合肥学院
计算机组成原理综述论文
题目计算机组成原理课程综述
系部计算机科学与技术系
专业计算机科学与技术专业
班级
学生姓名
指导教师
2015年5月20日
计算机组成原理课程综述
【内容摘要】计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门专业基础且极其重要的课，作为本专业的学生，我们不仅要了解这门课中的知识，还要深入理解掌握这门课。论文分为六个方面，第一，算机组成原理课程综述，从宏观方面阐述这门课在计算机科学与技术专业的知识领域，第二，课程的主要内容和基本原理，从知识单元进行解读这门课，第三，叙述这门课在实际当中的应用，第四，谈谈自己的心得体会，写出自己的思考与观点，第五，结语，把自己学习到的知识及将要做的阐述清楚，第六，写出自己完成这篇论文查阅的资料即参考文献。【关键词】计算机系统硬件结构 CPU 控制单元
正文
（一）计算机组成原理课程综述
在计算机普及的今天，现代信息技术飞速发展，计算机的应用在政治、经济、文化等方方面面产生了巨大影响，而计算机的知识更新的速度非常快，所以我们计算机科学与技术专业的学生要不断更新自己计算机方面的知识，以适应市场的需要。计算机组成原理是硬件系列课程中的核心课程，是计算机科学与技术专业重要的专业基础课，剖析了五大功能部件（运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备）的机理，具有完整的理论体系和强实践性，内容多，知识面广。（二）课程主要内容和基本原理
本书分为四篇：第一篇（1、2章）、概论，第二篇（3-5章）、计算机系统的硬件结构，第三篇（6-8章）、中央处理器，第四篇（9、10章）、控制单元。
第一章介绍了计算机系统的基本组成和层次结构，详细介绍了冯 诺依曼计算机的基本原理和特点。
第二章主要介绍计算机的发展和应用。
第三章介绍了系统总线，从不同的角度有不同的分类，本章是按连接部件的不同分为片内总线、系统总线、通信总线三类进行详细介绍的。接着讲述了总线的特性（机械特性、电气特性、功能特性、时间特性）及性能指标（总线宽度、带宽、时钟同步/异步、总线复用信号线数、总线控制方式等）和总线标准。总线的结构：单总线结构、双总线结构和多总线结构，总线控制方式：判优控制和通信控制，总线的结构和总线控制学习重点。
第四章主要介绍了存储器、存储器的主要功能是存储程序和各种数据，并能在计算机运行过程中高速、自动的完成程序或数据的存储。具体内容包括：存储器的分类、存储器的分层结构、半导体随机存储器的组织、只读存储器、主存储器与CPU的连接、主存储器的校验、多体交叉编址存储器、高速缓冲存储器cache的基本原理、cache和主存之间的地址映射、磁表面存储器的主要技术指标CPU的结构和功能
第五章主要介绍输入输出系统，讲述了输入输出系统的发展概况和组成，I/O设备与主机的三种联系方式：立即响应方式、异步工作采用应答信号联络、同步工作采用同步时标联络。I/O设备与主要信息传送的控制方式：程序查询方式、程序中断方式、DMA方式、通道方式，书上后面就这几种方式展开详细叙述，并对这几种方式进行了比较，程序查询方式特点是接口电路简单、CPU和I/O设备一直处于串行工作状态，CPU在信息交换过程中全程监控，所以CPU的工作效率不高。程序中断方式特点是CPU执行程序与I/O设备做准备是同时进行的，节省了I/O设备准备就绪前的那一段时间，CPU效率相对与程序查询方式提高了。DMA方式的特点是I/O设备直接与主存交换信息而不用占用CPU，CPU的效率又
进一步提高。通道方式节省了CPU对外设控制与管理的时间，CPU的效率再一次提高。
第六章主要介绍计算机的运算方法，利用二进制数分别表示定点数和浮点数，然后详细介绍它们的加减乘除运算。
第七章主要介绍的是指令系统，讲了机器指令、操作数类型及操作类型，十种寻址方式（立即寻址、直接寻址、隐含寻址、间接寻址、、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、变址寻址、相对寻址、堆栈寻址，指令格式分析及设计。
第八章主要介绍了CPU的结构和功能，讲了CPU的结构、功能、指令周期、中断系统。
第九章主要介绍了控制单元的功能，讲了微操作的命令的分析，取指周期、间址周期、执行周期、中断周期进行详细分析，控制单元的功能。
第十章主要介绍控制单元的设计，先介绍组合逻辑控制单元的分析与设计，在讲微程序的分析与设计。
（三）对存储器探究
（一）主存储器
主存储器是存储器的一种，它是计算机中一个非常重要的部件、在计算机的处理过程中，用来存放计算机处理的数据和程序，通常我们又称为内存，其英文名称是Memory。
内存也是一种集成电路做成的芯片。现在多数计算机的主板上都提供专用的内存插座，我们可以选择合适容量的内存芯片，方便地将其插在主板上，给系统使用。在计算的使用中，关于内存的方方面面通常是非常重要也是非常有趣的话题，需要明确说明的是，初学计算机的人经常把计算机内存和计算机的硬盘搞混，因为它们都用兆(M)这个容量单位来表示大小。实际上，计算机的硬盘是一种外存设备。
内存根据使用的功能不同分为只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）和随机存取存储器（Random Access Memory简称RAM）。
（1）ROM
只读存储器(ROM)是不能改变存储内容的存储器只读存储器多用来储存基本输人输出系统(BIOS)的内容，BIOS系统记载了计算机的配置，为各种数据在计算机设备间的传输提供帮助、ROM接插在主板卜，是主机系统不可缺少的一部分。（2）RAM
随机存取存储器(RAM)，又称可读写存储器，是内存的一种，在计一算机系统中起着非常重要的作用，是计算机处理数据的重要场所当我们在计算机中要建立任意新文件或对磁盘上的文件进行操作时，CPU会发出指令，将要处理的内容拷贝到RAM中，当完成操作后，文件又会被拷贝回磁盘，或通过打印机打印出来。或通过网络传送出去……
随机存取存储器就像一块电子黑板，我们通过对RAM的访问，可以实现计算机操作系统和应用软件提供给我们的所有功能，这些功能可以概括为两个字:“读”和“写”。“读”代表输人、检索、获取数
据等操作;“写”代表存储、索引、修改等操作，因此随机存取存储器(RAM)又被称为可读写存储器。
（二）外存储器
正如前面介绍的，内存是采用集成电路制作的芯片，是计算机系统中的重要部件，
但是由于体积和造价的原因，一般内存的容量只有几兆字节，另外，内存必须依赖电流来存储数据，所以内存中的数据无法长久保存，于是人们研制了可以长久保存数据的另一类存储器.这就是我们在本节中将要介绍的外存储器，外存储器的代表是磁盘，包括软盘和硬盘。
不管是软盘还是硬盘，都是利用磁化原理保存数据的，数据保存在软盘或硬盘的磁盘盘片上，数据的读写通过磁盘驱动器完成。
（1）软盘
软盘是计算机使用者几乎每天都要用到的存储设备、当我们购买财务软件时，财务软件是保存在软盘上的，当我们对会计软件的数据进行备份、进行读写。（2）硬盘
硬盘是一种快速高容量的存储设备，也是计算机运行的必需设备，我们今天应用的大多数软件和数据是保存在硬盘上的，硬盘的工作原理类似于软盘，因为它们都是利用磁化原理保存数据。从外观
上看，硬盘是个封闭的铁盒子，在其内部，包括磁盘盘片、磁头、控制电路等装置。硬盘的盘片是用铝合金材料制成的，所以被称为硬盘。硬盘盘片和驱动设备封装在一起，在封闭的条件下工作，这是硬盘区别于软盘的主要特点。
硬盘内部包括许多张磁盘面，一般要达到11张甚至更多，所以硬盘比软盘拥有更大的容量。
（三）存储器的层次结构
实际上，存储系统层次结构主要体现在缓存-主存和主存-辅存这两个层次上，如上图所示。显然CPU和主存缓存都能直接交换信息；缓存能直接和CPU、主存交换信息；主存可以和CPU、缓存、辅存、交换信息。
缓存-主存层次主要解决CPU和主存速度不匹配的问题。缓存速度比主存高，只要将CPU近期要用的信息调用缓存，CPU便可以直接从缓存中获取信息，从而提高访存速度。主要解决存储系统的容量问题。速度比主存低，而且不能和CPU 直接交换信息，但它的容量比主存大得多，可以存放大量暂时未用到的信息。当CPU需要用到这些信息时，内容调入主存。
（四）高速缓冲存储器
在多体并行存储系统中。由于I/O设备向主存请求的级别高于CPU访存，这就出现了CPU等待I/O设备访存的现象，致使CPU空等一段时间，甚至可能等待几个主存周期，从而降低CPU的工作效率。
为了避免CPU与I/O设备争抢访存，可在CPU与主存之间加一级缓存，这样，主存可将CPU要取的信息提前送至缓存，一旦主存在与I/O设备交换时，CPU可直接从缓存中读取所需的信息，不必空等而影响效率。
Cache的基本结构
（五）相联存储器
相联存储器既可按地址寻址，又可按内容寻址，为于传统存储器区别，又称为按内容寻址的存储器。相联存储器的每个字有若干字段组成，每个字段描述了一个对象的属性，也称一个内容。
（四）心得体会
计算机组成原理这门课程是一门专业课程，也是作为计算机学科必须掌握的一门课程，虽然如今的计算机行业千变万化，各种高新的计算机硬件和软件技术不断发展，但是原理和基础都离不开计算机组成原理这门课，它是各种计算机
软硬件技术的最基本的理论基础。计算机组成原理从体系结构的角度认识了计算机的工作原理。随着现在嵌入式软件方向的发展，需要的知识不仅仅需要编码的能力，还需要我们对硬件知识的掌握和了解。计算机组成原理的学习，增加了我们在硬件方面的知识。在学习的过程中，需要把理论知识与实践相结合，在理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解的不够深刻，对软件，硬件方面的许多知识掌握得不够牢固，我会在以后的学习中不断学习，积累经验，超越自己。
（五）结语
通过对计算机组成原理这门课程的学习，使我对计算机软件和硬件技术有了一个更深入的了解，包括各种计算机的基本原理以及计算机的艰难发展历程，这门课程注重理论知识，理论知识是一切技术的最基本，也是我们必须要掌握好的。在这次课程综述论文过程中，我到图书馆查阅资料，上网查资料，让我深刻认识到计算机组成原理的重要性，也了解了许多书上没有的知识，受益匪浅。（六）参考文献
1、唐朔飞《计算机组成原理》高等教育出版社第2版
2、高建生、莫正坤《计算机组成原理》华中科技大学出版社
3、白中英《计算机组成原理》科学出版社第三版
4、张钧良《计算机组成原理》清华大学出版社 2003
计算机组成原理2009年12月期末考试复习大纲 第一章 1.计算机软件的分类。 P11 计算机软件一般分为两大类：一类叫系统程序，一类叫应用程序。 2.源程序转换到目标程序的方法。 P12 源程序是用算法语言编写的程序。 目标程序（目的程序）是用机器语言书写的程序。 源程序转换到目标程序的方法一种是通过编译程序把源程序翻译成目的程序，另一种是通过解释程序解释执行。 3.怎样理解软件和硬件的逻辑等价性。 P14 因为任何操作可以有软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。对于某一机器功能采用硬件方案还是软件方案，取决于器件价格，速度，可靠性，存储容量等因素。因此，软件和硬件之间具有逻辑等价性。 第二章 1.定点数和浮点数的表示方法。 P16 定点数通常为纯小数或纯整数。 X=XnXn-1…..X1X0 Xn为符号位，0表示正数，1表示负数。其余位数代表它的量值。 纯小数表示范围0≤|X|≤1-2-n 纯整数表示范围0≤|X|≤2n -1
浮点数：一个十进制浮点数N=10E.M。一个任意进制浮点数N=R E.M 其中M称为浮点数的尾数，是一个纯小数。E称为浮点数的指数，是一个整数。 比例因子的基数R=2对二进制计数的机器是一个常数。 做题时请注意题目的要求是否是采用IEEE754标准来表示的浮点数。 32位浮点数S（31）E（30-23）M（22-0） 64位浮点数S（63）E（62-52）M（51-0） S是浮点数的符号位0正1负。E是阶码，采用移码方法来表示正负指数。 M为尾数。P18 P18
2.数据的原码、反码和补码之间的转换。数据零的三种机器码的表示方法。 P21 一个正整数，当用原码、反码、补码表示时，符号位都固定为0，用二进制表示的数位值都相同，既三种表示方法完全一样。 一个负整数，当用原码、反码、补码表示时，符号位都固定为1，用二进制表示的数位值都不相同，表示方法。 1.原码符号位为1不变，整数的每一位二进制数位求反得到反码； 2.反码符号位为1不变，反码数值位最低位加1，得到补码。 例：x= (+122)10=(+1111010)2原码、反码、补码均为01111010 Y=(-122)10=(-1111010)2原码11111010、反码10000101、补码10000110 +0 原码00000000、反码00000000、补码00000000 -0 原码10000000、反码11111111、补码10000000 3.定点数和浮点数的加、减法运算：公式的运用、溢出的判断。 P63 已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出。 （1）x=11011 y=00011 （2）x=11011 y=-10101 （3）x=-10110 y=-00001
《计算机组成原理》期末复习资料一复习资料及试题汇编 一数据表示运算和运算器部件 1将十进制数107128和-52化成二进制数再写出各自的原码反码补码表示符号位和数值位共8位 解 107128 6BH80H 1101011B10000000B 01101011 –52 -34H –110100 原码 01101011 10110100 反码 01101011 11001011 补码 01101011 11001100 2判断下面的二元码的编码系统是有权还是无权码写出判断的推导过程 十进制数二元码的编码 0 0000 1 0111 2 0110 3 0101 4 0100 5 1011 6 1010 7 1001 8 1000
9 1111 解设4位二元吗每位分别为ABCD且假定其为有权码则 从4的编码0100可求得B的位权为4从8的编码1000可求得A的位权为8 从7的编码1001可求得D的位权为-1从6的编码1010可求得C的位权为-2 再用ABCD的位权分别为84-2-1来验证112359的编码值结果均正确所以该编码系统为有权码 3说明海明码纠错的实现原理为能发现并改正一位也能发现二位错校验位和数据位在位数上应满足什么关系 解 1 海明码是对多个数据位使用多个校验位的一种检错纠错编码方案它是对每个校验位采用偶校验规则计算校验位的值通过把每个数据位分配到几个不同的校验位的计算中去若任何一个数据位出错必将引起相关的几个校验位的值发生变化这样也就可以通过检查这些校验位取值的不同情况不仅可以发现是否出错还可以发现是哪一位出错从而提供了纠错检错的可能 2 设数据位为k校验位为r则应满足的关系是2r-1 kr 4什么叫二-十进制编码什么叫有权码和无权码够举出有权无权码的例子解 1 二-十进制编码通常是指用4位二进制码表示一位十进制数的编码方案 2 有权码是指4位二进制码中每一位都有确定的位权4位的位权之和代表该十进制的数值例如8421码从高到低4位二进制码的位权分别为8421无权码则相反4位二进制码中每一位都没有确定的位权只能用4位的总的状态组合关系来
计算机组成原理考研知 识点汇总 一, 计算机系统概述 (一) 计算机发展历程 第一台电子计算机ENIAC诞生于1946年美国宾夕法尼亚大学.ENIAC用了18000电子管,1500继电器,重30吨,占地170m2,耗电140kw,每秒计算5000次加法.冯?诺依曼(VanNeumann)首次提出存储程序概念,将数据和程序一起放在存储器,使编程更加方便.50年来,虽然对冯?诺依曼机进行很多改革,但结构变化不大,仍称冯?诺依曼机. 发展阶段时间硬件技术速度/(次/秒) 第一代1946-1957 电子管计算机时代40 000 第二代1958-1964 晶体管计算机时代200 000 第三代1965-1971 中小规模集成电路计算机时代 1 000 000 第四代1972-1977 大规模集成电路计算机时代10 000 000 第五代1978-现在超大规模集成电路计算机时代100 000 000 EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)电子离散变量计算机 组成原理是讲硬件结构的系统结构是讲结构设计的 摩尔定律微芯片上的集成管数目每3年翻两番.处理器的处理速度每18个月增长一倍. 每代芯片的成本大约为前一代芯片成本的两倍 新摩尔定律全球入网量每6个月翻一番. 数学家冯·诺依曼(von Neumann)在研究EDVAC机时提出了“储存程序”的概念.以此为基础的各类计算机通称为冯·诺依曼机.它有如下特点: ①计算机由运算器,控制器,存储器,输入和输出五部分组成 ②指令和数据以同等的地位存放于存储器内,并可按地址寻访 ③指令和数据均用二进制数表示 ④指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置 ⑤指令在存储器内按顺序存放 ⑥机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成 图中各部件的功能 ·运算器用来完成算术运算和逻辑运算并将的中间结 果暂存在运算器内 ·存储器用来存放数据和程序 ·控制器用来控制,指挥程序和数据的输入,运行以及 处理运行结果 ·输入设备用来将人们熟悉的信息转换为机器识别的 信息 ·输出设备将机器运算结果转为人熟悉的信息形式
电大计算机组成原理试题及答案参考小抄 组成1 一、选择题（每小题选出一个最合适的答案，每小题2分，共20分） 1、若十进制数为37.25，则相应的二进制数是（）。 （A）100110.01 （B）110101.01 （C）100101.1 （D）100101.01 2、若[x]反=1.1011，则x= （A）-0.0101 （B）-0.0100 （C）0.1011 （D）-0.1011 3、某机器字长16位，含一位数符，用补码表示，则定点小数所能表示的最小正数是（）。 （A）2-15 （B）216 （C）2-1 （D）1-2-15 4、若采用双符号位补码运算，运算结果的符号位为10，则（）。 （A）产生了负溢出（下溢）（B）产生了正溢出（上溢） （C）运算结果正确，为负数（D）运算结果正确，为正数 5、在用比较法进行补码一位乘法时，若相邻两位乘数yiyi+1为01时，完成的操作是（）。 （A）无（B）原部分积+[X]补，右移一位 （C）原部分积+[-X]补，右移一位（D）原部分积+[Y]补，右移一位 6、堆栈指针SP的内容是（）。 （A）栈顶地址（B）栈底地址（C）栈顶内容（D）栈底内容 7、在寄存器间接寻址方式中，操作数是从（）。 （A）主存储器中读出（B）寄存器中读出 （C）磁盘中读出（D）CPU中读出 8、在微程序控制器中，一条机器指令的功能通常由（）。 （A）一条微指令实现（B）一段微程序实现 （C）一个指令码实现（D）一个条件码实现 9、在串行传输时，被传输的数据（） （A）在发送设备和接受设备中都是进行串行到并行的变换 （B）在发送设备和接受设备中都是进行并行到串行的变换 （C）发送设备进行串行到并行的变换，在接受设备中都是进行并行到串行的变换 （D）发送设备进行并行到串行的变换，在接受设备中都是进行串行到并行的变换 10、系统总线是指（）。 （A）运算器、控制器和寄存器之间的信息传送线 （B）运算器、寄存器和主存之间的信息传送线 （C）运算器、寄存器和外围设备之间的信息传送线 （D）CPU、主存和外围设备之间的信息传送线 二、名词解释（每小题4分，共20分） 1．全相联映像 2．指令系统 3．指令周期、CPU周期 4．向量中断 5．微指令 三、改错题（在下列各小题的表述中均有错误，请改正。每小题3分，共12分） 1、在中央处理器中，运算器可以向控制器发出命令进行运算操作。 2、在单处理机总线中，相对CPU而言，地址线和数据线一般都为双向信号线 3、多重中断方式，是指CPU同时处理多个中断请求 4、在“半互锁”异步通信方式中，“请求”信号的撤消取决于“回答”信号的来到，而“请求”信号的撤消又导致“回答”信号的撤消
计算机组成原理 一、8 位算术逻辑运算 8 位算术逻辑运算实验目的 1、掌握简单运算器的数据传送通路组成原理。 2、验证算术逻辑运算功能发生器74LS181的组合功能。 8 位算术逻辑运算实验内容 1、实验原理 实验中所用的运算器数据通路如图3－1所示。其中运算器由两片74LS181以并/串形成8位字长的ALU构成。运算器的输出经过一个三态门74LS245(U33)到ALUO1插座，实验时用8芯排线和内部数据总线BUSD0～D7插座BUS1～6中的任一个相连，内部数据总线通过LZD0～LZD7显示灯显示；运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器74LS273（U29、U30）锁存，两个锁存器的输入并联后连至插座ALUBUS，实验时通过8芯排线连至外部数据总线EXD0～D7插座EXJ1～EXJ3中的任一个；参与运算的数据来自于8位数据开并KD0～KD7，并经过一三态门74LS245（U51）直接连至外部数据总线EXD0～EXD7，通过数据开关输入的数据由LD0～LD7显示。 图中算术逻辑运算功能发生器74LS181（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M并行相连后连至SJ2插座，实验时通过6芯排线连至6位功能开关插座UJ2，以手动方式用二进制开关S3、S2、S1、S0、CN、M来模拟74LS181（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M；其它电平控制信号LDDR1、LDDR2、ALUB`、SWB`以手动方式用二进制开关LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB来模拟，这几个信号有自动和手动两种方式产生，通过跳线器切换，其中ALUB`、SWB`为低电平有效，LDDR1、LDDR2为高电平有效。 另有信号T4为脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连，按动手动脉冲开关，即可获得实验所需的单脉冲。 2、实验接线 本实验用到4个主要模块：⑴低8位运算器模块，⑵数据输入并显示模块，⑶数据总线显示模块，⑷功能开关模块（借用微地址输入模块）。
实验一基础汇编语言程序设计 一、实验目的： 1、学习和了解TEC-XP16教学实验系统监控命令的用法。 2、学习和了解TEC-XP16教学实验系统的指令系统。 3、学习简单的TEC-XP16教学实验系统汇编程序设计。 二、预习要求： 1、学习TEC-XP16机监控命令的用法。 2、学习TEC-XP16机的指令系统、汇编程序设计及监控程序中子程序调用。 3、学习TEC-XP16机的使用，包括开关、指示灯、按键等。 4、了解实验内容、实验步骤和要求。 三、实验步骤： 在教学计算机硬件系统上建立与调试汇编程序有几种操作办法。 第一种办法，是使用监控程序的A命令，逐行输入并直接汇编单条的汇编语句，之后使用G命令运行这个程序。缺点是不支持汇编伪指令，修改已有程序源代码相对麻烦一些，适用于建立与运行短小的汇编程序。 第二种办法，是使用增强型的监控程序中的W命令建立完整的汇编程序，然后用M命令对建立起来的汇编程序执行汇编操作，接下来用G命令运行这个程序。适用于比较短小的程序。此时可以支持汇编伪指令，修改已经在内存中的汇编程序源代码的操作更方便一些。 第三种办法，是使用交叉汇编程序ASEC，首先在PC机上，用PC机的编辑程序建立完整的汇编程序，然后用ASEC对建立起来的汇编程序执行汇编操作，接下来把汇编操作产生的二进制的机器指令代码文件内容传送到教学机的内存中，就可以运行这个程序了。适用于规模任意大小的程序。
在这里我们只采用第一种方法。 在TEC-XP16机终端上调试汇编程序要经过以下几步： 1、使教学计算机处于正常运行状态（具体步骤见附录联机通讯指南）。 2、使用监控命令输入程序并调试。 ⑴用监控命令A输入汇编程序 >A 或>A 主存地址 如：在命令行提示符状态下输入： A 2000↙；表示该程序从2000H（内存RAM区的起始地址）地址开始 屏幕将显示： 2000： 输入如下形式的程序： 2000: MVRD R0，AAAA ；MVRD 与R0 之间有且只有一个空格，其他指令相同 2002: MVRD R1，5555 2004: ADD R0，R1 2005: AND R0，R1 2006: RET ；程序的最后一个语句，必须为RET 指令 2007:（直接敲回车键，结束A 命令输入程序的操作过程） 若输入有误，系统会给出提示并显示出错地址，用户只需在该地址重新输入正确的指令即可。 ⑵用监控命令U调出输入过的程序并显示在屏幕上 >U 或>U 主存地址
课程知识点分析 试题类型: 单项选择2’* 10 = 20’; 填空1’* 15 = 15’; 简答5’* 3 = 15’; 计算题6’* 5 = 30’; 分析论述10’*2 = 20’; 总分100’; 各位同学,在使用这份资料复习时,要注意: 带有红色标记的是重点内容; 尽管很多知识点只有几个字,但是涉及的内容却非常多,比如Cache映像机制;考虑到有些同学考试时有不好的习惯,为了避免麻烦,我在这儿只给大家提纲,请大家对应的看书; 请大家看时,把你特别不明白的地方标出来,发送给lei.z@,我在周一给大家讲解。蓝色标记是之前考过的,应该很重要。大题都在第四章以后--------------------------------------------------------------------- 第一章计算机系统概论 1.1教学内容介绍 (1计算机的发展与应用。 (2计算机系统的层次结构。
(3计算机的特点:快速性、通用性、准确性和逻辑性。 (4计算机的分类方法。 (5性能指标。 1.2重难点分析 (1计算机系统从功能上可划分为哪些层次?各层次在计算机系统中起什么作用? (2冯.诺依曼计算机体系的基本思想是什么?(选择、填空。指令和数据都是用二进制表示的 (3按照此思想设计的计算机硬件系统应由哪些部件组成?各起什么作用? (4如:指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们? (5衡量计算机性能的主要指标- 机器字长(定义、主频、CPI、MIPS(含义、FLOPS等等 第三章系统总线 3.1教学内容 (1总线及分类。总线是连接各个部件的信息传输线,总线包括:片内总线、系统总线和通信总线。 (2理解总线标准的意义,看看你知道主板上的几种标准总线。 (3总线特性及性能指标: 包括机械特性、电气特性、功能特性和时间特性。 (4总线结构:单总线结构、双总线结构和三总线结构。 (5总线连接方式: 串行传送、并行传送和分时传送。
数字计算机主要组成部分： ? 1.运算器 ? 2.存储器 ? 3.控制器 ? 4.适配器与输入输出设备 控制器的基本任务，就是按照计算程序所排的指令序列，先从存储器取出一条指令放到控制器中，对该指令的操作码由译码器进行分析判别，然后根据指令性质，执行这条指令，进行相应的操作。接着从存储器取出第二条指令，在执行这第二条指令。每取出一条指令，控制器中的指令计数器就加1，从而为取下一条指令做好准备，这也就是指令为什么在存储器中顺序存放的原因。 指令和数据统统放在内存中，从形式上看它们都是二进制数码。一般来讲，在取指周期中从内存读出的信息是指令流，它流向控制器；而执行周期中从内存读出的信息流是数据流，它由内存流向运算器。 计算机软件一般分为两大类：一类叫系统程序，一类叫应用程序 浮点加减运算的操作过程大体分为四步： (1) 0 操作数检查 浮点加减运算过程比定点运算过程复杂。如果判知两个操作数ｘ或ｙ中有一个数为0，即可得知运算结果而没有必要再进行后续的一系列操作以节省运算时间。 (2) 比较阶码大小并完成对阶 两浮点数进行加减，首先要看两数的阶码是否相同。若二数阶码相同表示小数点是对齐的，可以进行尾数的加减运算；若二数阶码不同表示小数点位置没有对齐，此时必须使二数阶码相同这个过程叫作对阶。在对阶时总是使小阶向大阶看齐，即小阶的尾数向右移位(相当于小数点左移) ，每右移一位其阶码加1，直到阶码相等 (3) 尾数求和运算 对阶结束后，即可进行尾数的求和运算。不论加法运算还是减法运算，都按加法进行操作，其方法与定点加减法运算完全一样。 (4) 结果规格化 在浮点加减运算时，尾数求和的结果也可以得到01.ф…ф或10.ф…ф，即两符号位不等，这在定点加减法运算中称为溢出，是不允许的。但在浮点运算中,它表明尾数求和结果的绝对值大于1，向左破坏了规格化。此时将运算结果右移以实现规格化表示称为向右规格化。规则是：尾数右移1位阶码加1。当尾数不是1.M时需向左规格化。 (5) 舍入处理 在对阶或向右规格化时尾数要向右移位，这样被右移的尾数的低位部分会被丢掉，从而造成一定误差，因此要进行舍入处理。简单的舍入方法有两种：一种是"0舍1入"法。另一种是"恒置一"法。 在IEEE754标准中，舍入处理提供四种可选方法： 就近舍入其实质就是通常所说的“四舍五入”。 朝0舍入即朝数轴原点方向舍入，就是简单的截尾。这种方法容易导致误差积累。 朝＋∞舍入对正数来说,只要多余位不全为0则向最低有效位进1；对负数来说则是简单的截尾。 朝－∞舍入处理方法正好与朝＋∞舍入情况相反。对正数来说，只要多余位不全为0则简单截尾；对负数来说，向最低有效位进1。 SRAM（静态RAM：Static RAM）
河南农业大学 计算机组成原理实验报告 题目简单机模型实验 学院信息与管理科学学院 专业班级计算机科学与技术2010级1班 学生姓名张子坡（1010101029） 指导教师郭玉峰 撰写日期：二○一二年六月五日
一、实验目的： 1.在掌握各部件的功能基础上，组成一个简单的计算机系统模型机； 2．了解微程序控制器是如何控制模型机运行的，掌握整机动态工作过程； 3定义五条机器指令，编写相应微程序并具体上机调试。 二、实验要求： 1.复习计算机组成的基本原理； 2.预习本实验的相关知识和内容 三、实验设备： EL-JY-II型计算机组成原理试验系统一套，排线若干。 四、模型机结构及工作原理： 模型机结构框图见实验书56页图6-1. 输出设备由底板上上的四个LED数码管及其译码、驱动电路构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据结构的数据送入数据管显示注：本系统的数据总线为16位，指令、地址和程序计数器均为8位。当数据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序寄存器时，只有低8位有效。 在本实验我们学习读、写机器指令和运行机器指令的完整过程。在机器指令的执行过程中，CPU从内存中取出一条机器指令到执行结束为一个指令周期，指令由微指令组成的序列来完成，一条机器指令对应一段微程序。另外，读、写机器指令分别由相应的微程序段来完成。
为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，必须设计三个控制操作微程序。 存储器读操作（MRD）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“00”时，按“单步”键，可对RAM连续读操作。 存储器写操作（MWE）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“10”时，按“单步”键，可对RAM连续写操作。 启动程序（RUN）：拨动开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“11”时，按“单步”键，即可转入第01号“取指”微指令，启动程序运行。 注：CA1、CA2由控制总线的E4、E5给出。键盘操作方式有监控程序直接对E4、E5赋值，无需接线。开关方式时可将E4、E5接至控制开关CA1、CA2，由开关控制。 五、实验内容、分析及参考代码： 生成的下一条微地址 UA5 UA0 MS5 MS0 微地址
定点数：约定机器中的所有数据的小数点位置是固定不变的。 浮点数：数的范围和精度分别表示，小数点的位置随比例因子的不同而在一定范围可以自动浮动 的数。 浮点数的规格化表示：为了提高数据的表示精度，使其变成这一要求的表示形式；为了使同一个 浮点数的表示是唯一的。 单总线结构：所有部件都连接到同一总线上，数据可以在任何两个寄存器之间或者在任一个寄存 器和ALU之间传送。优点控制电路比较简单，缺点操作速度较慢。 双总线结构：两个操作数同时加到ALU运算，只需一次操作控制即可得出运算结果。 三总线结构：ALU两个输入端分别由两条总线供给，而ALU输出则与第三条总线相连，其特点是操 作时间块。 多级存储器体系结构：为了让存储器同时满足容量大、速度快、成本低。 高速缓冲存储器：简称cache，是计算机系统中一个高速小容量半导体存储器，作用：为了提高 计算机的处理速度。 主存储器：用来存放计算机运行期间的大量程序和数据。 外存储器：是大容量辅助存储器，如：磁盘、磁带、光盘存储器，其特点是存储容量大，成本低。主存的性能指标：①存储容量：一个存储器中可以容纳的存储单元总数，反映存储空间的大小； ②存取时间：存储器访问时间，指一次读操作 命令发出到该操作完成，将数据读出到数据总 线上所经历的时间；③存储周期：连续启动两 次读操作所需间隔的最小时间；④存储器带宽：单位时间里存储器所存取的信息量，是衡量数 据传输速率的重要技术指标。 SRAM双译码方式：采用二级译码：将地址分成x 向、y向两部分，第一级进行x向和y向的独立 译码，然后在存储阵列中完成第二季的交叉译 码。 SRAM的优缺点：存取速度快，但存储容量不如DRAM大。D RAM的优缺点：存储容量极大，但需要定期刷新。D与S的不同：①增加了行 地址锁存器和列地址锁存器；②增加了刷新计 数器和相应的控制电路；③S的存储元是一个 具有两个稳定状态的触发器，D的存储元是由 一个MOS晶体管和电容器组成的记忆电路。动态存储器为什么需要定时刷新？ DRAM存储位元是基于电容器上的电荷量存储，这个电荷量随着时间和温度而减少，因此必须定期地刷新，以保证它们原来记忆的正确信息。刷新方法有：集中式和分散式刷新。 ROM：只读存储器，分为掩膜ROM和可编程ROM两类。计算机系统中使用cache存储器的目的是什么？主存与cache的地址映射有哪几种方式，优缺点？ Cache是一种高速缓冲存储器，是为了解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的一项重要技术，为了提高CPU访问存储器的平均速度。 ①全相联映射方式，优：cache 空间利用率高、 命中率高。缺：相联存储器的比较器电路复杂，工作速度较慢；只适用于小容量 cache。②直接映射方式，优：比较电路简单，工作速度快；适用于较大容量的 cache，缺：cache中的块冲突较多，块的替换较频繁；cache 空间利用率不高，命中率也不高。③组相联映射方式，组相联方式的优点介于全相联方式和直接方式之间，缺点也不如后二者突出，是一种比较平衡的方法。 虚拟存储器：只是一个容量非常大的存储器逻辑模型，不是任何实际的物理存储器，构造虚拟内 存的目的是扩大主存储器的存储空间并能自行 管理和调度。 虚地址/逻辑地址：用户编制程序时使用的地址，对应的存储空间称为虚存空间或逻辑地址空间。实地址/物理地址：计算机物理内存的访问地址，其对应的存储空间为物理存储空间或主存空间。再定位：程序进行虚地址到实地址转换的过程。 指令：计算机执行某种操作的命令。 机器指令：介于微指令与宏指令之间，每一条指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。指令系统：一台计算机中所有机器指令的集合。 系列计算机：指基本指令系统相同、基本体系结构相同的一系列计算机。 CISC:即复杂指令系统计算机，其指令系统多达几百条。RISC：精简指令系统计算机。 指令格式：指令字用二进制代码表示的结构形式，由操作码字段和地址码字段组成。 指令字：机器指令的二进制代码序列。 指令字长度：一个指令字中包含二进制代码的位数。机器字长：计算机能直接处理的二进制数据的位数，它决定了计算机的运算精度。单字长指令：指令字字长度等于机器字长的指令。 等字长指令结构：在一个指令系统中，各种指令字 长度总是相等的。 RR型指令：访问寄存器的指令格式；SS型指令：访 问内存的指令格式；RS型指令：既访问寄存器 有访问内存的指令格式。 寻址方式：采用地址指定方式时，形成操作数或指 令地址的方式。寻址方式分为指令寻址方式（顺 序和跳跃寻址方式）和数据寻址方式。 一个完善的指令系统包括哪些类型的指令？ 数据处理、数据存储、数据传送、程序控制 四大类指令，具体有数据传送类、算术运算 类、逻辑运算类、程序控制类、程序运算类、 输入输出类、字符串类、系统控制类指令。 精简指令系统的特点：①选取使用频率最高的一些 简单指令，指令条数少；②指令长度固定，指 令格式种类少，寻址方式种类少；③只有取数/ 存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄 存器之间进行。 CPU的四项基本功能：①指令控制：程序的顺序控 制；②操作控制；③时间控制：对各种操作实 施时间上的定时；④数据加工：对数据进行算 术运算和逻辑运算处理。 CPU的基本组成部件及其功能：①控制器：由程序 计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生 器和操作控制器组成。功能：a从指令cache 中取出一条指令，并指出下一条指令在指令 cache中的位置；b对指令进行译码或测试，并 产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动 作；c指挥并控制CPU、数据cache和输入/输 出设备之间数据流动的方向；②运算器：由算 术逻辑单元（ALU）、通用寄存器、数据缓冲寄 存器DR和状态条件寄存器PSW组成，是数据加 工处理部件。功能：a执行所有的算术运算；b 执行所有逻辑运算，并进行逻辑测试。 CPU周期（机器周期）：内存中读取一个指令字的最 短时间。 时钟周期：节拍脉冲或T周期，它是处理操作的最 基本单位。 指令周期：取出并执行一条指令的时间。 时序信号的作用和体制：计算机的协调动作需要时 间标志，而时间标志则是用时序信号来体现的。 体制：电位-脉冲制。 控制方式：同步、异步、联合控制方式。 微程序控制的基本思想：仿照通常的接替程序的方 法，把操作控制信号编成所谓的“微指令”存 放到一个只读存储器里，当机器运行时，一条 有一条的读出这些微指令，从而产生全机所需 要的各种操作控制信号，使相应的部件执行所 规定的操作。 微命令：控制部件通过控制线向执行部件发出的各 种控制指令。 微操作：执行部件接受微命令后所进行的各种操作。 相容（斥）性微操作：指（不能）在同一个CPU 周期内可以并行执行的微操作。 微指令：在机器的一个CPU周期中，一组实现一定 操作功能的微命令的组合。 微程序：一条机器指令的功能是许多条微指令组成 的序列来实现的，这个微指令序列通常叫做微 程序。 微指令周期：读出微指令的时间加上执行该微指令 的时间。 水平型微指令：一次能定义并执行多个微命令的微 指令。 垂直型微指令：微指令中设置微指令操作码字段采 用那个微操作码编译法，由微操作码规定微指 令的功能。 微程序指令控制器的组成：①控制存储器：用来存 放现实全部指令系统的微程序；②微指令寄存 器：用来存放由控制存储器读出的一条微指令 信息；③地址转移逻辑：承担自动完成修改微 地址的任务。 机器指令与微指令的关系：①一条机器指令所完成 的操作划分成若干条微指令来完成，由微指令 进行解释和执行；②从指令与微指令，程序与 微程序，地址与微地址的一一对应关系来看， 前者与内存储器有关，后者与控制存储器有关； ③每个CPU周期对应一条微指令。 总线：构成计算机系统的互联机构，多个系统功能 部件之间进行数据传送的公共通路。 内部总线：CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的 总线。 系统总线：CPU同计算机系统的其他高速功能部件相 互连接的总线。 I/O总线：中、低速I/O设备之间相互连接的总线。 总线带宽：指总线本身所能达到的最高传输速率。 总线仲裁：为解决多个主设备同时竞争总线控制权 的问题，使用总线仲裁部件，以某种方式选择 其中一个主设备做总线下一次主方。 系统总线：CPU同计算机系统其他高速功能部件之间 互相连接的总线。 总线定时：指事件出现在总线上的时序关系。 总线的特性：物理、功能、电气、时间特性。 中断向量：当CPU相应中断时，由硬件直接产生一 个固定的地址，有向量地址指出每个中断源设 备写的中断服务入口。 DMA方式：一种在数据交换过程中完全有硬件（DMA 控制器）实现外设与内存直接交换数据的工作 方式。 单总线结构：容易扩展成多CPU系统；多总线结构： 体现了高、中、低速设备连接到不同的总线上 同时进行工作，以提高总线的效率和吞吐量， 而且处理器结构的变化不影响高速总线。 整个总线分成四个部分：数据传送总线、仲裁总线、 中断和同步总线、公用线。 简述串行和并行传送的特点，系统总线上的信息传 递采用什么方式？ 当信息采用串行传送时，只有一条传输线，且 采用脉冲传送。用并行方式传送二进制信息 时，对每个数据位都要一条传输线，系统总线 上的信息传送采用并行方式。 接口/适配器：实现高速CPU与低速外设之间工作速 度上的匹配和同步，并完成计算机和外设之间 的所有数据传送和控制。功能：控制、缓冲、 状态、转换、整理、程序中断。 仲裁策略：采用优先级或公平策略。 （集中式仲裁）链式查询方式特点：总线授权信号 BG串行地从一个I/O接口传送到下一个I/O接 口；链式查询是通过接口的优先级排队电路来 实现的。计数定时查询方式特点：可以方便地 改变优先次序，但需要以增加线数为代价。独 立请求方式：优点：响应时间快、对优先次序 的控制相当灵活。 总线一次信息传送过程分为哪几个阶段？为何要对 信息传递过程制定定时协议？在同步定时协议和异 步定时协议中，事件在总线上出现的时刻各是如何 确定的？ 分为五个阶段：请求总线，总线仲裁，寻址， 信息传送，状态返回。为了同步主方，从方的 操作必须制订定时协议。在同步协议中出现在总 线上的时刻由总线时钟信号来确定，在异步中， 后一事件出现在总线上的时刻取决于前一事件 的出现。 外设与计算机系统总线相连接为什么需要适配器？ 它保证了外设能用计算机系统特征所需要的 形式发送或接收信息，它使得外设与计算机系统 并行协调工作。 同步定时：协议中，事件出现在总线上的时刻由总 线时钟信号来确定，所以总线中包含时钟信号 线。特点：适用于总线长度较短、各功能模块 存取时间比较接近的情况，这是因为同步方式 对任何两个功能模块的通信都给予同样的时间 安排。 异步定时：协议中后一事件出现在总线上的时刻取 决于前一事件的出现，即建立在应答式或互锁 机制基础上。优点:总线周期长度可变，不把响 应时间强加到功能模块上，因而允许快速和慢 速的功能模块都能连接到同一总线上。但以增 加总线复杂性和成本为代价。
图16 启停单元布局图 序电路由1片74LS157、2片74LS00、4个LED PLS2、PLS3、PLS4）组成。当LED发光时 图17
图17 时序单元布局图 （二）启停、脉冲单元的原理 1．启停原理：（如图18） 启停电路由1片7474组成，当按下RUN按钮，信号输出RUN=1、STOP=0，表示当前实验机为运行状态。当按下STOP 按钮，信号RUN=0、STOP=1，表示当前实验机为停止状态。当 系统处于停机状态时，微地址、进位寄存器都被清零，并且可 通过监控单元来读写内存和微程序。在停止状态下，当HALT 时有一个高电平，同时HCK有一个上升沿，此时高电平被打入 寄存器中，信号输出RUN=1、STOP=0，使实验机处于运行状态。
图18 启停单元原理图 2．时序电路： 时序电路由监控单元来控制时序输出（PLS1、PLS2、PLS3、PLS4）。实验所用的时序电路（如图19）可产生4个等间隔的时序信号PLS1、PLS2、PLS3、PLS4。为了便于监控程序流程，由监控单元输出PO信号和SIGN脉冲来实现STEP（微单步）、GO （全速）和HALT（暂停）。当实验机处于运行状态，并且是微单步执行，PLS1、PLS2、PLS3、PLS4分别发出一个脉冲，全速执行时PLS1、PLS2、PLS3、PLS4脉冲将周而复始的发送出去。在时序单元中也提供了4个按钮，实验者可手动给出4个独立的脉冲，以便实验者单拍调试模型机。
图19 时序电路图 实验步骤 1．交替按下“运行”和“暂停”，观察运行灯的变化（运行：RUN 亮；暂停：RUN灭）。 2．把HALT信号接入二进制拨动开关，HCK接入脉冲单元的PLS1。按下表接线 接入开关位号 信号定 义 HCK PLS1孔 HALT H13孔 3．按启停单元中的停止按钮，置实验机为停机状态，HALT=1。 4．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在HCK上产生一个上升
上海大学计算机学院 《计算机组成原理实验》报告一 姓名：学号：教师： 时间：机位：报告成绩： 实验名称:指令系统实验 一、实验目的：1. 读出系统已有的指令，并理解其含义。 2. 设计并实现一条新指令。 二、实验原理：利用CP226实验仪（用74HC754即8D型上升沿触发器）上的K16…K23 开关为数据总线DBUS设置数据，其他开关作为控制信号，一条指令执行完 毕PC会自动加1，系统顺序执行下一条指令，但系统要进入一个新的指令序 列时，如跳转、转子程序等，必须给PC打入新的起始值——新指令序列的 入口地址。实验箱实现把数据总线的值(目标地址)打入PC的操作，以更新 PC值。 三、实验内容：1. 考察机器指令64的各微指令信号，验证该指令的功能。(假设R0=77H, A=11H, 77地址单元存放56H数据,64指令的下一条指令为E8) 2. 修改机器指令E8，使其完成“输出A＋W的结果左移一位后的值到OUT” 操作。 四、实验步骤：1. 考察机器指令64的各微指令信号，验证该指令的功能。(假设R0=77H, A=11H, 77地址单元存放56H数据,64指令的下一条指令为E8) ①在初始化系统（Reset)，进入微程序存储器模式(μEM状态)，用NX键观 察64H，65H,66H,67H, 地址中原有的微指令，分析并查表确定其功能。 ②在EM状态下，Adr打入A0，DB打入64；按NX键，Adr显示A1，DB 打入E8。 ③在μEM状态下，在E8H、E9H、EAH、EBH下分别打入：FFDED8、CBFFFF、 FFFFFF、FFFFFF。 ④给μPC状态下，打入μPC（00）、PC（A0）、A（11）、W（00），按3次 NX输入R0（77）。 ⑤按下STEP键，观察实验现象。 2. 修改机器指令E8，使其完成“输出A＋W的结果左移一位后的值到OUT” 操作。 ⑥继续按STEP键，直到进入E8状态下。 ⑦在EM状态下，打入Adr为77，DB为56。 ⑧按STEP键执行指令，观察实验现象。 五、实验现象：OUT寄存器的值为5A。 六、数据记录、分析与处理：实验结果和预期的一样。 七、实验结论：1、机器指令64对应的各微指令码为：FF77FF、D7BFEF、FFFE92、CBFFFF。其功能为：将R0寄存器的值打入地址寄存器MAR；存贮器EM将MAR输出地址所对应的值打入W寄存器；ALU直通门输出的值打入A寄存器，A、W中的值进行“与”运算，结果在A输出；PC＋1，读出下一条指令并立即执行。 八、建议：暂无。
计算机组成原理复习题 一.单项选择题 1.计算机中的主机包含( A )。 A.运算器、控制器、存储器 B.运算器、控制器、外存储器 C.控制器、内存储器、外存储器 D.运算器、内存储器、外存储器 2.二进制数10010010，相应的十进制数是（B）（128＋16＋2＝146） A.136 B.146 C.145 D.144 3.要使8位寄存器A中高4位变0，低4位不变，可使用（A）。逻辑乘 A. A∧0FH→A B.A∨0FH→A C. A∧F0H→A D. A∨F0H→A 4.在计算机内部用于汉字存储处理的代码是（B） A.汉字输入码 B.汉字内码 C.汉字字型码 D.汉字交换码 5.转移指令执行时,只要将转移地址送入( C.程序计数器)中即可 A.地址寄存器 B.指令寄存器 C.程序计数器 D.变址寄存器 6.设机器中存有代码10100011B，若视为移码，它所代表的十进制数为（ B.35）。 A.-23 B.35 C.53 D-113 7.将(-25.25)十进制数转换成浮点数规格化(用补码表示),其中阶符、阶码共4位，数符、尾数共8位，其结果 为（ B.0101，10011011 ） A．0011，10010100 B.0101，10011011 C.0011，1110 D.0101，1100101 8.（2000）10化成十六进制数是（ B.（7D0）16）。
A．（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7FO）16 9. 下列数中最大的数是（（10011001）2＝153 ）。 A．（10011001）2 B.（227）8C。（98）16 D.（152）10 10. （ D. 移码）表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 11. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是（ D. ASCⅡ码）。 A. BCD码 B. 16进制 C. 格雷码 D. ASCⅡ码 12. 下列有关运算器的描述中，（D. 既做算术运算，又做逻辑运算）是正确的。 A.只做算术运算，不做逻辑运算 B. 只做加法 C.能暂时存放运算结果 D. 既做算术运算，又做逻辑运算 13.控制存储器存放的是(C.微程序)。 A.微程序和数据 B.机器指令和数据 C.微程序 D.机器指令 14. 在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为( B. 立即寻址)。 A. 隐含寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 直接寻址 15. 下面描述的RISC机器基本概念中正确的表达是( B. RISC机器一定是流水CPU)。 A. RISC机器不一定是流水CPU B. RISC机器一定是流水CPU C. RISC机器有复杂的指令系统 D. CPU配备很少的通用寄存器 16. 系统总线中地址线的功能是(D. 用于指定主存和I/O设备接口电路的地址)。 A. 用于选择主存单元地址 B. 用于选择进行信息传输的设备
1.1冯诺依曼体制：（1）采用二进制形式表示指令和数据；（2）采取存储程序方式；（3）由 运算器、存储器、控制器、输入、输出五大部件组成计算机系统，并规定了这五部分的基本功能。 1.2计算机系统的层次结构：一、从硬件组成角度划分：1、拟定指令系统，制作能实现指 令功能的硬件系统。2、配置操作系统。2、配置语言处理程序及软件资源。4、输入用户程序，处理执行。二、从语言功能划分：1、机器语言物理机。2、汇编语言。3、高级语言。4、专用语言。 1.3硬软件界面与等价：（1）等价：既可以由硬件实现，又可以在硬件支持下由软件实现其 功能。（2）界面：指令系统就是软硬件之间的界面 1.4总线：（1）CPU内部总线。（2）部件内总线。（3）系统总线。（4）外总线。 2.1 溢出：运算结果若超出机器数的表示范围。 2.2 并行加法器：如果用N位全加器一步实现N位相加，即同时相加。 2.3 进位链结构：分为并行和串行进位链结构：1.串行方式：逐级地形成各位进位，每一级进位直接依赖于前一级进位;2.并行进位：各进位信号是独自形成的，并不直接依赖于前一级。 2.4 浮点运算器：包含阶码运算器和尾数运算器两部分。 阶码运算器：是一个定点整数运算部件。其功能包括：阶码大小的比较，阶码加法部件，阶码调整时的增量与减量。 尾数运算器是一个定点小数运算部件。其功能包括：左移，右移，尾数加法部件，尾数乘法部件。 3．1存储器的结构层次 1主存：是由CPU直接访问的存贮器，它存放当前要执行的程序与要处理的数据。它是由半导体存储器组成。 对其基本要求：1能够随机访问2工作速度快3有一定容量 2外存：用来存放需要联机保存但暂不使用的程序与数据 3高速缓冲存储器：存放着最近要使用的程序与数据作为主存中活跃信息的副本 3．2 1物理存储器：以物理结构为基础，依靠操作系统的支持，使用户访存的编址范围比真实主存空间大 虚拟存储器：在软件编程上使用的存储器 3．3 存储器的分类：1磁芯存储器2半导体存储器3磁表面存储器4光盘存储器 半导体分类：按集成电路：双极型与MOS型 按存储方式：随机读写（RAM）只读（ROM） 3．4存储器的存取方式：1随机（RAM）2只读（ROM）3顺序存取（SAM）4直接存取（DAM）3．5 DRAM的刷新：对于DRAM芯片，它是依靠电容上存储的电荷来暂存信息的。电容上的电荷会逐渐泄露，因而需要定期为其充电即刷新 3．6 DRAM的刷新方式 1集中刷新：优点是主存利用率高，控制简单，缺点是刷新期不能用，形成死区 2分散刷新：优点时序控制简单，无死区缺点主存利用率不高速度低 3异步刷新：介于集中刷新和分散刷新之间 3．7 主存与CPU的连接在具体上有变化考虑的以下几点 1系统模式2速度匹配与时序控制3主存与数据总线间数据通路宽度的匹配4有关主存的控制信号 3．8 磁记录编码方式：1不归“0”制2见“1”就翻不归“0”制3 调相制（PM）4调频制（FM）5改进型调频制（MFM） 3．9 磁盘子系统：1硬件：盘片驱动器控制器与接口2软件：磁盘驱动程序，控制程序