乐山师范学院计算机组成原理复习要点及答案
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《计算机组成原理》作业一、填空1.电子数字计算机从1946年诞生至今,按其工艺和器件特点,大致经历了四代变化。
第一代从—年开始;第二代从—年开始;第三代从年开始,采用—;第四代从年开始,采用—«2.移码常用来表示浮点数—部分,移码和补码除符号位—外,其他各位—。
3.三态逻辑电路其输出信号的三个状态是:、、o4.动态半导体存储器的刷新有—、—和—三种方式,之所以刷新是因为—。
5.I/O设备的编址方式通常有和两种。
在没有设置专门I/O指令的系统中,主机启动外围设备的方法可以是—o6.D/A转换是将信号转换为信号。
7.8086CPU芯片的结构特点是将部件与部件分开,目的是减少总线的空闲时间,提高指令执行速度。
8.中断屏敝技术的作用可概括为两点:、o9.为了减轻总线负载,总线上的部件大都应具有—。
10.主机与外围设备之间数据交换的方式有:—、—、—、—o11 .指令通常由和—两部分组成。
12.显示器的刷新存储器(或称显示缓冲器)的容量是由—和—决定的。
13.波特率表示, 1波特等于—。
14.设备控制器的主要职能是:—、—、—、—-15.软件通常分为—和—两大类。
16.八进制数37. 40转换成二进制数为 o17.集中式总线控制部件分为如下三种方式:—、—、—。
18.一般来说,外围设备由那三个基本部分组成:—、—、—o19.计算机硬件由—、—、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。
20.DMA数据传送过程可以分为—、数据块传送和—三个阶段。
21.1986年世界十大科技成果中,其中一项是美国制成了由—多台处理器组成的大型计算机,其最高速度每秒可执行。
22.定点字长16位补码运算的计算机,用8进制写出最大正数的补码是—,最小负数补码是—o23.与存储有关的物理过程本身有时是不稳定的,因此所存放的信息在一段时间之后可能丢失,有三种破坏信息的重要存储特性,他们是—、—和—。
24.半导体静态RAM靠—存储信息,半导体动态RAM则是靠存储信息。
计算机组成原理期末复习+内容总结第一章计算机系统概论1.基本概念硬件是指可以看得见、摸得着的物理设备实体。
一般讲硬件还应包括将各种硬件设备有机组织起来的体系结构。
软件由程序、数据和文档组成。
它使计算机硬件能完成运算和控制功能的有关计算机指令和数据定义的组合,即机器可执行的程序及有关数据。
另外,软件还包括机器不可执行的与软件开发、过程管理、运行、维护、使用和培训等有关的文档资料。
固件是将软件写入只读存储器ROM中,称为固化。
只读存储器及其写入的软件称为固件。
固件是介于硬件和软件之间的一种形态,从物理形态上看是硬件,而从运行机制上看是软件。
计算机系统的层次结构是现代计算机系统由硬件、软件有机结合的十分复杂的整体。
在了解、分析、设计计算机系统时,人们往往采用分层的方法,即将一个复杂的系统划分为若干个层次,即计算机系统的层次结构。
最常见的是从计算机编程语言的角度划分的计算机系统层次结构。
虚拟计算机是指通过配置软件扩充物理机功能以后所形成的一台计算机,而物理机并不具备这种功能。
虚拟机概念是计算机分析设计中的一个重要策略,它将提供给用户的功能抽象出来,使用户摆脱具体物理机细节的束缚。
2.计算机的性能指标计算机的性能指标有以下几个方面: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,用bps度量。
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。
利用率在给定的时间间隔内,系统被实际使用的时间所在的比率,用百分比表示。
处理机字长常称机器字长,指处理机运算中一次能够完成二进制运算的位数,如32位机、64位机。
总线宽度一般指CPU从运算器与存储器之间进行互连的内部总线一次操作可传输的二进制位数。
存储器容量是存储器中所有存储单元(通常是字节)的总数目,通常用KB、MB、GB、TB来表示。
存储器带宽是单位时间内从存储器读出的二进制数信息量,一般用B/s(字节/秒)表示。
主频/时钟周期CPU的工作节拍受主时钟控制,按照规定在某个时间段做什么。
一、简答题1、试述浮点数规格化的目的和方法。
答:浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。
当尾数用补码表示时,若符号位与小数点后的第一位不相等,则被定义为已规格化的数,否则便是非规格化数。
通过规格化,可以保证运算数据的精度。
方法:进行向左规格化,尾数左移一位,阶码减1,直到规格化完毕。
2、简述循环冗余码(CRC)的纠错原理。
答:CRC码是一种纠错能力较强的校验码。
在进行校验时,先将被检数据码的多项式用生成多项式G(X)来除,若余数为0,说明数据正确;若余数不为0,则说明被检数据有错。
只要正确选择多项式G(X),余数与CRC码出错位位置的对应关系是一定的,由此可以用余数作为判断出错位置的依据而纠正出错的数据位。
3、DRAM存储器为什么要刷新?有几种刷新方式?DRAM存储元是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。
由于存储的信息电荷终究是有泄漏的,电荷数又不能像SRAM存储元那样由电源经负载管来补充,时间一长,信息就会丢失。
为此必须设法由外界按一定规律给栅极充电,按需要补给栅极电容的信息电荷,此过程叫“刷新”。
①集中式---正常读/写操作与刷新操作分开进行,刷新集中完成。
②分散式---将一个存储系统周期分成两个时间片,分时进行正常读/写操作和刷新操作。
③异步式---前两种方式的结合,每隔一段时间刷新一次,保证在刷新周期内对整个存储器刷新一遍。
4、CPU中有哪些主要寄存器?简述这些寄存器的功能。
(1)指令寄存器(IR):用来保存当前正在执行的一条指令。
(2)程序计数器(PC):用来确定下一条指令的地址。
(3)地址寄存器(AR):用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。
(4)缓冲寄存器(DR):<1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。
<2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。
<3>在单累加器结构的运算器中,缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。
计算机组成原理答案第一章计算机系统概论1.比较数字计算机和模拟计算机的特点。
解:模拟计算机的特点:数值由连续量来表示,运算过程是连续的;数字计算机的特点:数值由数字量(离散量)来表示,运算按位进行。
两者主要区别见P1 表1.1。
2.数字计算机如何分类?分类的依据是什么?解:分类:数字计算机分为专用计算机和通用计算机。
通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。
分类依据:专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。
通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。
4.冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么?它包括哪些主要组成部分?解:冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是:存储程序和程序控制。
存储程序:将解题的程序(指令序列)存放到存储器中;程序控制:控制器顺序执行存储的程序,按指令功能控制全机协调地完成运算任务。
主要组成部分有:(控制器、运算器)(CPU的两部分组成)、存储器、输入设备、输出设备(I/O设备)。
5.什么是存储容量?什么是单元地址?什么是数据字?什么是指令字?解:存储容量:指存储器可以容纳的二进制信息的数量,通常用单位KB、MB、GB来度量,存储容量越大,表示计算机所能存储的信息量越多,反映了计算机存储空间的大小。
单元地址:简称地址,在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号,称为单元地址。
数据字:若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据,则称数据字。
指令字:若某计算机字代表一条指令或指令的一部分,则称指令字。
6.什么是指令?什么是程序?解:指令:计算机所执行的每一个基本的操作。
程序:解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序,简称程序。
7.指令和数据均存放在内存中,计算机如何区分它们是指令还是数据?解:一般来讲,在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息;而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。
计算机组成原理复习资料一:考试题型与分值分布.1.选择题:25*1=25 ;2. 填空题:15*1=15 ;3. 判断与改错:6*3=18;4.简答题:4*5=205.计算题:10*1+12*1=22二:复习资料.1.冯洛依曼核心及特点?答:核心:提出了存储控制程序的计算机结构思想,这个设计思想的提出使第一台存储程序的计算机诞生.特点:1. 计算机应由运算器,存储器,控制器,输入设备,输出设备5大基本部件组成.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的数据事先存入存储器中,然后再启动计算机工作,这就是存储程序的基本含义.2.半导体存储器特点?答:半导体存储器主要有MOS型和双极型存储器两大类,MOS型存储器具有集成度高,功耗低,价格便宜,存储速度较慢等特点;双极型存储器具有存储速度快,集成度较低,功耗较大,成本高等特点;半导体存储器RAM存储器的信息会因为断电而丢失。
3.CPU控制器有哪些?各有哪些特点?答:控制方式有以下三种:1.同步控制方式,2.异步控制方式,3.联合控制方式。
特点:1.同步控制方式:各项操作都由统一的时序信号控制,在每个机器周期中产生统一数目的节拍电位和工作频率。
不同的指令操作时间也不同,以最为复杂的操作时间作为统一的时间间隔标准,从而导致执行速度。
2.异步控制方式:各项操作采用不统一的时序信号控制,根据操作程序的难易程度分配时间,采用“应答”方式,衔接使用“结束—起始”信号来实现。
因为没有时间上面的浪费,提高了机器的效率,但控制比较复杂。
3.联合控制方式:采用同步和异步控制方式的结合,设计思想是在功能部件内部采用同步或者异步的控制方式,在功能部件之间采用异步方式。
4.运算器的功能?主存.辅存的区别?答:运算器的功能:对数据进行各种运算,这些运算除了常规的加、减、乘、除等基本的算术运算之外,还包括能进行“逻辑判断”的逻辑处理能力,即“与”、“或”、“非”这样的基本逻辑运算以及数据的比较、移位等操作。
1、计算机系统中的存贮器系统是指___cache____、___主存储器___和___外部存储器。
2、冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是__按地址访问__并_顺序执行__。
3、某机字长32位,其中1位符号位,31位表示尾数。
若用定点小数表示,则最大正小数为__1-2^-32________。
4、零地址指令的操作数一般隐含在___寄存器____中。
5、算术/ 逻辑运算单元___ALU_____可完成。
6、存储单元是指存放一个____机器字___的所有存贮元集合。
7、在定点二进制运算器中,减法运算一般通过____补码____的__加法____来实现。
8、____相联存储器______是按内容指定方式进行寻址的存贮器。
9、某计算机字长____32位______,其存储容量为______4M____,若按半字编址,它的寻址范围是____2M______。
10、变址寻址方式中,操作数的有效地址等于__寄存器总的数据___加上__操作数中的数据(偏移地址)_。
11、主存贮器和CPU之间增加cache的目的是解决CPU和主存之间的速度匹配问题。
12、微程序存放在__磁盘___中。
13、单地址指令中为了完成两个数的算术运算,除__操作码__指明的一个操作数外,另一个常需采用__隐含寻址__。
14、计算机使用总线结构的主要优点是便于实现__积木化___,同时减少了_数据传输线__的条数。
15、同步控制是由______统一是时序型号____的方式。
16、串行总线主要用于_连接主机与外围设备_________。
17、动态RAM的特点是___定时刷新数据___。
18、在下列存储器中,半导体存储器可以作为主存储器。
19、计算机主频的周期是指__时钟周期_____。
20、CPU芯片中的总线属于____内部中线______。
21、电子计算机是一种不需要__人工干预__,___自动____、_____高速___、_____准确__的对各种信息进行处理和存储的电子设备。
计算机组成原理复习题及答案一、填空、选择或判断1.多核处理机是空间并行计算机,它有___多__个CPU。
2.计算机的发展大致经历了五代变化,其中第四代是 1972-1990 年的_大规模和超大规模集成电路______计算机为代表。
3.计算机从第三代起,与IC电路集成度技术的发展密切相关。
描述这种关系的是_摩尔__定律。
4.1971年,英特尔公司开发出世界上第一片4位微处理器__Intel 4004_____。
首次将CPU的所有元件都放入同一块芯片之内。
5.1978年,英特尔公司开发的___Intel 8086_______是世界上第1片通用16位微处理器,可寻址存储器是_1MB______。
6.至今为止,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是__物理器件性能所致___。
7.冯。
诺依曼计算机工作方式的基本特点是__按地址访问并顺序执行指令_____。
8.20世纪50年代,为了发挥__硬件设备_____的效率,提出了_多道程序___技术,从而发展了操作系统,通过它对__硬软资源______进行管理和调度。
9.计算机硬件能直接执行的只有__机器语言_________ 。
10.完整的计算机系统应包括__配套的硬件设备和软件系统______。
11.计算机的硬件是有形的电子器件构成,它包括_运算器__、_控制器_、_存储器__、_适配器_、_系统总线__、__外部设备__。
12.当前的中央处理机包括__运算器_____、_控制器_____、__存储器_____。
13.计算机的软件通常分为__系统软件_______和___应用软件_____两大类。
14.用来管理计算机系统的资源并调度用户的作业程序的软件称为__操作系统_____,负责将_高级____-语言的源程序翻译成目标程序的软件称为___编译系统____。
15.计算机系统中的存储器分为__内存____和__外存______。
在CPU执行程序时,必须将指令存放在__内存______中。
计算机组成原理期末考试复习题及参考答案整理——WORD文档,下载后可编辑修改——一.选择题第1章计算机系统概论1.电子计算机问世至今,新型机器不断推陈出新,不管怎么更新,依然具有“存储程序”的特点,最早提出这种概念的是()。
答案是:BA.巴贝奇(Charles Babage)B.冯·诺伊曼(von Neumann)C.帕斯卡(Blaise Pascal)D.贝尔(Bell)2.有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中,称之为()。
答案是:CA.硬件 B.软件C.固件 D.辅助存储器E.以上都不对3.输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为()。
答案是:DA.操作系统 B.存储器C.主机 D.外围设备4.完整的计算机系统应包括()。
答案是:DA.运算器、存储器、控制器 B.外部设备和主机C.主机和实用程序 D.配套的硬件设备和软件系统5.计算机系统中的存储系统是()。
答案是:DA.RAM存储器 B.ROM存储器C.主存 D.主存和辅存6.用以指定待执行指令所在地址的是()。
答案是:CA.指令寄存器 B.数据计数器C.程序计数器 D.累加器7.冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是()。
答案是:BA.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8.下列各装置中,()具有输入及输出功能。
答案是:CA.键盘 B.显示器C.磁盘驱动器 D.打印机9.计算机只懂机器语言,而人类熟悉高级语言,故人机通信必须借助()。
答案是:AA.编译程序 B.编辑程序C.连接程序 D.载入程序10.计算机的算术逻辑单元和控制单元合称为()。
答案是:AA.ALU B.UPC.CPU D.CAD11.只有当程序要执行时,它才会去将源程序翻译成机器语言,而且一次只能读取、翻译并执行源程序中的一行语句,此程序称为()。
答案是:CA.目标程序 B.编译程序C.解释程序 D.会变程序12.“容量为640KB存储器”是指下列()。
《计算机组成原理》的试题、习题、复习资料“计算机组成原理”资料第1章概论一、名词解释:(第一章的名称解释是考试的重点)1.主机:由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。
2.CPU:中央处理器,是计算机的核心部件,由运算器和控制器构成。
3.运算器:计算机中完成运算功能的部件,由ALU和寄存器构成。
4.ALU:算术逻辑运算单元,负责执行各种算术运算和逻辑运算。
5.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。
6.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。
7.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。
8.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。
9.位:计算机中的一个二进制数据代码,计算机中数据的最小表示单位。
10.字:数据运算和存储的单位,其位数取决于具体的计算机。
11.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。
12.字长:一个数据字中包含的位数,反应了计算机并行计算的能力。
一般为8位、16位、32位或64位。
13.地址:给主存器中不同的存储位置指定的一个二进制编号。
14.存储器:计算机中存储程序和数据的部件,分为内存和外存。
15.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。
16.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。
17.软件:由程序构成的系统,分为系统软件和应用软件。
18.兼容:计算机部件的通用性。
19.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。
20.程序:完成某种功能的指令序列。
21.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。
计算机组成原理经典复习题集锦(附答案)知识讲解计算机组成原理经典复习题集锦(附答案)计算机组成原理复习题一、填空题1.用二进制代码表示的计算机语言称为(机器语言),用助记符编写的语言称为(汇编语言)。
2. 计算机硬件由(操纵单元)、(运算器)、(存储器)、输入系统和输出系统五大部件组成。
3.十六进制数CB8转换成二进制数为(110010111000)。
4.某数x的真值-0.1011B,其原码表示为( 1.1011)。
5.在浮点加减法运算过程中,在需要(对阶)或(右规)时,尾数需向右移位。
6.指令通常由(操作码)和(地址码)两部分组成。
7.要组成容量为4K*8位的存储器,需要(8)片4K×1位的芯片并联,或者需要(4)片1K×8位的芯片串联。
8. 中断处理过程包括(关中断)、(爱护现场)、(执行中断服务程序)、(恢复现场)和(开中断)时期。
9.操作数寻址方式包括(直截了当寻址)、(间接寻址)、(马上寻址)、(隐含寻址)、(寄存器寻址)、(寄存器间接寻址)、(基址寻址)等。
10.动态RAM的刷新包括(分散刷新)、(集中刷新)和(异步刷新)三种方式。
11.高速缓冲存储器的替换算法有(先进先出)和(近期最少使用)。
12.妨碍流水线性能的因素有(数据相关)、(操纵相关)和(资源相关)。
13.主存储器容量通常以KB为单位,其中1K=(),硬盘的容量以GB 为单位,其中1G=()。
14.主存储器普通采纳(动态RAM)存储器,CACHE采纳(静态RAM )存储器。
15.世界上第一台计算机产生于(1946 )年,称为(ENIAC)。
16. I/O的编址可分为(别统一编址)和(统一编址),前者需要单独的I/O指令,后者可经过(访存)指令和设备交换信息。
17.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的全部时刻叫做(指令周期),它通常包含若干个(机器周期),而后者又包含若干个(时钟周期)。
18.计算机中各个功能部件是经过(总线)连接的,它是各部件之间举行信息传输的公共线路。
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:(+0.1011)原=(+0.1011)反=0.1011;负数:(-0.1001)原=1.1001,则(-0.1001)反=1.0110反码的数学定义若定点小数反码序列为X0.X1X2...Xn共n+1位数,则:X反=X 当1 >X≥0X反=(2-2-n)+X 当0≥X>-1若定点整数反码序列为X0X1X2...Xn共n+1位数,则:X反=X 当2n >X≥0X反=(2n -1)+X 当0≥X>- 2n(3)补码:计算规则:正数的补码与原码同;负数的补码是反码的最低加1。
如:正数:(+0.1011)原=(+0.1011)反=(+0.1011)补=0.1011;负数:(-0.1001)原=1.1001(-0.1001)反=1.0110(-0.1001)补=1.0111数学定义(X)补=M+X (MOD M)其中:M表示模,即容器的最大容量。
若定点小数补码序列为X0.X1X2...Xn共n+1位数,则M=2;若定点整数补码序列为X0X1X2...Xn共n+1位数,则M= 2n+12、为什么计算机中数值类型的数据以补码表示补码的符号位是数值的一部分,可以参与运算。
0的补码表示具有唯一性。
补码的表示范围比原码、反码大。
3、常见寻址方式的特点(1)寻址方式:获得指令或操作数的方式。
(2)指令寻址:由程序计数提供即将要执行的指令的地址。
(3)操作数寻址:与具体的寻址方式有关。
操作数寻址方式应说明是源操作数还是目标操作数的寻址方式。
4、采用多种寻址方式的目的(缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性)缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程的灵活性。
5、如何减少指令中地址数的方法采用隐地址(隐含约定)可以简化指令地址结构,即减少指令中的显地址数。
6、外设的编址方式(在任何一种方式每个外设都有一个独立的地址)(1)I/O与主存统一编址,即I/O是看作是主存的延伸。
(2)I/O与主存单独编址:I/O编址到设备级,即一个I/O只有一个地址。
I/O编址到寄存级,即一个I/O有多个地址。
7、指令系统优化的趋势(CISC、RISC)(1)CISC(复杂指令系统计算机)从编程角度出发,希望指令系统中包含的指令尽可能多,每条指令中的操作信息尽可能多。
该类指令系统一般包含300-500指令。
为提高机器效率,采用了向量化、超标量、超长指令字等技术。
(2)指令系统的发展趋势早期:面向用户编程,采用CISC技术现代:面向系统、向高级语言靠近,采用RISC技术(3)实际上CISC和RISC均是当前的发展(优化)趋势第三章存储器1、存储器的按工作原理和存取方式的分类(1)物理原理分类:A、磁芯B、半导体存储器C、磁表面存储器D、光盘存储器E、其它存储器(2)存取方式的划分:A、随机存取存储器(RAM)B、只读存储器(ROM)C、顺序存取存储器(SAM)D直接存取存储器(DAM)2、存储器的三级层次结构及各层次的功能(1)主存:基本要求:随机访问、工作速度快、具有一定容量;功能:存放当前执行的指令和数据。
(2)外存:基本要求:容量大、成本低、一定的速度功能:长期保存数据;作为主存的外援存储器。
外存也可采用多级存储结构。
(3)cache:基本要求:速度足够快、一定容量功能:CPU与主存的缓冲,匹配主存与CPU的速度。
内容:是当前主存中最活跃数据的副本。
内容形成的依据:程序局部性原理:时间和空间局部性。
3、静态与动态存储器间的区别、动态存储器为什么还需要刷新及刷新有分类(1)根据信息表示方式分为:动态存储器(DRAM):以电容中的电荷表示信息,需动态刷新;静态存储器(SRAM):以双稳态信息。
(2)需动态刷新:因为动态存储器是依靠电容上的存储电荷暂存信息,而电容上存储的电荷会逐渐减变弱所以需要刷新。
(3)刷新的分类:A、集中刷新B、分散刷新C、异步刷新。
4、校验码:奇偶、循环校验码(CRC)计算(1)奇/偶校验:奇/偶校验:使校验码中“1”的个数和为奇/偶数,主要用于主存校验。
例:有效信息:01101011,则奇校验码:011010110偶校验码:011010111(2)循环校验码A、编码原理:现假设有:有效信息:M ;除数G(生成多项式)有:M/G=Q+R/G此时,可选择R作为校验位,则MR即为校验码。
B、校验原理:(M-R)/G=Q+0/G说明:以接收到的校验码除以约定的除数,若余数为0,则可认为接收到的数据是正确的。
例:有效信息1101,生成多项式样1011,求循环校验码解:有效信息1101(k=4),即M(x)=x3+x2+x0生成多项式1011(r+1=4,即r=3),即G(x)=x3+x1+x0M(x)·x3=x6+x5+x3,即1101000(对1101左移三位)M(x)·x3/G(x)=1101000/1011=1111+001/1011即1010的CRC是:1101001循环校验码的来源余数与出错序号间处理存在对应模式,该模式只与只与码制和生成多项式有关,与具体的码字无关。
生成多项式满足的条件:任一位发生错误都应使余数不为0;不同的位发生的错误余数应不同。
用的生成多项式:CCITT:G(x)=x16+x15+x2+1IEEE:G(x)=x16+x12+x5+15、存储器的扩展(1)位扩展:例:2K×4芯片组成2K×8特点:(1)片选信号连接在一起,二个芯片分别提供高低位的数据;(2)芯片的地址线直接与AB按位连接。
(2)字扩展例:2K×4芯片组成4K×4特点:AB高位地址通过译码形成芯片的片选信号;AB低位地址通过译码连接芯片的低位地址;(3) 综合扩展例:4K ×4芯片组成16K ×86、 数据传输率的计算 R=主频cpu 1(单位bps) 7、 提高存储性能(速度、容量)的措施A 、双端口存储器,B 、并行主存系统C 、高速缓存D 、虚拟存储E 、相联存储技术等。
8、 高速缓存的功能及替换算法(1)高速缓存的功能:提供的是cpu 与内存的一个缓存。
(2)替换算法:1先进先出算法(FIFO)2近期最少使用算法(LRU)p 命中率=次数)访问数访问总次数(访问内存次数访问cache cache 9、Cache 与内存在直接映像方式中怎样将内存地址转换为Cache 地址A 、直接映像B 、全相联映像C 、组相联映像。
10、虚拟存储器的分类A 、页式虚存储器B 、段式虚拟存储器C 、段页式虚拟存储器。
第四章CPU1、为什么会产生溢出、及溢出的解决方法、正负溢出的概念(1)产生溢出的原因:需表示的数据或运算结果超出了正常表示范围(2)溢出的解决方法:多符号位;(3)正溢出:两个正数相加而绝对值超出允许的表示范围;(4)负溢出:两个负数相加而绝对值超出允许的表示范围。
2、补码加减法的依据X 补+Y 补=(X+Y)补 和 X 补-Y 补=X 补+(-Y)补。
3、串行和并行加法的原理串行加法原理如下:C1= G1 +P1C0 ;其中C0=0C2= G2 +P2C1····Cn= Gn +PnCn-1∑i=Ai ⊕ Bi ⊕ Ci-1并行加法原理如下:C1 = G1 +P1C0C2 = G2 +P2C1= G2 +P2G1 +P2P1C0C3 = G3 +P3C2= G3 +P3G2 +P3P2G1 +P3P2P1C0C4 = G4 +P4C3= G4 +P4G3 +P4P3G2 +P4P3P2G1+P4P3P2P1C0····而∑i=Ai ⊕ Bi ⊕ Ci-1 .4、一位原码乘法的计算及运算特点(1)数学原理:两个原码数相乘,其乘积的符号为相乘两数符号的异或值,数值等于两数绝对值之积。
假设[X]原=X0.X1X2..Xn ,[Y]原=Y0.Y1Y2..Yn,则有:[X·Y]原= (X0⊕Y0).[(X1X2..Xn)·(Y1Y2..Yn)](2)算法:假设X=0.X1X2..Xn ,Y=0.Y1Y2..Yn,即均为正纯小数X·Y= X·0.Y1Y2..Yn= X·(2-1Y1+2-2Y2+...+2-n+1Yn-1+2-nYn)= X·(2-nYn+2-n+1Yn-1+...+2-2Y2+2-1Y1)= (..((0+ Yn X)2-1+Yn-1X)2-1)+...)+Y2X)2-1)+Y1X)2--1)根据上述计算过程,可得算法如下:A0=0A1=(A0+YnX)2-1A2=(A1+Yn-1X)2-1...An-1=(An-2+Y2X)2-1An =(An-1+Y1X)2-1积X·Y=An(3)运算特点符号位和绝对值分别独立运算。