计算机由运算器、存储器、输入/输出设备和控制器组成，并以运算器为中心连接在一起。
处理器的组成：处理器的基本组成包括：寄存器、运算器和控制器处理器的内部有大量的寄存器：通用寄存器、基址寄存器、变址寄存器、程序计数器、指令寄存器、状态控制字寄存器以及用户透明的MAR、MDR处理器的工作过程：处理器的主要工作就是周而复始地执行指令，所以它的基本功能包括取指令、分析指令、取数据、处理数据、写回结果。
（1）取指令。
处理器根据PC给出的主存地址访问主存储器，取出一个标准字长的指令，将其送入处理器内部专门存放当前指令的指令寄存器IR，然后PC加1。
（2）分析指令。
处理器将指令寄存器IR中的操作码部分取出送入指令译码器（Decoder）进行译码。
根据译码结果判断出指令的功能（即指令将要执行什么操作）、操作数的寻址方式以及操作数的数据类型，形成源操作数或目的操作数的物理地址。
（3）取数据。
根据源操作数的物理地址访问主存储器，取出源操作数。
源操作数将被送入处理器内部的数据寄存器，如累加器ACC。
（4）处理数据。
处理器将源操作数送入运算器，并根据指令译码结果启动运算器的相应操作对数据进行处理。
处理结果存回通用数据寄存器或缓冲寄存器。
（5）写回结果。
如果指令要求将结果写回寄存器或主存储器，那么处理器将根据目的操作数的地址，将目的操作数写入寄存器或主存储器。
指令（操作码和操作数）指令是处理器完成的最小功能单位。
所有指令的集合称为指令集。
指令也是计算机体系结构中最重要的属性。
指令包括操作码和操作数。
操作码规定了指令所具有的功能。
操作数是指令所要处理的数据。
常以数据所在存储单元的地址形式给出。
也称“指令地址码”。
寻址方式分为指令寻址和数据寻址。
存储器的主要指标：存储器的容量、访问速度、成本容量越大越好、访问速度越快越好、成本越低越好！层次结构的存储系统：计算机存储系统的层次结构中，最重要的两个层次是采用高速缓冲存储器的“Cache-主存”层次，以及基于虚拟存储器的“主存-辅存”层次。
引入Cache的目的是为了解决访问主存速度不够快的问题。
高度缓存Cache位于CPU和主存储器之间。
主存与Cache映射的三种方式：直接映射、相联映射、组相联映射中断的概念：中断（Interrupt）是一个由内外部事件激发来中断当前正在执行程序而运行另一个处理程序的过程。
有些中断是可屏蔽的，有些中断是不可屏蔽的。
中断的执行过程：Step1、保护断点：将断点地址压入堆栈保存，即当前PC值入栈。
Step2、关中断：屏蔽其它中断请求信号。
Step3、保护现场：将中断服务程序使用的所有寄存器内容入栈。
Step4、中断处理：执行中断源所要求的中断服务程序。
Step5、恢复现场：恢复被使用寄存器的原有内容。
Step6、开中断：允许接受其它中断请求信号。
Step7、中断返回：执行IRET指令，栈顶内容→PC，程序跳转回断点处。
存储器分级的目的是什么？Cache-主存存储层次用来解决什么问题？主存-辅存存储层次用来解决什么问题？答：Cache-主存存储层次用来解决主存速度低的问题，弥补CPU与主存在速度上的差异，在主存和Cache之间增加辅助硬件使主存和Cache构成一个整体，从CPU角度看，CPU访问Cache存储系统时，速度接近Cache速度，而容量是主存容量，价格/容量比接近主存。
Cache存储系统对系统程序员和应用程序员都是透明的，因为CPU对Cache和主存层次的调度全部由硬件实现。
主存-辅存存储层次用来解决主存容量小的问题，在主存和辅存之间增加辅助硬件和辅助软件，使主存和辅存构成一个整体，扩大程序可访问的存储空间，通过把磁盘空间当作主存空间供程序使用，建立起一个虚拟存储器。
存储器扩展技术主要解决什么？什么是位的扩展，什么是字的扩展？答：解决芯片容量与系统容量匹配问题。
当芯片数据线位数少于系统数据位数时，需要位扩展；单芯片地址位数少于系统地址位数时，需要字扩展。
提高访存速度可采取哪些措施？答：(1)采用高速器件，比如SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM 、DDR3 SDRAM。
(2)增加高速缓冲存储器cache 。
(3)并行存储结构等。
主存与Cache的地址映射有几种方式？都是什么方式？哪种方式比较实用？答：三种映射方式：全相联映射、直接映射、组相联映射。
其中组相联映射融合了前两种映射的优点，最实用。
主存和辅存在存储程序方面有什么区别？CPU访问这两种存储器的方式是否相同？答：主存存储正在或将要执行的程序。
执行过的程序也可能存放在主存中。
主存只能暂时保存程序，断电即消失。
辅存存放暂不执行或不准备执行的程序；可以长久保存。
CPU可以直接访问主存，无需任何软件驱动。
但不能直接访问辅存，需要操作系统将辅存的内容调入主存方可访问。
什么是指令系统？为什么说指令系统是计算机中软件和硬件分界的接口？答：一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。
它就是这台机器的机器语言。
在它之下是硬件实现电路，之上是各种软件程序实现。
所以说指令系统是计算机中软件和硬件分界的接口。
指令格式分为几个字段，各字段表示什么内容？答：指令格式分为操作码和操作数两个字段。
操作码OP表示该指令应进行什么性质的操作。
不同的指令用操作码字段的不同编码来表示，每一种编码代表一种指令。
若操作码字段有n位，则可表示2n条指令—有2n种不同的基本操作。
操作数表示指令所要处理的数据。
常以数据所在单元的地址形式给出。
也称“地址码A”。
操作数的来源通常为一个立即数（在指令代码中直接给出）、寄存器中内容、存储单元的内容或I/O端口的内容。
指令系统中采用不同寻址方式的主要目的是什么？答：缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性。
哪种寻址方式获取操作数的速度最快？答：立即寻址。
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以外，另一个数常需采用何种寻址方式？答：隐含寻址。
说明指令寻址:答：顺序寻址、跳跃寻址（相对寻址）。
指出四种不同的寻址方式；说明每种寻址方式操作数的位置及寻址过程。
答：(1)立即寻址：操作数在指令中。
取出指令立即得到操作数。
(2)寄存器寻址：操作数在寄存器中，指令中给出寄存器地址，用此地址访问寄存器得到操作数。
(3)直接寻址：操作数在存储器中，指令中给出存储器地址，用此地址访问存储器得到操作数。
(4)寄存器间接寻址：操作数在存储器中，指令中给出寄存器地址为形式地址，用此地址访问寄存器得到操作数实际地址，再用该地址访问存储器得到操作数。
CPU的主要功能是什么？答：取指令、执行指令。
指令控制、操作控制、时间控制、数据加工什么是指令周期？答：CPU每取出一条指令并执行这条指令，都要完成一系列的操作，这一系列操作所需的时间通常叫做一个指令周期。
指令周期、机器周期与时钟周期的关系？答：一个指令周期含有若干个机器周期，一个机器周期含有若干个时钟周期。
控制器存储器的作用是什么？答：存储微指令。
简述处理器与外部设备交换信息的方式？答:程序查询方式,程序中断方式,DMA方式,通道方式。
8位补码定点整数的范围是：-128 ~ +1271、写出8位补码(F9)16所对应的定点整数十进制真值：(F9)16 =(11111001)2真值为：-(0000111)2 = -(7)102、写出(17.625)10所对应的IEEE754单精度（32位）浮点机器数：(17.625)10 =(10001.101)2 =(1.0001101 2+100)2S=0 E=100+01111111=10000011 M=00011010000000000000000 10000011 00011010000000000000003.将十进制数-35.875 转化为IEEE 754 标准的32位单精度浮点数。
答：-35.875= -100011.111 = - 1.00011111 2+101S=1E=101+01111111=10000100M=00011111000000000000000浮点数为：1 10000100 000111110000000000000004、已知x=-66,y=+96，使用8位定点补码计算x-y，并判断结果是否溢出。
（要求有完整的计算过程）[x]补=[-66]补=[-1000010]补=1 0111110[y]补=[+96]补=[+1100000]补=0 1100000[-y]补=1 0100000[x-y]补=[x]补+[-y]补=11 0111110 + 11 0100000 =10 1011110 溢出5.将十六进制数的IEEE 754单精度数42E48000转换成十进制数值表示。
[解答]42E48000016=0 10000101 110010010000000000000002=(-1)0×2133-127×(1+1/2+1/4+1/32+1/256)=114.256.将十进制数20.59375转换成IEEE 754单精度数。
[解答]20.59375 10= 10100.10011 2=1.010010011 x 24符号位0指数部分为100+01111111=10000011尾数部分为010 0100 1100 0000 0000 000032位的单精度数为：0 10000011 010 0100 1100 0000 0000 00007、某SRAM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目各为多少？（5分）答：地址线：16位。
3分数据线：16位。
2分。
