4 G3 P4 P3 G2 P4P3 P2 G1 P4 P3 P2 P1 C0 其中 G1 G4 P1 P4 表达式与串行进位方式相同 1 该指令是单字长 字长 32 位 二地址指令 2 操作码字段为 6 位 可指定 26 64 种操作 即 64 条指令 3 一个操作数在源寄存器 CPU 中通用寄存器有 24 16 个 另一个操作数在存储器中 地 址由变址寄存器内容 偏移量决定 变址寄存器有 4 个 偏移量范围 16 位即 64K 4 该指令是 RS 型指令 1 该指令是单字长 字长 16 位 二地址指令 2 操作码 OP 字段 7 位 可以有 27 128 条指令 3 两个操作数均在寄存器中 一个在源寄存器中 另一个在目 标寄存器中 CPU 中有 23 8 个通用寄存器 4 该指令是 RR 型指令 1 该指令是双字长 字长 16 位 二地址指令 2 操作码字段 OP 为 6 位 可以有 26 64 条指令 3 一个操作数在源寄存器中 CPU 中通用寄存器有 24 16 个 另一个操作数在存储器中 地址由基址寄存器 位移量决定 基址寄存器有 4 个 偏移量范围 16 位即 64K 4 该指令是 RS 型指令 某计算机字长 16 位 主存容量为 64K 字 采用单字长单地址指令 共有 64 条指令 采用立即 直接 基址 相对四种寻址方式 请设计该计算机的指令格式 解 64 条指令需占用操作码字段 OP 6 位 这样指令余下长度为 10 位 为了覆盖主存 64K 字的地址空间 设寻址模式 X 2 位 形式地址 D 8 位 其指令格式如下 寻址模式定义如下 X 0 0 立即寻址 D 为 8 位立即数 128 127 X 0 1 直接寻址 有效地址 EA D 256 字节 X 1 0 基址寻址 有效地址 EA B D 64K X 1 1 相对寻址 有效地址 EA PC D 64K 其中 B 为基址寄存器 16 位 PC 为程序计数器 16 位 在基址和相对寻址时 位移量 D 可正可负 M 为寻址方式 当 M 00 时为立即寻址 当 M 01 时为基址寻址 当 M 10 时为变址寻址 当 M 11 时为相对寻址 假设当前 BR 1000H XR 2000H PC 3000H 求下列机器指令的有效地址 EA 1 1122H 2 2233H 3 3344H 4 4455H 1 1122H 0001000100100010B 可知 M 01 所以是基址寻址 因此 EA BR D 1000H 22H 1022H 2 2233H 0010001000110011B 可知 M 10 所以是变址寻址 因此 EA XR