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计算机组成原理(第二版)唐朔飞----各章节知识点
第一章知识总结（一）2017-04-19马辉
一个完整的计算机系统包括了硬件和软件两个子系统。
硬件部分按冯诺依曼观点分为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件。它们之间用系统总线进行连接。系统总线按传输内容分地址总线、数据总线和控制总线三类。
软件部分包括系统软件和应用软件两类，它们通常使用机器语言、汇编语言和高级语言三种计算机语言进行编写。由于机器硬件电路只能识别用0、1编写成的机器语言程序，所以用汇编或高级语言编写的源程序在运行前需使用汇编程序、编译程序或解释程序进行翻译。
软件的狭义观点是：软件是人们编制的具有各类特殊功能的程序，广义观点是：软件是程序以及开发、使用和维护程序需要的所有文档。
为了简化对复杂的计算机系统的理解，对计算机系统进行了层次结构划分，通常分为微程序机器、传统机器语言机器、操作系统虚拟机、汇报语言虚拟机、高级语言虚拟机等。从不同角度、层次理解机器的功能与使用方法，简化了需要掌握的知识内容。
虚拟机：依赖于一定的系统软件，所体现出的具有某种结构、功能和使用方法的计算机。
计算机组成原理关注传统机器语言机器M1和微程序机器M0，它们是实际机器，所看到的机器功能与结构由硬件电路直接实现。
冯诺依曼关于计算机结构的观点：
1、计算机由五大功能部件组成。
2、指令和数据均用二进制数表示，以同等地位存放于存储器中。
3、存储器按地址进行访问。
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，通常被顺序执行，在特定条件下，可根据运算结果或设定的条
件改变执行顺序。
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。
现代大部分机器仍采用“存储程序”思想构建，仍属于冯诺依曼结构的
计算机。
典型的冯诺依曼计算机
以运算器为中心，现代计
算机转化为以存储器为
中心。
现代计算机可认为由三
大部分组成：CPU（包含了运算器和控制器、及高速缓存）、I/O设备及主存储器。CPU和主存合起来称主机（及电源、总线与I/O接口），I/O设备也称外设。
运算器的核心是算术逻
辑单元ALU，控制器的核心是控制单元CU。外存（辅存）属于I/O设备。
第一章知识总结（二）2017-04-20马辉
存储元件（或称存储基元、存储元）：能存放一位二进制代码“0”或“1”的电路。存储单元：包含若干存储元，可存放一串二进制代码，通常对每一个存储单元分配一个唯一的单元
地址。
存储字：一个存储单元中所存放的二进制代码内容。
存储字长：一个存储字二进制代码的位数。
主存的工作方式就是按
存储单元的地址号来实
现对存储字各位的存（写入）、取（读出）。这种存取方式称为按地址存取，即按地址访问存储器（访存）。
MAR：存储器地址寄存器，用来存放欲访问的存储
单元的地址。
MDR：存储器数据寄存器，用来存放从存储单元读
出的代码或准备写入某
存储单元的代码，其位数与存储字长相等。
如若MAR为16位，MDR为32位，则配套存储容量为2的16次方乘于32位，即2Mb或256KB。
ALU：算术逻辑单元
ACC（或A、或AC）：累加器
MQ：乘商寄存器
X：操作数寄存器
PC：程序计数器，存放欲执行指令的地址。
IR：指令寄存器，存放当前正执行的指令代码。CU：控制单元，分析当前指令所需完成的操作，并发出各种微操作命令序列，用以控制所有被控对象。
机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU中的通用寄存器位数一致。
存储容量：包括主存容量和辅存容量，存储器能存放二进制代码量的表示。可以用总位数表示，或用字节数表示，主存更通常用单元数乘于存储字长表示。
主频：CPU工作所使用的时钟信号的频率。主频取导为时钟周期，表示一个时钟信号持续的时间长度。
MIPS：每秒钟执行多少百万条指令。（GIPS）
CPI：执行一条指令所需的时钟周期个数。FLOPS：每秒浮点运算次数。（MFLOPS或GFLOPS 或TFLOPS）
第二章知识总结
2017-04-21马辉
1946年，第一台电子数字计算机ENIAC诞生于美国宾夕法尼亚大学，它采用电子管构造，使用十进制运算。
早期计算机的更新换代集中体现在组成计算机基本电路的元器件上，按此可以把计算机发展分为：第一代，电子管计算机；第二代，晶体管计算机；第三代，中小规模集成电路计算机；第四代，大规模、超大规模集成电路计算机。
现代计算机作为一门独立学科迅猛发展，是由于微处理器的出现、软件技术的完善及应用范围的不断扩宽所带来的必然结果。
1971年，美国Intel公司研制成世界上第一个4位的微处理器芯片4004。
摩尔定律：微芯片上集成的晶体管数目每3年翻两番。
微型计算机的发展在很大程度上取决于微处理器的发展，而微处理器的发展又依赖于芯片集成度和处理器主频的提高。
计算机的应用：
科学计算
数据处理
计算机控制（工业控制、实时控制等）
网络应用（电子商务、网络教育、电子政务等）多媒体应用（电子动画、虚拟现实等）
办公自动化
管理信息系统
CAD / CAM / CIMS / CAI 人工智能（模式识别、语音识别、专家系统、机器人、自然语言理解等）第三章知识总结（一）2017-05-02马辉
总线：是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。
在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，理论上，允许多个部件同时从总线上接收相同的信息。
从不同角度可以有不同的总线分类方法：
按数据传送方式：并行传输总线和串行传输总线按总线使用范围：计算机总线、测控总线、网络通信总线
按传输方向：单向总线和双向总线
按连接部件的不同：片内总线、系统总线、通信总线
片内总线：为并行总线，该组线路可传各种类型信息
系统总线：为并行总线，按传输信息的不同，再分
智慧树知到《计算机组成原理》章节测试答案第一章 1、下列不属于计算机特点的是。 A:计算速度快 B:具有复杂的逻辑判断能力 C:计算可靠性高 D:能完成任何工作 正确答案：能完成任何工作 2、目前我们所说的个人台式商用机属于。 A:巨型机 B:中型机 C:小型机 D:微型机 正确答案：微型机 3、微型机的发展以技术为标志。 A:微处理器 B:磁盘 C:操作系统 D:软件 正确答案：微处理器 4、物理器件采用晶体管的计算机被称为。 A:第一代计算机
B:第二代计算机 C:第三代计算机 D:第四代计算机 正确答案：第二代计算机 5、计算机的运算速度只与机器的主频相关。 A:对 B:错 正确答案：错 6、存储器的容量应该包括主存容量和辅存容量。 A:对 B:错 正确答案：对 7、控制器用来完成算术运算和逻辑运算。 A:对 B:错 正确答案：错 8、输入设备将机器运算结果转换成人们熟悉的信息形式。A:对 B:错 正确答案：错 9、汇编语言是计算机能直接识别的语言。 A:对
B:错 正确答案：错 10、计算机硬件和软件是相辅相成、缺一不可的。 A:对 B:错 正确答案：对 第二章 1、若十六进制数为B5.4，则相应的十进制数为。 A:176.5 B:176.25 C:181.25 D:181.5 正确答案：181.25 2、一个 C 语言程序在一台32 位机器上运行。程序中定义了三个变量x、y和z ，其中x 和z 是int型，y 为short 型。当x=127，y=-9 时，执行赋值语句z=x+y 后，x、y和z的值分别是。 A:X=0000007FH，y=FFF9H，z=00000076H B:X=0000007FH，y=FFF9H，z=FFFF0076H C:X=0000007FH，y=FFF7H，z=FFFF0076H D:X=0000007FH，y=FFF7H，z=00000076H 正确答案：X=0000007FH，y=FFF7H，z=00000076H 3、在定点二进制运算器中，减法运算一般是通过实现的。 A:原码运算的二进制减法器
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
一、判断题 1. 在使用配置了触摸屏的多媒体计算机时，可不必使用鼠标器。 2. 盘和存之间以簇为单位交换数据。 3. 光盘是一种可读不可写的存储器。 4. VGA是显示器主机间的接口。 5. 激光打印机使用的墨水质量很高。 6. 扫描仪工作时，将被扫描的图件正面朝上。 7. 数码相机的成像技术与传统相机的成像技术基本相同。 8. ＣＭＯＳ是一种易失性存储器。 9. ＳＲＡＭ比ＤＲＡＭ速度慢。 10.ＲＯＭ是非易失性存储器。 11.利用Cache能加快程序的运行速度，其依据的原理是Cache速度快。 12.主存储器的编址单位是字节。 13.I/O控制器可以完全脱离ＣＰＵ控制Ｉ／Ｏ操作的全过程。 14.ＣＰＵ总线、存储器总线和Ｉ／Ｏ总线统称系统总线。 15.Ｉ／Ｏ接口就是用于连接Ｉ／Ｏ设备的各种插头插座。 16.总线控制器包含在主板的芯片组。 17.ＵＳＢ接口按双向并行方式传输数据。 18.ＡＬＵ与浮点运算器可以同时进行整数和实数的运算。 19.ＣＰＵ主频即ＣＰＵ总线频率。 20.计算机常用的输入设备为键盘、鼠标，常用的输出设备有显示器、打印机。21.不同厂家生产的计算机一定互相不兼容。 22.PC机的主存储器包含大量的存储单元，每个存储单元都可以存放8个Byte。 23.在使用输入设备进行输入时，目前还只能输入文字、命令和图像，无法输入声音。 24.为了提高CPU访问硬盘的工作效率，硬盘通过将数据存储在一个比其速度快得多的缓冲区 来提高与CPU交换的速度，这个区就是高速缓冲区，它是由DRAM芯片构成的。 25.在一台已感染病毒的计算机上读取一CD-ROM光盘中的数据，该光盘也有可能被感染病毒。 26.存储容量是数码相机的一项重要性能，不论拍摄质量如何，存储容量大的数码相机可拍摄 的相片数量肯定比存储容量小的相机多。 27.绘图仪、扫描仪、显示器、音箱等均属于输出设备。 28.PC机的主板又称为母板，上面可安装CPU、存储器、总线、I／O控制器等部件，它们是 PC机的核心。 29.由于硬盘的外部传输速率要小于部传输速率，所以外部传输速率的高低是评价硬盘整体性 能的决定性因素。 30. PC机中常用的外围设备都通过各自的扩充卡与主板相连，这些扩充卡只能插在主板上的 PCI总线插槽中。 31.大部分数码相机采用CCD成像芯片，CCD芯片中有大量的CCD像素，像素越多影像的分辨 率(清晰度)就越高，生成的数字图像也越小。 32. 高速缓存(Cache)可以看做主存的延伸，与主存统一编址，接收CPU的访问，但其速度要 比主存高得多。 33. 即插即用就是不需要设备驱动程序。 34. USB接口是一种通用的串行接口，通常连接的设备有移动硬盘、优盘、鼠标器、扫描仪
计算机组成原理 1．(45.75)10=(___________)16 2．若[X]补=1.0110，则[1/2X]补=___________。 3．若X补=1.1001，按舍入恒置1法舍去末位得__________。 4．运算器的核心部件是__________。 5．动态MOS存储器的刷新周期安排方式有____________、 _____________、_____________。 6．若地址码8位，按字节编址则访存空间可达___________，若地址码10位，则访存空间可达_____________，若地址码20位，则访存空间可达_____________。 7．CPU中用于控制的寄存器有_______________________、 __________________ 和_____________________三种；8．控制器的组成方式可分为______________________和微程序控制器两类。 9．按数据传送方式，外围接口可分为_________________和 __________________。 10．指令中的操作数一般可分为_______操作数和_______操作数。11．申请掌握使用总线的设备，被称为__________。 12．某CRT显示器，分辨率800列╳600行，如果工作在256色模式下，则至少需要_________字节的显示存储器。 选择题: 1、浮点加减中的对阶是（） A.将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同 B.将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同 C.将被加数的阶码调整到与加数的阶码相同 D.将加数的阶码调整到与被加数的阶码相同 2、下列哪一个属于检错纠码（） A. BCD码 B. ASCII码 C. 奇偶校验码 D. 8421码 3、指令格式可表示为（）和地址码的形态 A.指令码 B. 操作码 C.微指令 D. 寄存器码 4、在不同速度的设备之间传送数据( )
第一章计算机系统概论p.19 1.1什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 计算机系统：计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体 计算机硬件：计算机的物理实体 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要 1.2如何理解计算机系统的层次结构？ 实际机器M1向上延伸构成了各级虚拟机器，机器M1内部也可向下延伸而形成下一级的微程序机器M0，硬件研究的主要对象归结为传统机器M1和微程序机器M0，软件研究对象主要是操作系统及以上的各级虚拟机 1.3说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言 汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序 高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性 1.4如何理解计算机组成和计算机体系结构？ 计算机体系结构是对程序员可见的计算机系统的属性 计算机组成对程序员透明，如何实现计算机体系结构所体现的属性 1.5冯·诺依曼计算机的特点是什么？ 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成 指令和数据以同一形式（二进制形式）存于存储器中 指令由操作码、地址码两大部分组成 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行 以运算器为中心（原始冯氏机） 1.6画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。 计算机硬件各部件 运算器：ACC, MQ, ALU, X 控制器：CU, IR, PC 主存储器：M, MDR, MAR I/O设备：设备，接口 计算机技术指标： 机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关 存储容量：主存：存储单元个数×存储字长 运算速度：MIPS, CPI, FLOPS 1.7解释概念 主机：计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位 存储元件/存储基元/存储元：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，不能单独存取 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数
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
第一章 １．电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里 解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。 ２．冯·诺依曼计算机的特点是什么其中最主要的一点是什么解：冯·诺依曼计算机的特点如下： ①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成； ②计算机内部采用二进制来表示指令和数据； ③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。 第③点是最主要的一点。 ３．计算机的硬件是由哪些部件组成的它们各有哪些功能解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。它们各自的功能是： ①输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。 ②输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。 ③存储器：用来存放程序和数据。 ④运算器：对信息进行处理和运算。
⑤控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。 ４．什么叫总线简述单总线结构的特点。 解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。CPU 与主存、CPU 与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过CPU 的干预。 ５．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。 解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。 第０级为硬件组成的实体。 第１级是微程序级。这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。 第２级是传统机器级。这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。 第３级是操作系统级。从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另一方面它又是传统机器的延伸。第４级是汇编语言级。这级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序叫做汇编程序。 第５级是高级语言级。这级的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成高级语言翻译的工作。
第一章知识总结（一） 2017-04-19马辉安阳师院mh 一个完整的计算机系统包括了硬件和 软件两个子系统。 硬件部分按冯诺依曼观点分为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设 备五大功能部件。它们之间用系统总 线进行连接。系统总线按传输内容分 地址总线、数据总线和控制总线三类。 软件部分包括系统软件和应用软件两类，它们通常使用机器语言、汇编语 言和高级语言三种计算机语言进行编写。由于机器硬件电路只能识别用0、1编写成的机器语言程序，所以用汇编或高级语言编写的源程序在运行前需 使用汇编程序、编译程序或解释程序 进行翻译。 软件的狭义观点是：软件是人们编制 的具有各类特殊功能的程序，广义观 点是：软件是程序以及开发、使用和 维护程序需要的所有文档。 为了简化对复杂的计算机系统的理解，对计算机系统进行了层次结构划分， 通常分为微程序机器、传统机器语言 机器、操作系统虚拟机、汇报语言虚 拟机、高级语言虚拟机等。从不同角度、层次理解机器的功能与使用方法，简化了需要掌握的知识内容。 虚拟机：依赖于一定的系统软件，所 体现出的具有某种结构、功能和使用 方法的计算机。计算机组成原理关注传统机器语言机 器M1和微程序机器M0，它们是实际机器，所看到的机器功能与结构由硬件 电路直接实现。 冯诺依曼关于计算机结构的观点： 1、计算机由五大功能部件组成。 2、指令和数据均用二进制数表示，以同等地位存放于存储器中。 3、存储器按地址进行访问。 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，通常被顺序执行，在特定条件下，可根据 运算结果或设定的条件改变执行顺序。 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。 现代大部分机器仍采用“存储程序” 思想构建，仍属于冯诺依曼结构的计 算机。 典型的冯诺依曼计算机以运算器为中心，现代计算机转化为以存储器为中心。 现代计算机可认为由三大部分组成：CPU（包含了运算器和控制器、及高速缓存）、I/O设备及主存储器。CPU和主存合起来称主机（及电源、总线与 I/O接口），I/O设备也称外设。
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。
第二章计算机组成原理（5） 一、选择题 1、下列关于IC卡的叙述中，错误的是______ D ___。 A.IC卡是"集成电路卡"的简称 B.IC卡中内嵌有集成电路芯片 C.IC卡不仅可以存储数据，还可以通过加密逻辑对数据进行加密 D.非接触式IC卡依靠自带电池供电 2、下列关于USB接口的说法错误的是___ A _____。 https://www.doczj.com/doc/e615562055.html,B接口只有一种标准（版本） B.一个USB接口通过USB集线器可以连接多 个设备 https://www.doczj.com/doc/e615562055.html,B的中文含义是通用串行总线 https://www.doczj.com/doc/e615562055.html,B接口连接的设备可以热插拔，即不需要关机就可以插拔设备 3、以下打印机中，需要安装硒鼓才能在打印纸上印出文字和图案的是____ A ____。 A.激光打印机 B.压电喷墨式打印机 C.热喷墨式打印机 D.针式打印 机 4、移动存储器有多种，目前已经不常使用的是__ D __。 A. U盘 B. 存储卡 C. 移动硬盘 D. 磁带 5、销售广告标为"P4/1.5G/512MB/80G"的一台个人计算机，其CPU的时钟频率是___ B _____。 A.512MHz B.1500MHz C.80000MHz D.4MHz 6、下列关于USB接口的叙述，正确的是＿A＿。 https://www.doczj.com/doc/e615562055.html,B接口是一种总线式串行接口 https://www.doczj.com/doc/e615562055.html,B接口是一种并行接口 https://www.doczj.com/doc/e615562055.html,B接口是一种低速接口 https://www.doczj.com/doc/e615562055.html,B接口不是通用接口 7、显示器分辨率是衡量显示器性能的一个重要指标，它指的是整屏可显示多少__D______。 A.颜色 B.ASCII字符 C.中文字符 D.像素 8、下面属于PC机标准输入设备的是_____ A ___。 A.键盘 B.触摸屏 C.扫描仪 D.数码相机 9、下面有关计算机输入输出操作的叙述中，错误的是____ C ____。 A.计算机输入/输出操作比CPU的速度慢得多 B.两个或多个输入输出设备可以同时进行工作 C.在进行输入/输出操作时，CPU必须停下来等候I/O操作的完成 D.每个(或每类)I/O设备都有各自专用的控制器 10、下面关于硬盘存储器信息存储原理的叙述中，错误的是______ D _______。 A.盘片表面的磁性材料粒子有两种不同的磁化方向，分别用来记录 "0"和"1" B.盘片表面划分为许多同心圆，每个圆称为一个磁道，盘面上一般都有几千个磁道 C.每条磁道还要分成几千个扇区，每个扇区的存储容量一般为512字节 D.与CD光盘片一样，每个磁盘片只有一面用于存储信息 11、下面关于硬盘存储器结构与组成的叙述中，错误的是______ D _____。 A.硬盘由磁盘盘片、主轴与主轴电机、移动臂、磁头和控制电路等组成 B.磁盘盘片是信息的存储介质 C.磁头的功能是读写盘片上所存储的信息 D.盘片和磁头密封在一个盒状装置内，主轴电机安装在PC主板上 12、下面关于液晶显示器的叙述中，错误的是_____D___。
一、选择题 1．冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是______。 A．多指令流单数据流；B．按地址访问并顺序执行指令； C．堆栈操作；D．存储器按内容选择地址。 2．______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 3.一个16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是______。 A．48 B．46 C．36 D.40 4. 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______。 A. 隐含寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 直接寻 址 5. 信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为______。 A.串行传输 B.并行传输 C.并串行传输 D.分时传输 6. 和外存储器相比，内存储器的特点是______。 A．容量大、速度快、成本低 B．容量大、速度慢、成本高 C．容量小、速度快、成本高 D．容量小、速度快、成本低 7. 在CPU中，暂存指令的寄存器是______。 A. 数据寄存器 B. 程序计数器 C. 状态条件寄存器 D. 指令寄存器 8. EPROM是指______。 A. 读写存储器 B. 只读存储器 C. 可编程的只读存储器 D. 光擦除可编程的只读 存储器 9. 下列数中最小的数是______。 A．（1101001）2 B．（52）8 C．（133）8 D．（30）16 10. 假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字 符码是______。 A．11001011 B．11010110 C．11000001 D．11001001 11. 单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作 数外，另一个数常需采用______。 A. 堆栈寻址方式 B. 立即寻址方式 C.隐含寻址方式 D. 间接寻址方式 12. 用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为______寻址。 A. 直接 B. 间接 C. 寄存器直接 D. 寄存器间接 13. 中央处理器（CPU）包含______。 A．运算器 B．控制器 C．运算器、控制器和cache D．运算器、控制器和主存 14. 在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是______。 A．主存地址寄存器 B．程序计数器 C．指令寄存器 D．状态条件寄存器 15. 在集中式总线仲裁中，______方式响应时间最快。 A．链式查询 B.计数器定时查询 C.独立请求 D.以上三种相同
第二章计算机组成原理（2） 一、选择题 1、以下关于计算机指令系统的叙述中，正确的是_____ B ___。 A.用于解决某一问题的一个指令序列称为指令系统 B.计算机指令系统中的每条指令都是CPU可执行的 C.不同类型的CPU，其指令系统是完全一样的 D.不同类型的CPU，其指令系统完全不一样 2、以下符号中____ C ____代表一种I/O总线标准。 A.CRT B.VGA C.PCI D.DVD 3、以下打印机中，需要安装硒鼓才能在打印纸上印出文字和图案的是____ A ____。 A.激光打印机 B.压电喷墨式打印机 C.热喷墨式打印机 D.针式打印 机 4、移动存储器有多种，目前已经不常使用的是__ D __。 A. U盘 B. 存储卡 C. 移动硬盘 D. 磁带 5、销售广告标为"P4/1.5G/512MB/80G"的一台个人计算机，其CPU的时钟频率是___ B _____。 A.512MHz B.1500MHz C.80000MHz D.4MHz 6、现在激光打印机与主机连接多半使用的是____B___接口，而以前则大多使用并行接口。 A.SATA https://www.doczj.com/doc/e615562055.html,B C.PS/2 D.IEEE-1394 7、显示器分辨率是衡量显示器性能的一个重要指标，它指的是整屏可显示多少__D______。 A.颜色 B.ASCII字符 C.中文字符 D.像素 8、下面属于PC机标准输入设备的是_____ A ___。 A.键盘 B.触摸屏 C.扫描仪 D.数码相机 9、下面有关计算机输入输出操作的叙述中，错误的是____ C ____。 A.计算机输入/输出操作比CPU的速度慢得多 B.两个或多个输入输出设备可以同时进行工作 C.在进行输入/输出操作时，CPU必须停下来等候I/O操作的完成 D.每个(或每类)I/O设备都有各自专用的控制器 10、下面关于硬盘存储器信息存储原理的叙述中，错误的是______ D _______。 A.盘片表面的磁性材料粒子有两种不同的磁化方向，分别用来记录 "0"和"1" B.盘片表面划分为许多同心圆，每个圆称为一个磁道，盘面上一般都有几千个磁道 C.每条磁道还要分成几千个扇区，每个扇区的存储容量一般为512字节 D.与CD光盘片一样，每个磁盘片只有一面用于存储信息 11、下面关于硬盘存储器结构与组成的叙述中，错误的是______ D _____。 A.硬盘由磁盘盘片、主轴与主轴电机、移动臂、磁头和控制电路等组成 B.磁盘盘片是信息的存储介质 C.磁头的功能是读写盘片上所存储的信息 D.盘片和磁头密封在一个盒状装置内，主轴电机安装在PC主板上 12、下面关于液晶显示器的叙述中，错误的是_____D___。 A.它的英文缩写是LCD B.它的工作电压低，功耗小 C.它几乎没有辐射 D.它与CRT显示器不同，不需要使用显示卡 13、下面关于鼠标器的叙述中，错误的是___ C _____ A.鼠标器输入计算机的是其移动时的位移量和移动方向 B.不同鼠标器的工作原理基本相同，区别在于感知位移信息的方法不同
《计算机组成原理》模拟试题 一、填空选择题（每空1分，共30分） 1．______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 2．下列有关运算器的描述中，______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 3. CPU主要包括______。 A.控制器 B.控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU和主存 4、针对8位二进制数，下列说法中正确的是。 A、-127的补码为10000000 B、-127的反码等于0的移码 C、+1的移码等于-127的反码 D、0的补码等于-1的反码 我的答案：B 5、已知定点整数x的原码为,且,则必有。 A、 B、 C、,且不全为0 D、,且不全为0 我的答案：A得分： 14.3分 6、已知定点小数x的反码为,且，则必有。 A、 B、
C、不全为0 D、 我的答案：D得分： 14.3分 7、若某数x的真值为-0.1010,在计算机中该数表示为1.0110，则该数所用的编码方法为码。 ?A、原 ?B、补 ?C、反 ?D、移 我的答案：B得分： 14.3分 8、某机字长为32位，采用定点小数表示，符号位为1位，尾数为31位，则可表示的最大正小数为①，最小负小数为②。 A、 B、 C、 D、 我的答案：CD 9、指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是。 A、实现存储程序和程序控制 B、缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 C、可以直接访问外存 D、提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度 正确答案：B 我的答案：B得分： 12.5分 10、变址寻址方式中，操作数的有效地址是______。 A、基址寄存器内容加上形式地址（位移量） B、程序计数器内容加上形式地址 C、变址寄存器内容加上形式地址
计算机组成原理习题章 带答案 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
第四章 1．一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？ 1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位，8K×8位 地址线和数据线的总和 = 14 + 32 = 46根； 选择不同的芯片时，各需要的片数为： 1K×4：（16K×32） / （1K×4） = 16×8 = 128片 2K×8：（16K×32） / （2K×8） = 8×4 = 32片 4K×4：（16K×32） / （4K×4） = 4×8 = 32片 16K×1：（16K×32）/ （16K×1） = 1×32 = 32片 4K×8：（16K×32）/ （4K×8） = 4×4 = 16片 8K×8：（16K×32） / （8K×8） = 2×4 = 8片 2．现有1024×1的存储芯片，若用它组成容量为16K×8的存储器。试求： （1）实现该存储器所需的芯片数量？ （2）若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为4K×8位，该存储器所需的地址线总位数是多少？其中几位用于选板？几位用于选片？几位用做片内地址？ 16K×8=2^14×8,地址线为14根.4K×8容量的板,共需要4块板子.则14根地址线的最高2位用于板选（00～11,第1块板子～第4块板 子）,4K*8位＝2^12*8位＝12*1K*8位,也就是在每块板子内需要4*8个芯片,而每8个芯片组成8位,也就是位扩展.也就是说需要4组,则除了
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
第一章 1）冯.诺依曼主要三个思想是什么？ （1）计算机处理采用二进制或二进制代码 （2）存储程序 （3）硬件五大部分：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器 2）计算机硬件由哪5部分组成？ 输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器 3）VLSI中文的意思是什么？ 超大规模集成电路 4）列举出三个计算机应用领域？ 1．科学技术计算2．数据信息处理3．计算机控制 4．计算机辅助技术5．家庭电脑化 5）计算机系统分哪两大系统？ 硬件和软件系统 6）计算机内部信息包括哪两大信息？ 计算机中有两种信息流动：一是控制信息，即操作命令，其发源地为控制器；另一种是数据流，它受控制信息的控制，从一部件流向另一部件，边流动边加工处理。 7）计算机性能主要包括哪三个主要性能？ （1）基本字长: 是参与运算的数的基本长度，用二进制数位的长短来衡量，取决寄存器、加法器、数据总线等部件的位数。 （2）主存容量:可以用字节，有的用字长，K、M、G、T （3）运算速度: 是每秒能执行的指令条数来表示，单位是条/秒。（MIPS） 8）现代计算机系统分为五个层次级别是如何划分的？ 从功能上，可把现代计算机系统分为五个层次级别： 第一级是微程序设计级：是硬件级 第二级是一般机器级：机器语言级 第三级是操作系统级：是操作系统程序实现。(混合级) 第四级是汇编语言级：一种符号形式语言。 第五级是高级语言级 9）机器数是指什么？它主要是解决了数值的什么表示？ 10）机器数有哪4种表示方法？ 原码表示法、补码表示法、和移码表示法四种。 11）计算机数值有哪两种表示方式？它主要解决了数值的什么表示？ 定点表示和浮点表示。主要解决数中小数点的位置的确定。 12）浮点数在计算机内部表示两种方式是如何安排的？ 13）尾数是补码表示其规格化如何表示？ 正数：0.1×…×的形式负数：1.0×…×的形式 14）解释计算机内部数值0和字符0有何不同？ 数值0在计算机中为00H，而字符0为其ASCII码30H。 15）计算机如何判断加法溢出的？ 当运算结果超出机器所能表示的数域范围时，称为溢出。 判别方法有：符号位判别法、进位判别法、双符号位判别法。 16）半加器与全加器有什么不同？
《计算机组成原理》模拟试题一 一、填空题 1、若[X]补=X0.X1X2X3X4则[X/4]补= （）。 2、局部性原理分为（）局部性和（）空间局部性。 3、六管静态存储单元利用（）保存信息，动态 存储单元利用（）保存信息。 4、冯诺依曼计算机的工作原理是（） 5、动态存储器的刷新是以（）方式进行的。 6、操作数在寄存器中是（）寻址方式、操作数地址在内存中 是（）寻址方式 7、128KX8位的RA M，不考虑电源线，还有（）个引脚 二、名词解释 透明性、固件、存储体系、中断、寻址方式、接口 三、计算题 1、已知X= 0.1001 , Y= - 0.1011用变形补码计算X - Y ，并判断是否溢 出（5’写详细步骤） 2、设数的阶码为3位，尾数为6位（均不含符号位），按照计算机补码 浮点数运算步骤计算X+Y （写详细步骤） X= 2 -011X（-0.100100）Y= 2 - 010 X 0.011010 四、已知16位机需要1M的存储空间，使用16KX8位的静态存储器芯片构 造该计算机的存储器，并允许访问最大的存储空间，选用模板结构形式。 1.若每个摸板为128KX16位，构成该机的主存共需要多少摸板 2.上述每个摸板内有多少个16KX8位存储器芯片 3. 画出该存储器与CPU的连接，并计算每个摸板的全局地址范围 五、判断正误，并改正你认为错误的。 1、CACHE和虚拟存储器对系统程序员都是不透明的（） 2、动态存储器的刷新是按行进行的，刷新地址由CPU给出（） 3、多操作数指令可以是单字长指令（） 4、从逻辑功能上看，硬件和软件的功能是等价的（） 5、指令的功能是由操作码决定的（）
一、 浮点存储： 1．若浮点数x 的754标准存储格式为(41360000)16，求其浮点数的十进制数值。 解：将16进制数展开后，可得二制数格式为 0 100 00010 011 0110 0000 0000 0000 0000 S 阶码(8位) 尾数(23位) 指数e=阶码-127=10000010-01111111=00000011=(3)10 包括隐藏位1的尾数 1.M=1.011 0110 0000 0000 0000 0000=1.011011 于是有 x=(-1)S×1.M×2e=+(1.011011)×23=+1011.011=(11.375)10 2. 将数(20.59375)10转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式。 解:首先分别将整数和分数部分转换成二进制数： 20.59375=10100.10011 然后移动小数点，使其在第1，2位之间 10100.10011=1.010010011×24 e=4于是得到： S=0, E=4+127=131, M=010010011 最后得到32位浮点数的二进制存储格式为： 01000001101001001100000000000000=(41A4C000)16 3. 假设由S ,E ,M 三个域组成的一个32位二进制字所表示的非零规格化 浮点数ｘ,真值表示为（非IEEE754标准）：ｘ＝(－1)s ×(1.M )×2E － 128 问：它所表示的规格化的最大正数、最小正数、最大负数、最小负数是多少？ (1)最大正数 0 1111 1111 111 1111 1111 1111 1111 1111 ｘ＝[1＋(1－2-23)]×2127 (2)最小正数 000 000 000000 000 000 000 000 000 000 00 ｘ＝1.0×2－ 128 (3)最小负数 111 111 111111 111 111 111 111 111 111 11 ｘ＝－[1＋(1－2－ 23)]×2127 (4)最大负数 100 000 000000 000 000 000 000 000 000 00 ｘ＝－1.0×2－ 128 4.用源码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算xXy 。 （1）x=11000 y=11111 (2) x=-01011 y=11001 （1）原码阵列 x = 0.11011, y = -0.11111 符号位: x 0⊕y 0 = 0⊕1 = 1 [x*y] 原 = 1， 11 0100 0101 带求补器的补码阵列 [x]补 = 0 11011, [y]补 = 1 00001 乘积符号位单独运算0⊕1＝1 X ×Y ＝-0.1101000101 (2) 原码阵列 x = -0.11111, y = -0.11011 符号位: x 0⊕y 0 = 1⊕1 = 0 [x*y]补 = 0,11010,00101 带求补器的补码阵列 [x]补 = 1 00001, [y]补 = 1 00101 乘积符号位单独运算1⊕1＝0 尾数部分算前求补输出│X │＝11111，│y │＝11011 X ×Y ＝0.1101000101 5. 计算浮点数x+y 、x-y x = 2-101*(-0.010110), y = 2-100*0.010110 [x]浮= 11011,-0.010110 [y]浮= 11100,0.010110 Ex-Ey = 11011+00100 = 11111 规格化处理: 0.101100 阶码 11010 x+y= 0.101100*2-6 规格化处理: 1.011111 阶码 11100 x-y=-0.100001*2-4 6. 设过程段 S i 所需的时间为τi ,缓冲寄存器的延时为τl ,线性流水线的时钟周期定义为 τ＝max{τi }＋τl ＝τm ＋τl 流水线处理的频率为 f ＝1/τ。 ● 一个具有k 级过程段的流水线处理 n 个任务需要的时钟周 期数为T k ＝k ＋(n －1)， 所需要的时间为： T ＝T k × τ 而同时，顺序完成的时间为：T ＝n ×k ×τ ● k 级线性流水线的加速比： *C k = TL ＝ n·k Tk k ＋(n －1) 二、 内部存储器 *闪存：高性能、低功耗、高可靠性以及移动性 编程操作：实际上是写操作。所有存储元的原始状态均处“1” 状态，这是因为擦除操作时控制栅不加正电压。编程操作的目的是为存储元的浮空栅补充电子，从而使存储元改写成“0”状态。如果某存储元仍保持“1”状态，则控制栅就不加正电压。如图(a)表示编程操作时存储元写0、写1的情况。实际上编程时只写0，不写1，因为存储元擦除后原始状态全为1。要写0，就是要在控制栅C 上加正电压。一旦存储元被编程，存储的数据可保持100年之久而无需外电源。 读取操作：控制栅加上正电压。浮空栅上的负电荷量将决定 是否可以开启MOS 晶体管。如果存储元原存1，可认为浮空栅不带负电，控制栅上的正电压足以开启晶体管。如果存储元原存0，可认为浮空栅带负电，控制栅上的正电压不足以克服浮动栅上的负电量，晶体管不能开启导通。当MOS 晶体管开启导通时，电源VD 提供从漏极D 到源极S 的电流。读出电路检测到有电流，表示存储元中存1，若读出电路检测到无电流，表示存储元中存0，如图(b)所示。 擦除操作：所有的存储元中浮空栅上的负电荷要全部洩放出 去。为此晶体管源极S 加上正电压，这与编程操作正好相反，见图(c)所示。源极S 上的正电压吸收浮空栅中的电子，从而使全部存储元变成1状态。 *cache ：设存储器容量为32字，字长64位，模块数m=4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T=200ns ，数据总线宽度为64位，总线传送周期=50ns 。若连续读出4个字，问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少? 解：顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4个字的信息总量 都是： q=64b×4=256b 顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别 是： t2=mT=4×200ns=800ns=8×10-7s t1=T+(m-1)=200ns+350ns=350ns=35×10-7s 顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是： W2=q/t2=256b÷(8×10-7)s=320Mb/s W1=q/t1=256b÷(35×10-7)s=730Mb/s *CPU 执行一段程序时，cache 完成存取的次数为1900次， 主存完成存取的次数为100次，已知cache 存取周期为50ns ，主存存取周期为250ns ，求cache/主存系统的效率和平均访问时间。 解： h=Nc/（Nc+Nm ）=1900/(1900+100)=0.95 r=tm/tc=250ns/50ns=5 e=1/(r+(1-r)h)=1/(5+(1-5)×0.95=83.3% ta=tc/e=50ns/0.833=60ns *存储器：已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若 使用256K×16位的DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，问： （1） 每个模块板为1024K×64位，共需几个模块板？ （2） 个模块板内共有多少DRAM 芯片? （3）主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各模块板？ (1)个模块 64264 *264 *2620 26 == (2) 1616 *2*264 *28 1020= 每个模块要16个DRAM 芯片 (3)64*16 = 1024块 由高位地址选模块 *用16K×8位的DRAM 芯片组成64K×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。 (2) 设存储器读/写周期为0.5μS, CPU 在1μS 内至少要访问一次。试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？ 解：(1)根据题意，存储总容量为64KB ，故地址总线需16位。现使用16K*8位DRAM 芯片，共需16片。芯片本身地址线占14位，所以采用位并联与地址串联相结合的方法来组成整个存储器，其组成逻辑图如图所示，其中使用一片2：4译码器。 (2)根据已知条件，CPU 在1us 内至少访存一次，而整个存储器的平均读/写周期为0.5us ，如果采用集中刷新，有64us 的死时间，肯定不行如果采用分散刷新，则每1us 只能访存一次，也不行所以采用异步式刷新方式。假定16K*1位的DRAM 芯片用128*128矩阵存储元构成，刷新时只对128行进行异步方式刷新，则刷新间隔为2ms/128 = 15.6us ，可取刷新信号周期15us 。刷新一遍所用时间＝15us ×128＝1.92ms