08《计算机原理》复习提纲

复习重点第1章绪论(概念)1计算机系统的组成分为两大范畴：硬件和软件。

书P4图1-1●计算机硬件分为主机和外设；●计算机软件分为系统软件和应用软件两大类。

2计算机系统的组成：冯·诺依曼计算机基本特点：●采用二进制形式表示指令和数据；●计算机采用存储程序的工作方式；●计算机硬件由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备组成。

了解主要部件功能。

3存储系统通常分为三级存储体系是指：Cache—内存—外存三层架构，通常内存（主存）和Cache由半导体存储器构成。

4总线概念●计算机中各个功能部件是通过总线连接的，它是各部件之间进行信息传输的公共线路。

●总线：一组公共信息传输线路，能为多个部件服务，可分时地发送与接收各个部件的信息。

●总线的数据通路宽度：指能够一次并行传送的数据位数。

●总线分为单向总线和双向总线。

（传送方向分）单向总线：挂在总线上的一些部件将信息有选择地传向另一些部件，却不能反向传送；双向总线：挂在总线上的任何一个部件或设备都可以从总线上有选择地接受其他部件或设备的信息，而且能通过总线有选择的向其他部件或设备发送信息。

●根据所传信息种类不同，通常系统总线可以分为三种：数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB5计算机系统的层次结构●从语言功能角度划分层次结构，一般地，计算机的语言由低到高可以分成机器语言、汇编语言、高级语言和专用语言等●计算机硬件的物理功能是执行机器语言，机器语言是能够被计算机硬件直接识别的语言。

汇编语言是一种面向机器结构的低级程序设计语言。

6计算机的主要指标●机器基本字长：参与计算机运算的操作数的基本位数。

●存储器容量：一般，以字节数表示存储器容量，例如：1KB=210B；1MB=220B；1GB=230B；1TB=240B第2章数据信息表示2.1数值数据的信息表示（掌握）1进位计数制之间的转换2数的小数点表示●根据小数点位置是否固定，数的格式分为两种表示形式，分别是定点数和浮点数。

《计算机组成原理》—复习提纲《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）。

------即为冯诺依曼型计算机1、计算机应该由运算器，存储器，控制器、输⼊设备和输出设备5⼤基本部件组成2、计算机内部采⽤2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？A】3、主机的概念（组成部件是哪些？）运算器，存储器、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？a)冯诺依曼的设计思想是：指令和数据是不假区别的混合存储在同⼀个存储器中的，共享数据总线b)哈弗：指令和数据是分开的，分为程序存储器和数据存储器。

6、计算机系统是由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：=（1-2^-n）全部为1 [-127/128~127/128]补码：-1 XS=1，其他为零[-1~127/128]2、定点整数表⽰范围（原码、补码）原码表⽰：2^n-1~-（2^n-1）补码表⽰：2^n-1~-2^n3、浮点数表⽰范围a)N=M*R^E R=2 m是尾数e是阶码4、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）。

操作码字段+ 地址码字段2、指令的地址码结构（3、2、1、0地址指令的区别）a)第⼀操作数地址b)第⼆操作数地址c)操作结果存放地址d)下条将要执⾏指令的地址3、⾮规整型指令的操作码（扩展操作码）在规整型⾥⾯，OP字段的长度是⼀样的，如IBM 370 ⽤了8位，总共有256条指令，但是其实他有183条，冗余的编码，称为：⾮法操作码⾮规整型，操作码字段的位数不固定，切分散地放在指令字的不同位置上。

计算机组成原理复习题及参考答案（AB）《计算机组成原理》课程复习资料⼀、选择题：1.定点运算器⽤来进⾏ [ ]A.⼗进制数加法运算B.定点数运算C.浮点数运算D.即进⾏定点数运算也进⾏浮点数运算2.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为 [ ]A.64，16B.16，64C.64，8D.16，163.⽬前的计算机中，代码形式是 [ ]A.指令以⼆进制形式存放，数据以⼗进制形式存放B.指令以⼗进制形式存放，数据以⼆进制形式存放C.指令和数据都以⼆进制形式存放D.指令和数据都以⼗进制形式存放4.采⽤DMA⽅式传送数据时，每传送⼀个数据就要⽤⼀个 [ ]A.指令周期B.数据周期C.存储周期D.总线周期5.冯·诺依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6.某机字长32位。

其中1位符号位，31位表⽰尾数。

若⽤定点整数表⽰，则最⼤正整数为 [ ]A.+(231-1)B.+(230-1)C.+(231+1)D.+(230+1)7.下列数中最⼤的数是 [ ]A.(100110001)2B.(227)8C.(98)16D.(152)108.哪种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9.由于CPU内部的操作速度较快，⽽CPU访问⼀次主存所花的时间较长，因此机器周期通常⽤下列哪个来规定 [ ]A.主存中读取⼀个指令字的最短时间B.主存中读取⼀个数据字的最长时间C.主存中写⼊⼀个数据字的平均时间D.主存中取⼀个数据字的平均时间10.下⾯叙述的概念中哪个是正确的 [ ]A.总线⼀定要和接⼝相连B.接⼝⼀定要和总线相连C.通道可以代替接⼝D.总线始终由CPU控制和管理11.在定点⼆进制运算器中，减法运算⼀般通过下列哪个来实现 [ ]A.原码运算的⼆进制减法器B.补码运算的⼆进制减法器C.补码运算的⼗进制加法器D.补码运算的⼆进制加法器12.下列有关运算器的描述中哪个是正确的 [ ]A.只作算术运算，不作逻辑运算B.只作加法C.能暂时存放运算结果D.以上答案都不对13.某DRAM芯⽚，其存储容量为512K×8位，该芯⽚的地址线和数据线数⽬为 [ ]A.8，512B.512，8C.18，8D.19，814.完整的计算机系统应包括 [ ]A.运算器存储器控制器B.外部设备和主机C.主机和应⽤程序D.配套的硬件设备和软件系统15.没有外存储器的计算机初始引导程序可以放在 [ ]A.RAMB.ROMC.RAM和ROMD.CPU⼆、名词解释：1.CPU周期2.存取时间3.存储设备数据传输率4.微指令格式5.同步通信6.接⼝7.计算机硬件8.正逻辑9.指令的编码格式10.指令周期11.存储周期12.微命令三、简答题：1.计算机中为什么采⽤⼆进制数码？2.主存储器的性能指标主要有哪些？含义是什么？3.计算机的主要性能指标包括哪些？4.CPU结构如图所⽰，其中⼀个累加寄存器AC，⼀个状态条件寄存器和其它四个寄存器，各部分之间的连线表⽰数据通路，箭头表⽰信息传送⽅向。

《计算机原理》期末复习资料《计算机原理》课程讲稿章节目录：第一章计算机系统概述●计算机系统简介●计算机的软硬件概念●计算机系统的层次结构●计算机组成和计算机体系结构●计算机硬件系统的基本组成●冯·诺依曼计算机●现代计算机结构●计算机的工作过程●机器字长●存储容量●运算速度：主频、MIPS、CPI、FLOPS第二章计算机的发展和应用●计算机的产生和发展●系统主板的组成●微处理器的发展●我国计算机发展历史●计算机的应用●科学计算、数据处理●多媒体、赛博空间●大数据、人工智能、物联网●巨型化●网络化●智能化●多媒体化第三章系统总线●总线基本概念●总线引入缘由●总线基本功能和信息传送方式●总线结构举例：单总线结构、双总线结构、以存储器为核心的双总线结构●总线分类●片内总线●系统总线：数据、地址、控制三总线●经典三总线结构●总线的基本特性●总线宽度、标准传输率、定时协议、复用、控制方式等指标●总线标准ISA、EISA、VL-BUS、PCI等●单总线结构●双总线结构●三总线结构●四总线结构●传统微型机总线结构●VL-BUS局部总线结构●PCI总线结构●多层CPI总线结构●总线控制的功能和特点●总线判优控制●集中仲裁链式查询方式●计数器定时方式●独立请求方式●总线通信控制四种方式●总线传输周期第四章存储器●存储器概述●存储器分类●存储器层次结构——缓存主存与主存辅存●主存结构●地址译码、存储矩阵、数据缓冲器、控制逻辑●主存与CPU连接模型●主存单元地址分配●主存性能指标——容量、存取速度、存储带宽、功耗、可靠性●半导体存储芯片结构●半导体存储芯片译码驱动方式——线选法、重合法●RAM存储原理与典型芯片●Intel2114结构●RAM Intel2114读写时序分析●集中刷新、分散刷新●SRAM和DRAM比较●只读存储器ROM●PROM、EPROM、EEPROM●FLASH MEMORY●存储器与CPU连接●位扩展●字扩展●字位同时扩展●存储器与CPU连接线、四类线连接注意事项●片选控制——全译码方法●片选控制——部分译码●片选控制——线选法、特点、举例●74LS138译码器●存储器与CPU连接举例分析●提高访存速度措施●单体多字系统●多体并行系统●程序编译与执行过程●CPU执行周期简介●内存种类介绍与功能分析（上）●内存种类介绍与功能分析（下）●高速缓冲存储器概述●局部性原理●Cache思想●Cache分类、数据访问顺序●数据块概念●CPU与Cache数据交换过程●主存与缓存编址●命中率●Cache基本结构●Cache读写操作●Cache——主存的地址映射：直接映射●Cache——主存的地址映射：全相联映射●Cache——主存的地址映射：组相联映射、段相联映射●替换算法原理●Cache写操作策略——写回法、全写法、只写主存法●辅助存储器概述●磁存储器工作原理、特点●磁记录方式●归零、不归零制、调相制、调频制等●记录方式性能评价——编码效率、同步能力●磁存储器主要技术指标●位密度、道密度●存储容量●平均寻址时间计算●数据传输速率定义●误码率计算●磁盘、温盘●计算机系统磁盘子系统组成●硬磁盘存储器结构●硬盘控制器●硬盘驱动器●数据控制、硬盘接口●IDE、SCSI●IEEE 1394●USB●硬盘物理上的认识——外部结构●硬盘内部结构●磁头组件、驱动机●控制电路●磁盘容量、存取速度●奇偶校验●循环冗余校验码●CRC编码方法●CRC编码特点●CRC码例题、检错纠错第五章输入输出系统●概述●早期阶段和总线接口与DMA阶段●I/O通道控制阶段●I/O处理机阶段●输入输出系统组成●I/O与主机的连接方式●外部设备寻址●串行、并行传送●立即响应、同步、异步方式●信息传送控制●程序查询方式●程序中断方式●DMA方式●接口概述●接口与端口●接口功能和组成●接口类型●查询方式含义●查询方式流程●接口电路时序●中断方式含义●中断产生与示例●中断接口电路●I/O中断处理过程●中断服务程序的流程●单级与多级中断●DMA接口功能和组成第六章计算机的运算方法●无符号数和有符号数●原码表示法●定点小数与定点整数●补码表示法、举例●反码表示法、移码表示法、举例●定点表示●浮点表示●浮点数规格化●定点、浮点对比●规格化与非规格化对比●综合示例解题●IEEE 754标准●定点运算●移位运算●算数移位与逻辑移位●补码加减法运算●溢出判断第七章指令系统●机器指令的概念●机器工作流程●指令系统的层次关系●指令基本格式●一地址、二地址、三地址、四地址指令格式●指令字长●扩展操作码技术●操作数类型●数据在存储器中的存放方式●操作类型●指令寻址●数据寻址——立即、直接、隐含、间接寻址●寄存器直接、间接寻址●基址寻址●变址寻址●相对寻址●堆栈寻址●指令格式涉及的问题●指令格式综合示例●指令集概述●CISC指令集●RISC指令集●RISC与CISC对比第八章 CPU的结构和功能●CPU分类●指令控制●操作控制●时间控制●数据加工●中断处理●CPU结构框图●指令周期基本概念●CPU周期、时钟周期●指令周期流程●CPU访存类型●指令流水原理●影响指令流水性能因素●多发技术●指令流水线结构（以上各章每节知识点全部体现在PPT讲稿中，涉及PPT讲稿共61个）一、客观部分：（单项选择、多项选择、不定项选择、判断）★考核知识点: 计算机系统经典结构参见讲稿章节：第一章、第二章、第三章附1.1.1（考核知识点解释及答案）计算机常用基本知识，重点掌握冯诺依曼结构、三总线结构。

计算机中基本有两种信息在流动，一种是数据，另外一种是控制命令。

数据由输入设备输入到运算器，再存于存储器中，最后由运算器经输出设备输出。

计算机的基本结构：输入设备、运算器、存储器、控制器、输出设备CPU的组成：运算器+控制器微型计算机：运算器+控制器+存储器单板计算机：整个计算机只安装在一块印刷电路板上单片机：整个计算机集成在一个芯片上字符编码——ASCII编码指令：计算机执行的各种操作用命令的形式写下来就是指令。

寻址方式：立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址计算机的软件包括：系统软件、应用软件、支撑软件系统软件包括：(1)各种语言和他们的汇编或解释、编译程序；(2)机器的监控管理程序、调试程序、故障检查和诊断程序；(3)程序库；(4)操作系统。

在微型计算机系统中，外部信息的传送是通过总线进行的。

计算机的三组总线：地址总线（单向总线）、数据总线（双向总线）、控制总线早起计算机，输入输出是通过运算器进行的，在输入和输出设备与存储器之间没有信号的直接联系。

而在微型计算机系统中，由于采取了总线结构，所以可以再存储器和外设之间进行直接的信息的传输，即DMA。

微处理器的内部主要组成：内部寄存器序列,累加器和算术逻辑单元,指令寄存器、指令译码器和定时及各种控制信号的产生电路。

8086处理器的执行环境：地址空间、基本程序执行寄存器（8个通用寄存器、4个段寄存器、标志寄存器FLAGS和IP指令指针寄存器）、堆栈（堆栈定位在内存中）、I/O端口8个通用寄存器：AX/BX/CX/DX/SI/DI/BP/SP主要用于处理一下内容：逻辑或算数计算的操作数、用于地址计算的操作数、内存指针注意：SP寄存器保持堆栈指针，通常不要用于其他操作。

AX/BX/CX/DX 通常称为数据寄存器，用以存放操作数；SI/DI/BP/SP 通常称为指针寄存器，虽然也可以存放操作数，但主要用作地址指针。

4个段寄存器：CS(代码段)/DS(数据段)/SS(堆栈段)/ES(附加数据段)段寄存器保存16位段选择子。

《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。

第一章计算机中数据的表示方法1.数据的最小单位称为位（bit），存储容量的最基本单位是字节（Byte），CPU处理数据的基本单位是字（word）数据按处理方式可分为数值和非数值类（如汉字），按传输形式分为数字数据（离散）和模拟数据（连续）2.ASCII码：美国标准信息交换代码，7位，最高位为0，共128个，A 为41H（65），a为61H（97），扩展ASCII码256个3.汉字编码：输入码（外码，分音码/形码/音形码等）、内码（高位置1）、字形码（字模码，分为点阵、矢量、轮廓TTF）、交换码（国标码）4.区位码（16进制）+2020H=国标码，国标码+8080H=机内码，如某字区位2590，国标397AH，机内B9FAH5.BCD码与十进制互换(4位对1位），点阵码的存储空间=点阵/8（字节），如8000个16*16点阵汉字库需256KB6.国标GB2312-80基本字符集有94区，每区有94位，一级汉字3755个按拼音排列，二级汉字3008个按部首排列，其他字符集有GBK、GB18030、CJK等7.十进制→非十进制：整数部分除R取余，小数部分乘R取整。

十进制小数不一定能转换成二进制8.非十进制→十进制：乘权求和，二进制与十六进制（八进制）互换。

多种数制比较可统一转成十或二进制9.机器数（数的符号位数字化，分原/反/补）、真值（一个数的实际本身）、原码、反码、补码的区别，正数的原码、反码、补码相同，负数的原码为符号位1加数值位，反码为符号位1加数值位取反，补码为符号位1加数值位取反+1，0的原码、反码均有两个，0的补码只有一个。

引入补码的实质是实现求补相加，将减法运算转化为加法10.数的表示有定点和浮点，定点数分为定点整数和定点小数，8位定点整数的原码范围是-127～+127，补码范围是-128～+127，8位定点小数的原码范围是-(1-2^-7)～(1-2^-7)，补码范围是-1～(1-2^-7)；浮点数的组成：阶符，阶码，数符，尾数，其中阶码决定了数的大小，尾数决定了数的精度，两个浮点数进行加减运算时先要对阶，0.5<=|尾数|<1称为规格化(补码表示时数符与尾数最高位相异)11.加法运算的溢出：最高位和次高位有且只有一项有进位第二章计算机系统的组成1.计算机发展：第一台ENIAC于1946年美国；第一代电子管，用定点数、低级语言；第二代晶体管，出现高级语言；第三代集成电路，半导体作内存，出现ARPANET；第四代大规模和超大规模集成电路，出现数据库、分布式操作系统、网络软件。

计算机原理总复习大纲（整理版）题型说明：一、选择题：（每题1分，共20分，必须将答案填入下表——涵盖全部内容）二、计算机（20分）——存储器地址、堆栈地址、中断地址三、解答题（20分）——汇编指令和机器质量问题四、综合题（20分）——存储器分析问题五、设计题（20分）——接口技术问题复习说明：课程内容分为“九个”专题知识点要求例题——作为知识点的具体体现，有典型的意义。

作为作业的重要部分，独立完成，按时交。

一、数制编码知识点要求：数制：10进制<—>2进制<—>16进制数据编码：原码、补码字符编码：ASCII码（要求记住A~Z,0~9的编码）例题：1、若X= -11，则[X]2=? 其8位机器数编码的[X]补码=?2、若X= -111，则[X]2=? 其8位机器数编码的[X]补码=?3、字母A；P的ASCII码是什么？4、数字8；3的ASCII码是什么？二、计算机系统知识点要求：重要的基本概念例题：1、计算机系统的组成有哪些部分？2、计算机硬件系统构成有哪些部分？3、计算机硬件系统的最主要的性能指标是什么？4、计算机的系统总线是指什么？三、CPU结构知识点要求：8086CPU中的寄存器名称、用途、特点字长和寻址空间、时序和周期例题：1、8086CPU的标志寄存器中的标志、状态标志、控制标志各有多少个？2、8086CPU的字长是多少？3、计算机访问外设所占用的时间，称为什么？4、8086计算机系统对存储器、外设端口的可寻址空间是多少？四、寻址技术知识点要求：各种地址概念和计算各种指针概念和表示形式存储器地址的计算例题：1、写出存储器物理地址的一般计算公式?2、写出有效地址的计算公式?3、8086CPU中，程序指针，堆栈指针如何表示?4、知DS=1234H，13000H单元的偏移地址是多少？该数据段的起始地址是多少？该数据段可能的最大的物理地址是多少？五、指令知识点要求：重要概念和基本指令（课堂讲解内容范围内）指令的五项分析内容指令的特殊规定或默认要求（课堂讲解内容范围内）由机器指令汇编辨识出操作数的有关信息由汇编指令编写机器指令（部分内容）例题：1、下列8086系统的指令的操作数分为哪几种类型?下列指令的源操作数是什么类型的操作数?（MOV AX，BX MOV AX，[ BX ] MOV AX，BH IN AX，BH）2、8086系统的串操作指令执行时，串操作次数存放何处？3、8086系统的指令JMP 1000：23H 是什么类型的转移指令？（远、近、长、短）5、用语言说明上述指令的功能是什么？六、堆栈知识点要求:堆栈原则栈区分析和计算栈区设置的初始化编程堆栈过程分析和计算例题：1、8086微机系统中，若要求设置栈区为7880H~778FFH，说明ss=? sp=? 写出初始化编程。

计算机原理复习提纲
一、计算机结构
1.1计算机概述
（1）计算机的概念：由硬件、软件、数据、资源构成，能按照存储在内部的程序对数据进行计算、操作，能根据用户要求进行处理。

（2）计算机结构：中央处理器、内存系统、I/O子系统
1.2中央处理器
（1）构成：ALU、控制器、寄存器、程序计数器
（2）特点：可以实现数据的检查、比较、移位、加减乘除、跳转
1.3内存系统
（1）构成：RAM、ROM、Cache
（2）特点：RAM可寻址、可擦除重写；ROM只读、一次性烧录；Cache是为了提高CPU访存速度而建立的小型高速存储器。

1.4I/O子系统
（1）功能：建立计算机与外界环境的接口，完成计算机输入输出（2）构成：输入设备、输出设备、中间设备
二、运算器与指令系统
2.1运算器
（1）功能：对输入的数据作出各种算术、逻辑运算
（2）组成：四则运算器、比较器、逻辑运算器
2.2指令系统
（1）定义：指令系统是指一组能够提供计算机完成各种功能的指令集
（2）指令的特点：可寻址性、寄存器模式、操作码、格式
三、存储系统
3.1存储器。