计算机组成原理复习重点及要求

1、学习必备欢迎下载计算机组成原理复习重点及要求第二章运算方法和运算器1定点数的表示方法：掌握定点数的概念；掌握定点数的机器码表示（主要是原码、补码和 移码）。2定点数的运算方法：掌握补码加减运算方法、溢出概念及检测方法；理解原码乘除运算方 法3定点运算器：掌握全加器的功能；掌握行波进位加减法器的结构及工作原理；理解多功能 ALU的结构原理；掌握定点运算器的基本结构及其特点（包括 单总线结构、双总线结构和 三总线结构）。4浮点数的表示方法：掌握浮点数的概念；掌握浮点数表示的一般格式；掌握浮点数规格化 表示的方法及其意义。5浮点数的运算方法：掌握浮点数的加减运算方法及步骤。第三章存储系统1. 理解多

2、级存储器体系结构的意义及各级存储器的主要作用；掌握主存各项性能指标的含义。2. SRAM?储器：理解存储器芯片的逻辑结构（包括存储阵列、双译码方式、读写控制等）； 掌握SRAM存储器芯片的外部引脚特征（包括地址、数据、控制引脚）；掌握SRAM存储器 的优、缺点及主要用途；掌握 SRAM?储器容量扩充方法（包括位扩展、字扩展、字位同 时扩展、多种字长访问，以及与 CPU的连接等）。3. DRAM存储器：掌握DRAM存储器的存储原理；理解 DRAM存储器的刷新问题及刷新方法； 掌握DRAM存储器芯片的外部引脚特征；掌握 DRAM存储器的优、缺点及主要用途。4. ROM存储器：掌握ROM存储器的种类

3、；掌握几种可编程 ROM勺擦、写特点。5. Cache存储器：掌握cache存储器的作用及工作原理，理解程序局部性原理的意义；掌握cache-主存系统性能指标的计算方法（包括命中率、平均访问时间及效率）；掌握各种主存与cache的地址映射方式及其特点，理解各种映射方式下的主存与 cache的地址格式及 其各字段的含义；理解替换策略对 cache存储器的意义。6虚拟存储器：掌握虚拟存储器的作用及相关概念；掌握各式虚拟存储器的工作原理及特点 （包括页式、段式和段页式虚拟存储器）；掌握各式虚拟存储器的地址变换过程，理解各 自的虚地址格式及其各字段的含义。第四章指令系统1 指令系统的基本概念：掌握机器

4、指令、指令系统、系列机、CISC RISC等概念。2指令格式：掌握指令格式的基本组成；掌握操作码及其设计方法；掌握地址码及其设计方 法；理解指令字及指令字长度的相关概念。3寻址方式：掌握各种指令及数据的寻址方式；掌握指令格式中地址码及其寻址方式的综合 设计方法。4典型指令：掌握计算机系统典型指令的种类及其功能；掌握精简指令系统的主要特点。第五章中央处理器1. CPU的功能和组成：掌握CPU勺四项基本功能；掌握 CPU的基本组成部件及其功能；掌握 CPU内部数据通路的分析方法，特别注意避免数据通路使用上的冲突。2. 指令周期：掌握指令周期、CPU周期（机器周期）、时钟周期的基本概念，以及它们之间

5、 的关系；掌握指令周期的分析方法（如何划分 CPU周期、如何避免数据通路冲突、如何绘制指令周期流程图、如何确定各个 CPU周期所需的控制信号等）。3时序产生器和控制方式：理解时序信号的作用和体制，掌握用时序信号控制操作时间的方 法。4微程序控制器：掌握微程序控制的基本思想；掌握微命令、微操作（包括相容和相斥） 、 微指令、微程序等概念；掌握微指令格式的基本组成及各部分的作用；掌握微程序控制器 的基本组成及各部分的作用；充分理解机器指令与微指令之间的差别与联系；掌握微指令的编码方法，包括微命令编码方法（如直接表示、编码表示和混合表示等）和微地址形成 方法（主要是多路转移法）。5硬连线控制器：掌握

6、硬连线控制中，操作控制信号的逻辑表达式的设计方法。第六章总线系统1总线的概念和结构形态：掌握总线的概念（包括总线、内部总线、系统总线、I/O总线、总线带宽等）；理解总线的结构形态及其特点（包括单总线结构和多总线结构）；掌握总线 的内部组成。2总线接口：掌握总线的几种信息传送方式及其特点（包括串行、并行和分时传送）；理解接口的作用及功能。3总线的仲裁：理解总线仲裁的意义及仲裁的策略（采用优先级或公平策略）；掌握几种集中式仲裁法的特点（包括链式查询、计数器定时查询和独立请求等）。4总线的定时：掌握总线一次信息传送的过程，理解总线定时的意义；理解同步定时方式和 异步定时方式的特点。典型例题解题参考1

7、. 设 x = 20100.11011011, y = 2100（-0.10101100）,按浮点运算步骤，求 x + y。（舍入采用 “0 舍1入”法。）解：为方便人工计算，设浮点数格式为：阶码5位，用双符号补码（即变形补码）表示，以便判断阶码是否溢出；尾数 8位，用双符号补码表示，便于规格化处理。x、y均已规格化， 它们的浮点表示为X浮=00010，00.11011011y浮=00100,11.01010100求阶差并对阶Ex补-Ey #=Ex补 + -Ey补=00010 + 11100=11110=(-2)。 所以，Exv Ey , Ex应向Ey看齐，即Ex加2, Mx右移2位，得x浮=

8、00100, 00.00110110(11)括弧中的11即为保护位。尾数相加尾数相加时，保护位也参与00.0 0 1 1 0 1 1 0 (11)+ 11 . 0 1 0 1 0 1 0 011 . 1 0 0 0 1 0 1 0 (11)规格化处理尾数运算结果的符号位与最高有效数字位相同，所以未规格化，应执行向左规格化处理，即尾数左移1位，同时，阶码减1,得00011，11.00010101(10)舍入处理由于尾数是负数的补码，且保护位为10，按“ (舍 1入”法，应作舍去处理，结果为：00011，11.00010101判溢出由于阶码两个符号位相同(为 00),所以阶码未溢出，运算结果正确，

9、即x + y浮=00011，11.00010101011x + y = 2 X(-0.11101011)2. 设 x=2100X-O.11OO11O1), y=2101X-OO1O11O1O),按浮点运算步骤，求 X + y。(舍入采用 “0 舍1入”法。)解：为方便人工计算，设浮点数格式为：阶码5位，用双符号补码(即变形补码)表示，以便判断阶码是否溢出；尾数 8位，用双符号补码表示，便于规格化处理。由于y未规格化，将其规格化为：y=2100 X-0.10110100)。于是有x浮=00100, 11.00110011y浮=00100,11.01001100求阶差并对阶由于Ex补=Ey补，所以

10、无需对阶。尾数相加1 1 . 0 0 1 1 0 0 1 1+ 1 1 . 0 1 0 0 1 1 0 01 0.0 1 1 1 1 1 1 1规格化处理尾数运算结果未规格化，应向右规格化处理，即尾数右移1位，阶码加1,得00101, 11.00111111(1)舍入处理由于尾数是负数的补码，且保护位为1 ,按“ 0舍 1入”法，应作舍去处理，结果为00101, 11.00111111判溢出由于阶码两个符号位相同(为 00)，所以阶码未溢出，运算结果正确，即x + y浮=00101, 11.00111111101x + y = 2 X-0.11000001)3. 设有一个16位CPU，可按8位

11、和16位两种字长访存。存储器按字节编址。试用16KX 8位的SRAM芯片构造64K X 16位的存储器，并实现与 CPU的连接。解：由于16位字长相当于2个字节，所以，CPU以最低1位地址Ao在内部控制输出两 个字节允许信号BE。和-BE1，丽控制访问存储器的字长。存储器的组成及与 CPU的连 接如下图所示。4. 设某机米用段式虚拟存储器，其虚地址格式如下:4位 10位18位基号段号1段内字号1则该机最多可允许24= 16个用户程序投入运行； 每个用户程序最多可包含210= 1024个段； 每个段最多可包含218= 256K字；每个用户程序的长度最大为210X218= 228= 256M字5. CPU模型如下图所示C1 吕R0R1R2R3通用寄存器敗抵地址总堆地址数据5数据6数据7数据10r r .304031/ J / 职|（据地址寄丽/地址o厢地址码101MOVRO. R1102LADRI.6103ADDRLR2IQ4STO瞠(R3)105JMP101106ANDR1.R3107cachezyDR数据缰沖寄存器TT/LJzlPC稈序计数稱指令地殂总线7ZT丿卜八,.丿卜八 I卜PSW状态字寄存器通往I/O端口CK02Cn时序发生器 操作控制器k0C指令 译码器,IR| OP码|地址辰卩图5