计算机组成原理复习提纲
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计算机系统概述
1、 建立整机概念、理解Von Neumann 计算机体系结构思想，以及按此思想设计的计算机组成部件和功能
2、 怎样区分存储器中存储的是数据还是指令？
3、 理解指令与程序的基本概念。
数据表示与运算器
1. 常用的进位计数制及其相互转换
2. 真值和机器数（原码、补码、反码、移码），正数与负数的各种机器码表示方法、特别是0的表示方法
3. 定点数（定点整整、定点小数）的表示范围
4. 浮点数的表示范围，特别是按照IEEE754标准的浮点数表示范围。
例1 某浮点数字长32位，其中阶码8位，以2为底，补码表示，尾数24位（含1位数符），补码表示。现有一浮点数（AC5A3E00），请问它所表示的二进制真值是多少？以及该浮点数格式表示的最大正数为多少？最大负数为多少？
5. 定点数的加、减运算，特别是减法运算，将被减数变化为补码后进行加法运算。
6. 溢出的判断（上溢、下溢）以及检验方法
7. 定点数的乘法运算。（原码一位乘法、原码两位乘法、补码一位乘法、补码两位乘法）
8. 定点数的除法运算。（原码一位除法【恢复余数法、不恢复余数法】、补码一位除法）
9. 浮点数的加减（对阶、尾数加减、规格化后舍入）、乘除运算
10. 校验技术：奇偶校验、海明校验、CRC（循环冗余校验）
11. ALU的设计（串行进位、先行进位）
存储器
1. 存储器的分类及其相关概念
存储器在计算机中的作用分类：Cache、主存、辅存
存储方式分类：RAM、ROM、SAM、DAM
存储介质分类：半导体存储器、磁表面存储器、光存储器
2. 半导体随即存储器的工作原理，特别是静态存储器与动态存储器的工作原理及其比较。
3. 动态存储器的各刷新机制（集中刷新、分散刷新、异步刷新）的优缺点。
4. SRAM的组成结构（存储体、读写电路、地址译码器、控制电路）及其工作过程
5. 存储器的扩展（位扩展、字扩展、字位全扩展）
6. 存储器的地址分配与片选逻辑（与CPU的连接）
7. Cache的基本工作原理以及与主存之间的映射方式（全相联映射、直接映射、组相联映射）
8. Cache 的主存块的替换算法以及写策略
9. 虚拟存储器（页式、段式、段页式）
例题1 一个16K X 32位的存储器，其地址线与数据线的总和是___________
例题2 某计算机字长为32位，它的存储容量为256KB，按字编址，它的寻址范围是______
例题3 某8位机采用单总线结构，地址线根，双向数据线8根，控制总线中与主存有关的/MREQ（允许访存，低电平有效），/RW）高电平为读命令，低电平为写命令）
主存地址空间分配为-0-8191为系统程序区，8192-32767为用户程序区，最后（最大地址）2K地址空间为系统程序工作区，按照字节编码。现有如下存储器： ROM： 8K*8位
RAM：16K*1位、2K*8位、4K*8位、8K*8位
译码器：3:8译码器74LS138
请从上述芯片中挑出合适的设计该计算机的主存储器，画出与cpu相联图
指令系统
1、 什么是指令、什么是指令系统（完整的指令系统包括：数据传送类指令、数据运算类指令、程序控制类指令）
2、 指令的格式（操作码、源操作数地址、目的操作数地址、下一条指令地址），地址码按照操作数的地址数量分：零地址、一地址、二地址、多地址；指令按照长度分为：半字长指令、单字长指令、双字长指令。
3、 指令的寻址方式：指令寻址（顺序寻址和跳跃寻址）和操作数寻址（常见的9种寻址方式：立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器直接寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、基址寻址、相对寻址、堆栈寻址）
例题：已知某小型计算机字长为16位。其双操作数指令的格式为：
0 5 6 7 8 15
OP R D
其中OP为操作数、R为通用寄存器地址、试说明在下列情况下能访问的最大主存区为多少个机器字？
○1D为直接操作数
○2D为直接主存地址
○3D为间接地址
○4D为变址的形式地址，假定变址寄存器为R1（字长为16位）
中央处理器
1、 CPU的功能：控制程序的顺序执行、产生完成每条指令所需的控制命令、对各种操作实施时间上的控制、对数据进行算术与逻辑运算、对计算机中出现的异常情况进行处理
2、 CPU的基本结构：运算器与控制器（IR、PC、DR、AR、AC、PSW、指令译码器、时序产生器）
3、 什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？
4、 熟悉几条常用指令周期（ADD指令、STA指令、LDA指令、JMP指令、CLA指令）
5、 控制器的功能：对指令流与数据流在时间与空间上的实施正确的控制
6、 控制器的组成：寄存器、指令译码器、地址形成部件、时序产生器等。
7、 什么是微命令？什么是微操作？什么是微指令？什么是微程序？
8、 微程序控制器的组成：控制存储器、微指令寄存器、微地址形成部件、微地址寄存器。
9、 微程序控制器的工作过程
10、 微指令的格式：操作控制字段和顺序控制字段（选择域和地址域）以及微地址的形成
11、 微指令编码方法：直接控制阀、字段直接编码法、字段间接编码法）
12、 硬布线控制器的设计方法以及与微程序控制器的比较
13、 什么叫指令流水线？什么叫超标量流水线？
总线与输入输出系统
1、 总线的作用以及结构（单总线与多总线）
2、 总线的分类：数据总线、地址总线、控制总线 3、 总线的仲裁：集中仲裁（链式查询、计数器定时查询、独立请求）和分布仲裁
4、 总线标准（ISA、PCI等）
5、 I/O接口的基本功能：实现主机与外设的通讯控制、进行地址译码与设备选择、实现数据格式转换与传递、传递控制命令与状态信息。
6、 主机访问I/O设备的控制方式：程序查询式接口、中断接口、DMA接口、通道。理解这四种控制方式的工作原理以及优缺点。
