计算机组成原理总复习资料
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计算机组成原理复习要点一、 题型分布选择题 20分;填空题 30分;判断题 10分;计算题 20/25分;简答题 20/15分二、 每章重点内容 第一章 概述1、什么是计算机组成2、诺依曼体系结构计算机的特点(1)硬件由五大部份组成(运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备). (2)软件以2#表示。
(3)采用存储程序所有的程序预先存放在存储器中,此为计算机高速自动的基础; 存储器采用一维线性结构; 指令采用串行执行方式。
控制流(指令流)驱动方式;(4)非诺依曼体系结构计算机数据流计算机多核(芯)处理机的计算机3、计算机系统的层次结构(1)从软、硬件组成角度划分层次结构(2)从语言功能角度划分的层次结构虚拟机:通过软件配置扩充机器功能后,所形成的计算机,实际硬件并不具备相应语言的功能.第二章数据表示1、各种码制间的转换及定点小数和定点整数的表示范围(1)原码:计算规则:最高位表示符号位;其余有效值部分以2#的绝对值表示。
如:(+0.1011)原=0.1011; (—0。
1001)原=1。
1001(+1011)原 = 01011; (—1001)原 =11001注意:在书面表示中须写出小数点,实际上在计算机中并不表示和存储小数点。
原码的数学定义若定点小数原码序列为X0。
X1X2...Xn共n+1位数,则:X原=X 当 1 >X≥0X原=1-X=1+|x| 当 0≥X>-1若定点整数原码序列为X0X1X2.。
Xn共n+1位数,则:X原=X 当 2n >X≥0X原=2n—X=2n+|x| 当 0≥X>—2n说明:在各种码制(包括原码)的表示中需注意表示位数的约定,即不同的位数表示结果不同,如:以5位表示,则(—0。
1011)原=1。
1011以8位表示,则(-0。
1011)原=1。
10110000的原码有二种表示方式:小数:(+0.0000)原=0.0000,(-0。
0000)原=1.0000整数:(+00000)原 =00000,(-00000)原=10000符号位不是数值的一部分,不能直接参与运算,需单独处理.约定数据位数的目的是约定数据的表示范围,即:小数:-1 〈 X 〈 1整数:-2n 〈 X 〈 2n(2)反码:计算规则:正数的反码与原码同;负数的反码是原码除最高位(符号位)外,各位求反.如:正数:(+0。
《计算机组成原理》复习提纲第一章:绪论1、存储程序概念(基本含义)。
P3⑴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;⑵计算机内部采用二进制来表示指令和数据;⑶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2、冯·诺依曼计算机结构的核心思想是什么?存储程序控制3、主机的概念(组成部件是哪些?)中央处理器(运算器和控制器)和主存储器4、计算机的五大基本部件有哪些?输入设备,输出设备,存储器,运算器,控制器5、冯·诺依曼结构和哈佛结构的存储器的设计思想各是什么?P9程序存储、程序控制冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。
指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置。
哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。
CPU首先到指令存储器中读取指令内容,译码后得到数据地址,再到相应的数据存储器中读取数据,并进行下一步的操作(通常是执行)Cache和主存储器分别是采用的哪种设计思想?Cache采用哈佛结构,主存储器采用冯.诺依曼结构6、计算机系统是有软件系统和硬件系统组成的。
7、现代个人PC机在总线结构上基本上都采用的是单总线结构,根据所传送的信息类型不同又可分为哪三类总线?地址总线,数据总线,控制总线第二章:数据的机器层表示1、定点小数表示范围(原码、补码)原码定点小数表示范围为:-(1-2-n)~(1-2-n)补码定点小数表示范围为:-1~(1-2-n)2、定点整数表示范围(原码、补码)原码定点整数的表示范围为:-(2n-1)~(2n-1)补码定点整数的表示范围为:-2n ~(2n-1)3、浮点数表示范围PPT374、规格化的浮点数5、阶码的移码表示6、IEEE 754浮点数标准本章复习范围为ftp上第二章的作业题的1、2、3、4题。
第三章:指令系统1、指令的基本格式(OP字段和地址字段组成)。
一、基本概念指令周期,CPU周期(机器周期),存储周期,刷新周期,流水线周期,流水线加速比,相联存储器,cache 存储器,cache的三种映射方式,控制存储器,虚拟存贮器,存储器三级结构,动态SRAM特点,静态SRAM 特点,微程序控制器及组成,硬布线控制器,微指令格式,微指令的编码方式,指令流水线,算术流水线,并行处理技术,流水线中的主要问题,输入/输出的信息交换方式,程序中断,补码运算的溢出判断(双符号法与单符号法),n位机器数(原码、反码、补码、移码)表示的范围,先行进位,串行进位,矩阵乘法器、矩阵除法器、规格化小数标准,浮点数的表示方法,指令寻址方式,操作数寻址方式,总线的特性。
二、选择题练习1、若浮点数用补码表示,则判断运算结果是否为规格化数的方法是______。
A. 阶符与数符相同为规格化数B. 阶符与数符相异为规格化数C. 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D. 数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数2、16位字长的定点数,采用2的补码形式表示时,所能表示的整数范围是______。
A . -215 ~ +(215-1) B. -(215–1)~ +(215–1)C. -(215 + 1)~ +215D. -215~ +2153、容量是128M*32的内存,若以字节编址,至少需要______根地址线。
A. 16B. 29C. 27D. 324、某计算机字长16位,它的存贮容量是64KB,若按字编址,那么它的寻址范围是____。
A、0~64KB、0~32KC、0~64KBD、0~32KB5、主存贮器和CPU之间增加cache的目的是______。
A. 扩大主存贮器的容量B. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题C. 扩大CPU中通用寄存器的数量D. 既扩大主存的容量,又扩大CPU通用寄存器的数量6、以某个寄存器的内容为操作数地址的寻址方式称为______寻址。
A. 直接B. 间接C. 寄存器直接D. 寄存器间接7、在cache的映射方式中不需要替换策略的是______。
计算机组成原理复习1.简述运算器和控制器的主要功能运算器的主要功能是完成算数运算和逻辑运算;控制器的主要功能是对指令译码,并产⽣相应的控制信号。
2.简述输⼊设备和输出设备的基本功能输⼊设备将⼈们书序的信息(数字.字符、⽂字、图形、图像、声⾳)形式转换成计算机能接受并识别的信息(⼆进制信息)形式,输出设备则将计算机内部信息形式转换成⼈们熟悉的信息形式。
.3.算术运算和逻辑运算个包括那些运算操作?算术运算对数据进⾏算数操作,包括加减乘除四则:运算和数据格式转换;逻辑运算按位对数据进⾏与或⾮异或和移位等操作。
4.机器语⾔汇编语⾔⾼级语⾔有何区别?机器语⾔是⼀种⽤⼆进制代码表⽰的计算机语⾔,机器可以直接执⾏⽤机器语⾔编写的程序。
汇编语⾔是⼀种⽤助记符表⽰的与机器语⾔⼀⼀对应的语⾔,⽤汇编语⾔编写的程序需经过汇编后才能执⾏。
⾼级语⾔是⼀种接近⼈类⾃然语⾔的与计算机结构⽆关的语⾔,⽤⾼级语⾔编写的程序要经过解释和编译才能执⾏。
5.什么是指令?什么是程序?指令是机器完成某种操作的命令,典型的指令包括操作码和地址码两部分。
操作码⽤来指出执⾏什么操作(如加、传送),地址码⽤来指出操作数在什么地⽅、程序是有序指令的集合,⽤来解诀某⼀特定问题。
6.存储器中存储的数据和指令是怎么区分的?在存储程序的计算机中,指令和数据都是以⼆进制的形式存放在存储器中。
从存储器中存储的内容本⾝看不出它是指令还是数据,因为它们都是⼆进制代码。
计算机在读取指令时把从存储器中读到的信息都看作是指令,⽽在读取数据时则把从存储器中读到的信息都看作是操作数,所以为了不产⽣混乱,在进⾏汇编程序设计时要注意区分存储器中的信息是程序还是数据,⽽⽤⾼级语⾔设计程序⼀般不会产⽣上述问题。
7.寄存器的功能是什么?寄存器在运算时⽤于保存运算数据和中间运算结果,以提⾼运算速度。
此外,寄存器还可以存放指令、指令地址、程序运⾏状态等。
寄存器还可以作为数据缓存。
8.编译程序和解释程序的区别是什么?编译程序和解释程序的作⽤都是将⾼级语⾔程序转换成机器语⾔程序,但转换的过程不同。
计算机组成原理复习资料1.何谓中断方式?它主要应用在什么场合?请举二例。
答:A、中断方式指:CPU在接到随机产生的中断请求信号后,暂停原程序,转去执行相应的中断处理程序,以处理该随机事件,处理完毕后返回并继续执行原程序; B、主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O; C、例:打印机控制,故障处理。
2.中断接口一般包含哪些基本组成?简要说明它们的作用。
答:A、地址译码。
选取接口中有关寄存器,也就是选择了I/O设备; B、命令字/状态字寄存器。
供CPU输出控制命令,调回接口与设备的状态信息; C、数据缓存。
提供数据缓冲,实现速度匹配; D、控制逻辑。
如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。
3.简述中断隐指令及其功能;答:中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令,它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令,其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。
4.什么是中断嵌套?答:多级中断系统中,cpu在处理一个中断的过程中又去响应另一个中断请求;5.中断的过程与子程序调用的区别是什么?答(1)、中断的过程与中断时cpu正在运行的程序是相互独立的,它们之间没有确定的关系。
子程序调用是转入的子程序与正在执行的程序是同一个程序。
(2)中断一般是由硬件信号产生的,软中断除外,子程序调用是转移指令引起的。
(3)中断服务程序的地址是由硬件决定的,子程序调用是转移指令在地址码中指定子程序的地址;(4)中断过程要存储所有的状态信息,子程序调用时可以只保存pc的值;(5)中断程序的调用的过程包括确定产生中断的原因、对多个同时进行的中断裁决等,而在一般的子程序调用时没有这种操作;6.简述多重中断系统中CPU响应中断的步骤。
答:(1)、关中断。
暂时禁止所有中断;(2)、保护现场信息,包括保存pc的值;(3)、判别中断条件根据中断优先条件,从而确定中断服务程序的地址;(4)、开中断,设置cpu优先级为当前中断优先级,允许响应外部中断。
Chapter1 计算机系统概述一、计算机发展历程第一代1946-1957数据处理机第二代1958-1964工业控制机第三代1965-1971中小型计算机第四代1972-1990微型计算机第五代单片计算机二、计算机系统层次结构冯·诺依曼机的主要设计思想:采用存储程序的方式,编制好的程序和数据放在同意存储器中,计算机可以再无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务;在机器内部,指令和数据均以二进制码表示,指令在存储器中按执行顺序存放。
(存储程序并按地址顺序执行)五层结构:5高级语言级-编译程序4汇编语言级-汇编程序3操作系统级-操作系统2一般机器级-微程序1逻辑电路级-硬件执行1.计算机硬件的基本组成运算器“算盘”、存储器“记忆”、控制器“发号施令”、适配器“转换器”、总线和输入/输出设备。
存储程序并按地址顺序执行(冯·诺依曼计算机工作原理)2.计算机软件的分类①各种服务性程序②语言类程序③操作系统④数据库管理系统3.计算机的工作过程收集信息、处理与存储信息、输出信息三、计算机的性能指标吞吐量:表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量响应时间:表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量,用时间单位来度量主频:CPU的工作节拍受主时钟控制,主时钟不断产生固定频率的时钟,主时钟的频率f叫CPU的主频CPU时钟周期:主频的倒数称为CPU时钟周期T,T=1/fCPI:表示每条指令的周期数,即执行一条指令所需的平均时钟周期数。
CPI=执行某段程序所需的CPU时钟周期数/程序包含的指令条数CPU执行时间:表示CPU执行一般程序所占用的CPU时间。
CPU执行时间=CPU时钟周期数*CPU时钟周期MIPS:每秒百万指令数,即单位时间内执行的指令数。
MIPS=指令数/(程序执行时间*10^6)MFLOPS:每秒百万次浮点操作次数,用来衡量机器浮点操作的性能。
MFLOPS=程序中的浮点操作次数/(程序执行时间*10^6)Chapter2数据的表示和运算一、数制和编码1.进位计数值及其相互转换2.真值和机器数原码与补码互相转换“正数不变,负数取反+1”移码1+0- 符号位,数位5.校验码奇偶校验,只能检测出奇数个错误奇数1奇C=0,偶数1时偶C=0二、定点数的表示和运算1.定点数的表示2.定点数的运算加:X补+Y补=[X+Y]补减:[X-Y]补=X补+[-Y]补除:恢复余数法&加减交替法数的字长大于绝对值的现象叫做溢出。
计算机组成原理复习资料试题类型:选择题40分、填空题10-20分和分析设计题40-50分。
1、减少指令中地址个数的有效方式是采用隐地址方式。
减少每一个地址码的位数采用?2、主存是按随机存取方式工作的存储器。
(随机存取、顺序存取和直接存储器存取)3、在浮点运算中,若结果的尾数绝对值大于1时,需要进行右规处理。
尾数的绝对值小于1/2时,进行左规处理。
4、动态RAM的特点是:每隔一定时间,需按行读一遍(实质:刷新)。
5、在异步控制方式中,各操作按需分配时间。
(同步控制方式,各操作受统一时序信号的约束)6、CPU响应中断请求是在一条指令结束时。
(响应DMA请求可以在一条指令的执行过程中)7、原码不恢复余数除法,采用操作数的绝对值形式进行计算。
(补码不恢复余数除法,采用操作数的补码形式进行计算)8、DMA传送通常在高速外设与主存之间进行数据传送。
9、在微程序控制中,机器指令和微指令的关系是每一条机器指令由一段微程序来解释执行。
10、在总线传送中,掌握总线控制权的设备通常指主设备。
11、下列叙述中,能反映RISC特征的有③、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨。
①丰富的寻址方式②使用微程序控制器③执行每条指令所需的机器周期数的平均值小于 2 ④多种指令格式⑤指令长度不可变⑥简单的指令系统⑦只有load/store指令访问存储器⑧设置大量的通用寄存器⑨采用多级指令流水线结构。
12、在计数器定时查询方式下,若每次计数从上一次计数的终止点开始,则每个设备使用总线的机会均等。
13、冯诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中,CPU区分它们的依据是指令周期的不同阶段。
14、某机器字长16位,主存按字节编址,转移指令采用相对寻址,由两个字节组成,第一字节为操作码字段,第二字节为相对位移量字段。
假定取指令时,每取一个字节PC自动加1。
若某转移指令所在主存地址为2000H,相对位移量字段的内容为06H,则该转移指令成功转移后的目标地址是2008H 。
计算机组成原理复习资料一、单项选择题第二章:1.指令格式中的地址结构是指( 1 )。
①指令中给出几个地址②指令中采用几种寻址方式③指令中如何指明寻址方式④地址段占多少位2.减少指令中地址数的办法是采用(1 )①隐地址②寄存器寻址③寄存器间址④变址寻址3.为了缩短指令中某个地址段(或地址码)的位数,有效的方法是采取( 4 )。
①立即寻址②变址寻址③间接寻址④寄存器寻址4.零地址指令是采用(3 )方式的指令。
①立即寻址②间接寻址③堆栈寻址④寄存器寻址5.单地址指令(3 )。
①只能对单操作数进行加工处理②只能对双操作数进行加工处理③既能对单操作数进行加工处理,也能对双操作数进行运算④无处理双操作数的功能6.三地址指令常用于( 3 )中。
①微型机②小型机③大型机④所有大﹑小﹑微机7.在以下寻址方式中,哪一种可缩短地址字段的长度( 4 )。
①立即寻址②直接寻址③存储器间址④寄存器间址8.隐地址是指( 4 )的地址。
①用寄存器号表示②存放在主存单元中③存放在寄存器中④事先约定,指令中不必给出9.堆栈指针SP的内容是( 1 )。
①栈顶地址②栈底地址③栈顶内容④栈底内容10.在浮点加减运算中,对阶的原则是( 2 )。
①大的阶码向小的阶码对齐②小的阶码向大的阶码对齐③被加数的阶码向加数的阶码对齐④加数的阶码向被加数的阶码对齐第三章:1.在同步控制方式中(3 )。
①各指令的执行时间相同②各指令占用的节拍数相同③由统一的时序信号进行定时控制④CPU必须采用微程序控制方式2.异步控制方式常用于( 3 )。
①CPU控制②微程序控制③系统总线控制④CPU内部总线控制3.采用异步控制的目的( 1 )。
①提高执行速度②简化控制时序③降低控制器成本④支持微程序控制方式4.通用寄存器是( 4 )。
①可存放指令的寄存器②可存放程序状态字的寄存器③本身具有计数逻辑与移位逻辑的寄存器④可编程指定多种功能的寄存器5.采用微程序控制的目的是(2 )。
计算机组成原理复习资料第⼀章简答题1.冯.诺依曼体制的要点是什么?2.1采⽤⼆进制代码表⽰数据和指令2存储程序3计算机有运算器参与⼀次定点运算的操作数位数存储器控制器输⼊输出设备组成3.何谓字长?何谓字节?3.什么是数据通路宽度?数据总线⼀次能并⾏传送的数据位数1.何谓总线?⼀组能为多个部件分时共享的信息传送线第⼆章⼀、单项选择题1.若⼆进制数为10010.01,则相应⼗进制数为( 1 )。
18.25 21.25 21.05 18.0562.若真值X=-1011,则X补=( 2 )。
1.0101 10101 1.0100 1.1003.若⼗六进制数为A3.5,则相应的⼗进制数为( 3 )。
172.5 179.3125 163.3125 188.51.在( 4)条件下,规格化浮点数尾数的最⾼数位为1所有浮点数浮点数为正浮点数为负阶码以2为底的正数2.在补码⼀位乘法中,若Y n Y n+1=10,则应执⾏( 2 )。
+X,然后右移⼀位 - X,然后右移⼀位右移⼀位左移⼀位6. 在原码不恢复余数除法中( 4 )。
不存在恢复余数的操作仅当某步等数为负时,才作恢复余数操作只在最后⼀步才恢复余数仅当最后⼀步余数为负时,作恢复余数操作1. 当采⽤双符号位时,发⽣正溢的特征是双符号位为( 2 )。
00 01 10 112. 当采⽤双符号位时,发⽣负溢的特征是双符号位为( 3 )。
00 01 10 113. 补码加法运算是指( 2 )。
取操作数绝对值直接相加,符号位单独处理操作数⽤补码表⽰,连⽤符号位⼀起相加操作数⽤补码表⽰,根据符号位决定实际操作操作数转化为原码后,再相加19. 原码乘法运算是指( 2 )。
⽤原码表⽰乘数与被乘数,直接相乘取操作数绝对值相乘,符号位单独处理符号位连同绝对值⼀起相乘取操作数绝对值相乘,乘积符号与乘数符号相同21. 在浮点加减运算中( 3 ).阶码部分与尾数部分分别进⾏加减运算阶码与尾数作为⼀个整体相加减阶对齐后,尾数相加减尾数单独加减,取⼆数中最⼤阶码值作为结果的阶码值⼆、填空题1.设某机字长16位,其定点⼩数能表⽰的最⼤正⼩数为(1-2^-15 )。
第1章计算机系统概论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?解:P3计算机系统:由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。
计算机硬件:指计算机中的电子线路和物理装置。
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。
2. 如何理解计算机的层次结构?答:计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
(1)硬件系统是最内层的,它是整个计算机系统的基础和核心。
(2)系统软件在硬件之外,为用户提供一个基本操作界面。
(3)应用软件在最外层,为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切,上层是下层的扩展,下层是上层的基础,各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答:机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言,汇编语言是机器语言的符号表示,高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序(源程序)处于最高层,必须翻译成汇编语言,再由汇编程序汇编成机器语言(目标程序)之后才能被执行。
5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么?解:冯•诺依曼计算机的特点是:P8●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成;●指令和数据以同同等地位存放于存储器内,并可以按地址访问;●指令和数据均用二进制表示;●指令由操作码、地址码两大部分组成,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;●指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行;●机器以运算器为中心(原始冯•诺依曼机)。
6. 画出计算机硬件组成框图,说明各部件的作用及计算机系统的主要技术指标。
答:计算机硬件组成框图如下:控制器运算器CPU主机存储器输入设备接口输出设备接口外设各部件的作用如下:控制器:整机的指挥中心,它使计算机的各个部件自动协调工作。
运算器:对数据信息进行处理的部件,用来进行算术运算和逻辑运算。
一卷一单选题1-5 BCCA A 6-10 BBDAB1. 输入设备就是负责把计算机所要处理的问题转换为计算机内部所能接受和识别的()信息。
A. ASCII码B. 二进制C. 数字D. 电2. 主板的核心部件是( )。
A. 扩展槽B. BIOS系统C. 芯片组D. I/O接口3. 现在主板上面的内存插槽一般是168线的内存插槽,可提供()线宽数据。
A. 16B. 32C. 64D. 1284. 倍频系数是CPU和()之间的相对比例关系。
A. 外频B. 主频C. 时钟频率D. 都不对5. 数码相机里的成像器件是( )。
A. CCDB. 镜头C. 光圈D. 取景器6. 对于微型计算机来说,( )的工作速度基本上决定了计算机的运算速度。
A. 控制器B. 运算器C. CPD. 存储器7. ()是连接CPU和内存.缓存.外部控制芯片之间的数据通道。
A. 控制器B. 总线C. CPUD. 存储器8. ( )决定了一台显示器可以处理的信息范围。
A. 分辨率B. 扫描方式C. 点距D. 带宽9. 世界上第一台微处理器是( )位的。
A. 4B. 8C. 16D. 3210. 评定主板的性能首先要看()。
A. CPUB. 主芯片组C. 主板结构D. 内存二名词解释1. 显示卡:显卡又称为显示适配卡或者显示卡,是连接显示器和主机的控制电路,它通过总线把主机需要显示的信号,经过加工.排序后与同步信息形成视频信号传送给显示器。
2. 像素点距:指屏幕上两相邻象素点的距离点距离越小,显示器显示图形越清晰,点距离越小,意味着单位显示区内可显示更多的像点。
3.主频、外频和倍频:主频:CPU的时钟频率称为主频,主频越高,则计算机工作速度越快。
外频:系统的前端总线频率(FSB)也就是所谓的外频,是由主板为CPU提供的基准的时钟频率。
倍频:倍频即主频与外频之比的倍数。
4. 硬盘的平均寻道时间:又称寻址时间,是指磁头从开始启动直到移动到指磁道的平均所需时间,这个时间随着硬盘容量的增长而减少。
《计算机组成原理》(白中英)复习第一章计算机系统概论电子数字计算机的分类(P1)通用计算机(超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机)和专用计算机。
计算机的性能指标(P5)数字计算机的五大部件及各自主要功能(P6)五大部件:存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。
存储器主要功能:保存原始数据和解题步骤。
运算器主要功能:进行算术、逻辑运算。
控制器主要功能:从内存中取出解题步骤(程序)分析,执行操作。
输入设备主要功能:把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式。
输出设备主要功能:把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。
计算机软件(P11)系统程序——用来管理整个计算机系统应用程序——按任务需要编制成的各种程序第二章运算方法和运算器课件+作业第三章内部存储器存储器的分类(P65)按存储介质分类:易失性:半导体存储器非易失性:磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器按存取方式分类:存取时间与物理地址无关(随机访问):随机存储器RAM ——在程序的执行过程中可读可写只读存储器ROM ——在程序的执行过程中只读存取时间与物理地址有关(串行访问):顺序存取存储器磁带直接存取存储器磁盘按在计算机中的作用分类:主存储器:随机存储器RAM ——静态RAM 、动态RAM只读存储器ROM ——MROM 、PROM 、EPROM 、EEPROM Flash Memory高速缓冲存储器(Cache)辅助存储器——磁盘、磁带、光盘存储器的分级(P66)存储器三个主要特性的关系:速度、容量、价格/位多级存储器体系结构:高速缓冲存储器(cache)、主存储器、外存储器。
主存储器的技术指标(P67)存储容量:存储单元个数M ×每单元位数N存取时间:从启动读(写)操作到操作完成的时间存取周期:两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间,时间单位为ns。
存储器带宽:单位时间里存储器所存取的信息量,位/秒、字节/每秒,是衡量数据传输速率的重要技术指标。
计算机组成原理总复习资料第一章1、主机:CPU、存储器和输入输出接口合起来构成计算机的主机。
2、CPU:中央处理器,使计算机的核心部件,由运算器和控制器构成。
3、ALU:算术逻辑运算单元,执行各种算术运算和逻辑运算。
4、指令:构成计算机软件的基本元素,表示成二进制数编码的操作命令。
5、位:计算机中的一个二进制数据代码(0或1),计算机中数据的最小表示单位。
6、字长:一个数据字中包含的位数,一般为8位,16位,32位或64位等。
7、操作系统:主要的系统软件,控制其它程序的运行,管理系统资源并且为用户提供操作界面。
8、汇编程序:将汇编语言程序翻译成机器语言程序的计算机软件。
9、汇编语言:采用文字方式(助记符)表示的程序设计语言。
10、编译程序:将高级语言程序转换成机器语言程序的计算机软件。
11、解释程序:解释执行高级语言程序的计算机软件,解释并执行源程序的语句。
12、接口:部件之间的连接电路,如输入输出接口是主机与外围设备之间传输数据与控制信息的电路。
13、伪指令:汇编语言程序通常还提供有关该程序装入内存中的位置的信息、表示程序段和数据段开始或结束的信息以及表示程序的开始和结束的信息等,还可以有条件汇编、文件包含、常熟定义等信息。
表示这些信息的汇编指令称为伪指令。
14、虚拟地址:在虚拟存储器中,CPU根据指令生成的地址,又称为逻辑地址。
15、机器语言:是一种用二进制代码标识的能够被计算机硬件直接识别和执行的语言。
16. 运算器:计算机中完成运算功能的部件,由ALU 和寄存器构成。
17.外围设备:计算机的输入输出设备,包括输入设备,输出设备和外存储设备。
18.数据:编码形式的各种信息,在计算机中作为程序的操作对象。
19.指令:是一种经过编码的操作命令,它指定需要进行的操作,支配计算机中的信息传递以及主机与输入输出设备之间的信息传递,是构成计算机软件的基本元素。
20. 透明:在计算机中,从某个角度看不到的特性称该特性是透明的。
21.字:数据运算和存储的单位,其位数取决于具体的计算机。
22.字节:衡量数据量以及存储容量的基本单位。
1 字节等于8 位二进制信息。
23. 地址:给主存器中不同的存储位置指定的一个二进制编号。
24. 存储器:计算机中存储程序和数据的部件,分为内存和外存。
25. 总线:计算机中连接功能单元的公共线路,是一束信号线的集合,包括数据总线.地址总线和控制总线。
26.硬件:由物理元器件构成的系统,计算机硬件是一个能够执行指令的设备。
27. 软件:由程序构成的系统,分为系统软件和应用软件。
28. 兼容:计算机部件的通用性。
29. 软件兼容:一个计算机系统上的软件能在另一个计算机系统上运行,并得到相同的结果,则称这两个计算机系统是软件兼容的。
30.程序:完成某种功能的指令序列。
31.寄存器:是运算器中若干个临时存放数据的部件,由触发器构成,用于存储最频繁使用的数据。
32.容量:是衡量容纳信息能力的指标。
33.主存:一般采用半导体存储器件实现,速度较高.成本高且当电源断开时存储器的内容会丢失。
34.辅存:一般通过输入输出部件连接到主存储器的外围设备,成本低,存储时间长。
35.编译程序:将高级语言程序转换成机器语言程序的计算机软件。
36.系统软件:计算机系统的一部分,进行命令解释、操作管理、系统维护、网络通信、软件开发和输入输出管理的软件,与具体的应用领域无关。
37.应用软件:完成应用功能的软件,专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。
38.指令流:在计算机的存储器与CPU 之间形成的不断传递的指令序列。
从存储器流向控制器。
39.数据流:在计算机的存储器与CPU 之间形成的不断传递的数据序列。
存在于运算器与存储器以及输入输出设备之间。
40.接口:计算机主机与外围设备之间传递数据与控制信息的电路。
计算机可以与多种不同的外围设备连接,因而需要有多种不同的输入输出接口。
41.第一代电子管时代(1946-1958)耗电高,体积大,定点计算,机器语言,汇编语言第二代晶体管时代(1958-1965)变集中处理为分级处理,浮点运算、高级语言第三代中小规模集成电路时代(1965-1970)存储容量大,运算速度快,几十至几百万次/秒第四代大规模集成电路时代(1971至今)向大型机和微型机两个方向发展现代计算机发展方向:巨型化,微型化,网络化,智能化,多媒体化,根据摩尔定律集成电路大体上每18个月翻一番,今后可再用10年。
42.巨型机——世界几家公司生产,最快1.4万亿次,9千个CPU组成Cray-1,Cray-2,Cray-3,国产银河I, 银河II, 银河III小巨型机——功能同巨型机相近,价格相对便宜,发展十分迅速美国Convex公司的C系列机为其代表产品。
大型机——大中型企事业单位作为计算中心的主机使用,统一调度主机资源,代表产品有IBM360,370,4300等。
小型机——它可以满足部门性的需求,供小型企事业单位使用,典型产品有IBM-AS/400,DEC-V AX系列,国产太级工作站——用于特殊的专业领域,例如图象处理和辅助设计等。
典型产品有HP-APOLLO,SUN工作站等。
微型机——个人或家庭使用,PC机/个人计算机,价格低廉。
第二章:1、原码:带符号数据表示方法之一,一个符号位表示数据的正负,0代表正号,1代表符号,其余的代码表示数据的绝对值。
2、补码:带符号数据表示方法之一,正数的补码与原码相同;负数的补码是将二进制位按位取反后自阿最低位加13、反码:带符号数据表示方法之一,正数的反码与原码相同;负数的反码是将二进制位按位取反。
4、移码:带符号数据表示方法之一,符号位用1表示正号,0代表负号,其余为与补码相同。
5、阶码:在浮点数据编码中,表示小数点的位置的代码6、尾数:在浮点数据编码中,表示数据有效值的代码。
7、上溢:指数据的绝对值太大,以致大于数据编码所能表示的数据范围。
8、下溢:指数据的绝对值太小,以致小于数据编码所能表示的数据范围。
9、Booth算法:一种带符号数乘法的方法,它采用相加和相减的操作计算补码数据的乘积。
10、海明距离:在信息编码中,两个合法代码对应位上编码不同的位数。
11、检错码:能够发现某些错误或具有自动纠错能力的数据编码。
12、纠错码:能够发现某些错误并具有自动纠错能力的数据编码。
13、海明码:一种常见的纠错码,呢观念检测出2位错误,并能纠正1位错误。
14、循环码:一种纠错码,其合法码字移动任意位后的结果仍然是一个合法码字。
15、桶形移位器:一种移位电路,具有移2位、移4位和移8位等功能。
16、半加器:半加器电路时只对两个输入数据位进行加法,输出一个结果位,不考虑数据的进位,也不产生进行输出的加法器电路。
17、阶码上溢:在浮点数中,当数据的绝对值太大,以至于大于阶码所能表示的数据,称为阶码上溢。
18、机器零:在浮点数据编码中,尾数部分为0时不论其阶码为何值,都看作是零值,称为机器零。
19、简叙奇偶校验码的构成规则:(1)偶校验码的构成规则:所有信息位和单个校验位的模2加等于0,即每个码字(包括校验位)中1的数目为偶数。
(2)奇校验位的构成规则:所有信息位和单个校验位的模2加等于1,即每个码字(包括校验位)中1的数目为奇数。
20、浮点数乘除法运算的五个步骤是什么?第1步、阶码的加减运算。
第2步、尾数的乘除法运算。
第3步、规格化。
第4步、对结果进行舍入。
第5步、检查结果是否溢出,即检查阶码是否溢出。
21.规格化数:在浮点数据编码中,为使浮点数具有唯一的表示方式所作的规定,规定尾数部分用纯小数形式给出,而且尾数的绝对值应大于1/R,即小数点后的第一位不为零。
22.海明距离:在信息编码中,两个合法代码对应位上编码不同的位数。
23.冯·诺依曼舍入法:浮点数据的一种舍入方法,在截去多余位时,将剩下数据的最低位置1。
24.奇校验码:让编码组代码中1 的个数为奇数,违反此规律为校验错。
第三章1、RAM:随机访问存储器,能够快速方便地访问地址中的内容,访问的速度与存储位置无关。
包括:SRAM静态随机访问存储器,DRAM动态随机访问存储器。
2、ROM:只读存储器,一种只能读取数据不能写入数据的存储器。
3、PROM:可编程的ROM,可以被用户编程一次。
4、EPROM:可擦写可编程的ROM,可以被用户编程多次。
5、相联存储器:一种按内容的存储器,每个存储单元有匹配电路,可用于cache中查找数据。
6、多体交叉存储器:由多个相互独立、容量相同的存储器构成的存储器。
每个存储器独立工作,读写操作重叠进行。
7、直接映像:cache的一种地址映像方式,一个主存块只能映像到cache 中的唯一对一个指定块。
8、组相联映像:cache的一种地址映像方式,将存储器空间分成若干组,各组之间是直接映像,而组内各块之间则是全相联映像。
9、全写法:cache命中时的一种更新策略,写操作时将数据既写入cache又写入主存。
10、写回法:cache命中时的一种更新策略,写cache时不写主存,而当cache数据被替代出去时才写回主存。
11、按写分配:cache不命中时的一种更新策略,写操作时把对应的数据块从主存调入cache。
12、简叙静态存储器的读操作:(1)外部电路驱动芯片的地址线,将需要读取的数据的二进制地址送到存储器芯片。
(2)将WE*控制信号置高电平,将CS*信号和OE*信号置低电平。
(3)存储器芯片开始读操作,然后驱动数据输出咸,将存储的数据输出。
13、cache:cache是一个高速小容量的临时存储器,可以用高速的静态存储器芯片实现或集成到CPU芯片内部,存储CPU最经常访问的指令或操作数据。
14、数据寄存器:是存放操作数运算和运算的重点结果,以减少访问存储器的次数,或者存放从存储器读取的数据以及写入存储的数据的寄存器。
15、从结构上提高存储器的带宽的措施有哪些?他们的特点是什么?措施:增加存储器的数据宽度和采用多提交叉存储技术。
16、在计算机中常用的寻址方式有哪几种?(1)立即数寻址(2)寄存器寻址(3)直接寻址(4)寄存器间接寻址(5)基址变址寻址。
17、全相联映像:cache的一种地址映像方式,每个主存块可映像到任何cache块。
17、物理地址:实际的主存储器的地址称为“真实地址”。
18、只读存储器:是一种只能读取数据不能写入数据的存储器。
他勇于存储计算机中的一些固定的信息。
19.固件:固化在硬件中的固定不变的常用软件。
20、cache的常用替换算法:随机法、先进先出法、近期最少使用法等。
随机法:使随机地确定替换存储单元。
先进先出法:替换最早调入的存储单元,cache中的块就像一个队列一样,先进入的县调出。
近期最少使用法:能比较好的利用访存局部性原理,替换出近期用得最少的存储块。