计算机组成原理与汇编语言—复习提纲
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一、题型:1.填空题(10*1分)2.选择题(10*2分)3.计算题(2*6分)4.简答题(从以下4道题目中任选3题做,多做题则以题号小的为准)(3×6分)5.综合题(从以下7道题目中任选5题做,多做题则以题号小的为准) (5×8分)简答题:1.请写出浮点数加减法运算的四个步骤第一步,0操作数检查;第二步,比较阶码大小并完成对阶(小阶向大阶看齐);第三步,尾数进行加或减运算;第四步,结果规格化并进行舍入处理。
2.请写出浮点数乘除法运算的四个步骤第一步,0操作数检查,如果被除数为x为0,则商为0,如果除数y为0,则商为无穷大;第二步,阶码加/减操作;第三步,尾数乘/初操作;第四步,结果规格化;第五步,舍入处理;第六步,确定积的符号。
3.程序、机器指令、微程序、微指令之间的关系计算机的程序是由一系列的机器指令组成的。
微指令是微程序级的命令,它属于硬件;宏指令是由若干条机器指令组成的软件指令,它属于软件;而机器指令则介于微指令与宏指令之间,通常简称为指令,每一条指令可以完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。
4.试分析指令格式的特点和寻址方式。
三地址指令, 单地址指令,零地址指令,可变地址数指令方式有顺序和跳跃5.(精简指令系统计算机)RISC指令系统的三个最大特点1.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;6.CPU周期、指令周期、微指令周期定义以及之间关系。
指令周期: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。
CPU周期:指令周期常常用若干个CPU周期数来表示,CPU周期称为机器周期,又称时钟周期。
微指令周期:在串行方式的微程序控制器中,微指令周期等于读出微指令的时间加上执行该条微指令的时间。
为了保证整个机器的控制信号的同步,可以将一个微指令周期设计的恰好和CPU周期时间相等。
计算机组成原理与汇编语言程序设计复习提纲20XX年新疆大学软件学院计算机组成原理与汇编复习提纲名词解释冯诺依曼机:有存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备组成采用存储程序工作方式,采用二进制。
硬件:指系统中课触摸到的设备实体。
软件:系统中的各类程序和文件。
操作系统:是软件系统的核心。
负责管理和控制计算机系统硬件软件资源及运行的程序,它合理的组织计算机的工作流程,是用户与计算机之间的接口。
机器语言:机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言汇编语言:是一种用符号表示的,面向某一特定机型的程序设计语言,它的指令语句与机器指令一一对应。
高级程序设计语言:是面向用户,于特定机型属性相分离的程序设计语言,具有通用性。
编译:就是把人能看懂的英文代码变成机器能懂的指的过程。
解释:边解释边执行。
解释器根据输入的数据当场执行而不生成任何的目标程序虚拟机:通常是指通过配置软件扩充及其功能后所形成的一台计算机。
流水线:流水线技术是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。
RISC:精简指令集计算机。
简化指令使得计算机的结构更简单合理,从而提高处理速度。
超标量:指具有多条相互独立的指令执行流水线,可同时执行薯条指令的处理机。
并行计算机:多个处理单元组成的计算机系统。
桌面计算机:包括个人计算机和工作站,个人计算机主要为一个用户提供良好的计算性能和较低的成本的工作环境。
工作站是指具有完整人机交互界面、图形处理性能和较高计算性能,可配置大容量的内存和硬盘,I/O和网络功能完善,使用多任务多用户操作系统的小心通用个人化计算机系统。
服务器:服务器作为硬件来说,通常是指那些具有较高计算能力,能够提供给多个用户使用的计算机。
嵌入式计算机:计算机作为应用产品的核心控制部件,隐藏在各种装置、设备和系统中,这样的计算机成为嵌入式计算机。
主存储器:计算机主机的组成部分,用来存储当前运行锁需要的程序和数据,内存容量小速度快。
《汇编语言程序设计》复习提纲第二章 80X86 计算机组织1.计算机的硬件构成5部分,总线的分类与名称.2.中央处理机重点是 80X86 寄存器组*程序可见的寄存器与程序不可见的寄存器寄存器分类:通用寄存器— AX,BX,CX,DX,BP,SI,DI 16位专用寄存器— IP,SP,FLAGS 16位段寄存器— CS,DS,ES,SS 16位flags条件码标志位名称及作用3.存储器—存储器的编址方式,存储单元的地址,数在存储器中的存储格式4.存储器分段和物理地址的形成:(1) 在 8086/8088 系统中,存储器是分段组织的,存储器物理地址计算公式。
(2)在1M 字节内存空间中,若各段互不重叠且每段长均为64K,可以分成多少个段。
小段的长度16字节。
(3)段内偏移地址是几位二进制数,每段最长为多少字节。
(4)如果存储器地址表示为2F00:1400,指出该存储单元段地址,偏移地址和物理地址。
(5)程序分段与四个段寄存器关系。
(6) 在程序执行过程中,代码段的段地址存放在哪里?偏移地址存放在哪里?堆栈段的段地址存放在哪里,栈顶数据的偏移地址存放在哪里?(7)写出指令存放单元物理地址的计算公式,栈顶数据物理地址的计算公式. (8)写出可用于寻址的通用寄存器名.第三章 80X86的指令系统和寻址方式一.寻址方式与物理地址计算1.七种寻址方式熟练掌握8086/8088与数据有关的七种寻址方式,以及相应的存储单元物理地址的计算,能指出各寻址方式的名称。
判断指令语句的正确性A. PUSH DSB. SUB AX,[SI+DI]C。
XOR AX,VAS[BX] ;VAS字变量D. MOV DH,100E. OR AX,[CL]F。
MUL VAS ;VAS是字变量G.INC CXH. MOV DX, [BX+BP] ;错,两个基址I。
SBB CX,VAS[BP+DI];正确,在数据区取数据J。
POP ESK。
《计算机组成原理》复习提纲第1章计算机系统概论1.冯〃诺依曼型计算机的主要设计思想,这种类型的计算机包括存储器、运算器、控制器、接口通道与I/O设备等部分。
2.计算机系统包括硬件和软件两大部分,硬件是物质基础,软件是解题的灵魂;计算机的工作过程主要是周而复始地取出指令、解释指令和执行指令的过程。
3.指令和数据均以二进制代码存于内存中,计算机如何区分出指令和数据?4.计算机系统的主要性能指标:字长,存储容量,运算速度等。
5.认识和分析计算机系统的一种观点是按功能划分的多级层次结构,通常划分为五级的层次结构。
6.合理分配软硬件之功能是计算机总体结构的重要内容,软、硬件逻辑功能的等效性。
7.本章主要的术语及概念:运算器、控制器、中央处理器CPU、主机、存储器、接口通道、I/O设备、总线、存储程序、程序控制、硬件、软件、固件、运算速度、存储容量、单元地址、存储单元、程序、指令。
第2章运算方法和运算器1.进位计数制的两要素是基数R和位权R i,不同进位制之间数的转换方法。
2.数值数据的定点与浮点表示法,表数范围及数的表示精度。
3.规格化浮点数的表数范围(以R=2为例):×2-1×(1-2-n)式中:m,n为不包括符号位在内的阶码位数和尾数位数。
4.十进制数串在计算机中的两种表示形式:字符串形式和压缩的十进制数串形式。
5.机器数(机器码)的形式:原码、反码、补码和移码四种,他们的特点。
重点是原码和补码。
6.字符的ASCII码与字符串的表示方法,汉字的表示方法有汉字的输入编码、汉字的机内码和汉字的字形码。
数据校验码-奇偶检错码和循环冗余码。
7.补码定点加减运算的规则,双符号位补码的运算步骤及溢出判断。
[x±y]补=[x]补+[±y]补(mod 2)8.常规定点乘法运算掌握原码一位乘法的算法及运算过程。
9.常规定点除法运算掌握原码加减交替法除法的算法及运算过程。
10. 浮点运算的方法,浮点四则运算,重点是浮点加减法运算过程。
汇编复习提纲第一章数制转换,数的编码,补码的表示数范围,字符的编码,求补运算。
第二章CPU的寄存器,内存地址以及地址分段。
第三章基本指令的功能,对标志位的影响,特殊要求。
寻址方式(特别是与数据有关的7种寻址方式)如PUSH,POP指令执行后SP的变化,neg,sar指令的功能等等。
第四章汇编程序的功能,上机过程,几个基本的伪指令以及指令格式,还有符号和变量的属性,几个常用表达式,如offset,seg等;指令和伪指令的区别。
第五章循环程序的组成,循环控制方式,分支程序设计。
第六章过程定义,参数传递方式(寄存器参数传送,地址表参数传送)第七章宏定义,使用宏功能的顺序(宏定义、宏调用、宏展开)第八章主机与外设之间数据传输控制方式,中断向量表的地址以及中断向量的内容。
对端口用IN和OUT指令从端口输入输出数据。
第九章DOS功能调用,调用方法,1,2,9,a的使用特别注意:数制转换、补码运算以及表示数的范围;字数据在内存的存放方式(给出数据和地址能画出内存使用情况图)寻址方式;各寄存器的名称(给出寄存器号指明其名称)及主要作用(给出寄存器号指明其主要作用、一个字入栈或出栈时SP的变化);求两字之和,并根据结果确定标志位;一些重要的伪指令的使用(段定义、过程定义、程序开始结束、ASSUME、数据定义、完整的汇编程序);考试题型:一、填空题15分二、单项选择题15分三、简答与程序分析题30分四、程序填空题20分五、编程题20分例题如下:1、循环程序可由_循环初始化____,__循环体_,_循环控制___三部分组成。
循环初始化、循环体、循环控制2、ARRAY DB 0,2DUP(1,2),0,3汇编时生成的数据依次是0,1,2,1,2,0,3 。
3、设BX=1152H,偏移量D=3568H,那么指令“ADD D[BX],AL”中目的操作数的有效地址EA= 46BAH 。
46BAH4、在串操作程序中,通常在重复前缀指令REPZ或REPNZ后,选用的串操作指令是或才有实际意义。
《计算机组成原理》复习提纲一、基本概念1.冯.诺依曼型计算机的设计思想,完整的计算机系统定义计算机设计思想:1采用二进制形式表示数据和指令,指令由操作码和地址码组成2将程序和数据存放在存储器中使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行,自动完成计算任务3指令的执行时顺序的,即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行,程序分支由转移指令是实现,4计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5大部分基本部件组成,并规定了5部分的功能计算机系统的定义:计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构,它通常由微程序级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成,每一级上都能进行程序设计,且得到下面各级的支持。
计算机是自动、快速、连续、准确地对数字化信息进行算术/逻辑运算的电子装置。
2.低级语言的特点;定点数编码的特点;浮点数的精度和范围及规格化低级语言的特点:面向设备、面向硬件定点数编码的特点:尾数:用定点小数表示,给出有效数字的位数决定了浮点数的表示精度;阶码:用整数形式表示,指明小数点在数据中的位置,决定了浮点数的表示范围。
为提高数据的表示精度,当尾数的值不为 0 时,其绝对值应≥0.5,即尾数域的最高有效位应为1,否则以修改阶码同时左右移小数点的办法,使其变成这一表示形式,这称为浮点数的规格化3.运算器核心部件ALU的特点;磁盘存储器的技术指标运算器核心部件ALU的特点:ALU是具体完成算术与逻辑运算的部件,并产生各种运算的特征给状态标志寄存器;运算器一次能运算的二进制数的位数,称为字长,它是计算机的重要性能指标。
磁盘存储器的技术指标:存储密度、存储容量、存取时间及数据传输率。
4.虚拟存储系统的组成及操作系统在虚拟存储系统的作用虚拟存储系统由主存辅存组成,虚拟存储器必须建立在主存-辅存结构上。
在虚拟存储器中,主存-外存层次的基本信息传送单位可采用三种不同的方案:段、页或段页,形成了页式虚拟存储器、段式虚拟存储器、段页式虚拟存储器。
考试题型:选择题:2分×10=20分填空题:2分/×空10=20分简答题:6小题共20分计算题:10分×2=20分设计题:10分×2=20分第一章:绪论知识点:1、存储程序概念(基本含义)。
①计算机应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备组成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2、冯·诺依曼计算机结构的核心思想是什么?3、主机的概念(组成部件是哪些?)主存储器,运算器,控制器4、计算机的五大基本部件有哪些?运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备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?Cache和主存储器分别是采用的哪种设计思想?冯·诺依曼结构设计思想:指令和数据是不加区别的混合存储在同一个存储器中的,共享数据总线。
哈佛结构的存储器的设计思想:指令和数据是完全分开的,存储器分为两部分:一是程序存储器,用来存放指令;另一个是数据存储器,用来存放数据。
Cache采用哈佛结构的存储器,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;而计算机的硬件系统是有主机和外部设备组成的,外部设备包括输入设备和输出设备(即I/O设备)。
5、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?数据总线,地址总线,控制总线第二章:数据的机器层表示知识点: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4、规格化的浮点数,要求尾数部分(补码纯小数表示)满足规格化要求,即除了之外,其余的规格化位数均满足符号位与最高数值位不同。
5、移码表示(移码和补码相比,只是符号位上,移码用1表示正数,0表示负数)6、原码、反码、补码和移码中,哪些码的数值在数轴上关于0点对称,并且0有两种不同的表示形式?哪些码的数值在数轴上关于0点不对称,并且0有唯一的表示形式?哪些码经常用来表示浮点数的阶码?原码:[+0]原=00000 [-0]=10000补码:[+0]=[-0]=00000 补码中,真值0的表现形式是唯一 反码:[+0]=00000 [-0]=11111 原码和反码数值在数轴上关于0点对称 补码的数值在数轴上关于0点不对称 移码和补码经常用来表示浮点数的阶码练习题:1、用原码表示某纯小数,共占10位,其中1位用来表示符号位,则数值表示范围是?若用补码表示该纯小数,则数值表示范围是?若表示的是纯整数,采用原码表示和补码表示,所能表示的数值范围各是?2、设机器数的字长8位(含8位符号位),分别写出下列各二进制数的原码、补码和反码。
1110,0011.0--,3251289-, 解:原码补码反码0011.0-0011000.1 1101000.11100111.11110-0001110,1 1110010,11110001,11289 0001001.0 0001001.0 0001001.0 325-0010100.11101100.11101011.13、.某浮点数字长16 位 , 其中阶码部分 4 位(含 1 位阶符),移码表示 , 以2 为底 ; 尾数部分12位(含1位数符,位于尾数最高位),补码表示,规格化。
分别写出下列各题的二进制代码与十进制真值。
(1) 非零最小正数 ; (2) 最大正数 ;(3) 绝对值最小负数 ; (4) 绝对值最大负数22981.0--=⨯22711)1(⨯--2228111)(---⨯+-271⨯-第三章:指令系统知识点:1、指令的基本格式(OP 字段和地址字段组成)。
2、指令的地址码结构(3、2、1、0地址指令的区别) 四地址指令:(A1)OP(A2) A3A4=下一条将要执行的指令的地址三地址指令:(A1)OP (A2)A3 (PC )+1PC (隐含)二地址指令:(A1)OP (A2)A1 (PC )+1PC (隐含)一地址指令:(A CC )OP (A1)A CC (PC )+1PC (隐含)3、规整型指令的操作码设计(扩展操作码法)P534、编址方式(字编址、字节编址、位编址。
哪种编址方式能支持单字节访问?哪几种是有地址空间浪费的?)字节编址方式能支持单字节访问字节编址、位编址是有地址空间浪费的5、指令中地址码的位数是和主存容量(寻址空间)、最小寻址单位有关的。
6、各种数据寻址方式的速度区别?各种数据寻址方式获得数据的速度(由快到慢)OP 地址OP A1 A2 A3 A47(地址=A)立即寻址、直接寻址:EA=A一级间接寻址:EA=(A)寄存器寻址、寄存器间接寻址、多级间接寻址、相对寻址:EA=(PC)+D变址寻址:EA=(R X)+A基址寻址EA=(R b)+D页址寻址EA=0∥A或EA=(PC)H∥A8、什么是精简指令系统(RISC)?减少指令种类和简化指令功能,提高指令的执行速度9、输入输出设备的两种编址方式:独立编址I/O方式、统一编址I/O。
练习题:课本P76 3-4 3-9 3-10 3-12第四章:数值的及其运算知识点:1、已知[Y]补求[-Y]补的方法(连同符号位按位取反加1)。
[-Y]补=[[Y]补]变补变补:不论这个数的真值是正是负,一律连同符号位变反,末位加12、双符号位补码的溢出判断与检测方法(两个符号位异号)。
双符号位的含义如下:S s1S s2=00 结果为正数,无溢出S s1S s2=01 结果正溢S s1S s2=10 结果负溢S s1S s2=11 结果为负数,无溢出运算规则:①参加运算的两个操作数均用补码表示②符号位作为数的一部分参加运算③若做加法,则两数直接相加;若做减法,则将被减数与减数的机器负数相加④运算结果仍用补码表示3、掌握补码的左移、右移运算方法(补码右移时,左边空出来的位补符号位;左移时,右边空出来的位补0)。
4、掌握浮点数加减运算的方法P106-P107练习题:1、已知:X=,Y=(1)、将X、Y分别转换成二进制浮点数(阶码和尾数均用补码表示,其中阶码占4位,尾数占8位,各包含一位符号位)。
(2)、用变形补码,求X-Y=?(舍入采用恒舍法,结果用二进制和十进制两种方法表示。
)解:(1)、X===×23, [X]浮=×20011Y===×24, [Y]浮=×20100[-Y]浮=×20100(2)、[ΔE]移=[Ex]移- [Ey]补=0011-0100=-1即ΔE=-1,则x向y的阶码看齐,x的尾数右移1位,阶码加1;则:[X]浮=0100,1. 1001110(2)尾数相减,采用双符号位:[Mx ]补11.1001110+[-My ]补11.011001111.0000001(Mx -My)补=(3)规格化尾数运算结果符号位和最高有效数值位同号,不需要规格化,即:(X-Y)浮=20100×X-Y=()×20100= =第五章:存储系统和结构知识点:1、计算机的存储系统是?高速缓冲存储器(Cache),主存储器,辅助存储器2、存储器分类:按存取方式分类可分为?随机存取存储器RAM, 只读存储器ROM,顺序存取存储器SAM,直接存取存储器DAM按信息的可保存性分类可分为?易失性存储器,非易失性存储器3、存储系统层次结构可分为Cache-主存层次和主-辅存层次。
他们各是为了解决什么问题而提出来的?Cache-主存层次是为解决主存速度不足而提出来的;主-辅存层次是为解决主存容量不足而提出来的。
4、在字节编址计算机的地址安排方案中,什么是大端方案?什么是小端方案?P1264、什么是边界对齐的数据存放方法?P128-129。
5、SRAM和DRAM的读写速度比较?SRAM的存取速度快,但集成度低,功耗也比较大。
DRAM集成度高,功耗小,但存取速度慢。
高速缓冲器和主存储器各是采用了二者中哪种来制作的?高速缓冲器采用SRAM,主存储器采用DRAM6、动态RAM(DRAM)的三种刷新方式各是什么?集中式,分散式,异步式刷新过程中的死区是什么?集中式的死区:在集中刷新间必须停止读写分散式,异步式无死区7、刷新和再生的区别是什么?重写是随机的,某个存储单元只有在破坏性读出之后才需要重写。
刷新是定时的,即使许多记忆单元长期未被访问,若不及时补充电荷的话,信息也会丢失。
8、主存容量的扩展:字扩展,位扩展,同时扩展。
存储芯片的地址分配和片选。
9、Cache与主存之间的地址映像的方法有哪3种?全相联映像,直接映像,组相联映像哪种方式最灵活?全相联映像哪种最不灵活?直接映像哪种冲突率最高、空间利用率最低?直接映像哪种块冲突率最高、空间利用率最高?全相联映像哪种地址变换速度最快、容易实现?直接映像哪种地址变换速度最慢、不容易实现?全相联映像10、什么是Cache读命中?当CPU发出读请求时,如果Cache命中,就直接对Cache进行读操作,与主存无关11、在对Cache中的块进行替换时,常用的替换算法有哪几种?随机算法,先进先出(FIFO)算法,近期最少使用(LRU)算法12、Cache有哪2种更新策略?写直达法和写回法练习题:1、某计算机字长为32位,其容量是1MB,按字节编址的寻址范围是多少?若主存以字节编址,试画出主存字地址和字节地址的分配情况。
2、现有1024 × 4 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 ,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?几位用作片内地址?(3)画出一块板内各芯片的连接逻辑图。
3、设某机Cache的速度为主存速度的5倍;如果Cache命中率为90%,则有Cache和无Cache 相比,速度提高多少倍?第六章:中央处理器知识点:1、中央处理器的组成包括哪些部件?运算器和控制器两大部分组成CPU模型:2、控制器有哪几种控制方式?各有何特点?1.同步控制方式:这种控制方式设计简单,容易实现,但是对于许多简单指令来说会有较多的空闲时间,造成较大数量的时间浪费,从而影响了指令的执行速度。
2.异步控制方式:异步控制采用不同时序,没有时间上的浪费,因而提高了机器的效率,但是控制比较复杂。