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计算机组成原理与系统结构复习提纲

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复习资料目录

第一章 概论 ............................................................................................................................. 2

复习题及参考答案 ........................................................................................................... 2

第二章 计算机硬件基础（基本不考） ................................................................................. 2

第三章 信息编码与数据表示 ................................................................................................. 2

知识点 ............................................................................................................................... 2

复习题及参考答案 ........................................................................................................... 3

第四章 运算方法和运算器 ..................................................................................................... 3

知识点 ............................................................................................................................... 3

复习题及参考答案 ........................................................................................................... 4

第五章 存储体系 ..................................................................................................................... 5

知识点 ............................................................................................................................... 5

复习题及参考答案 ........................................................................................................... 6

第六章 指令系统 ..................................................................................................................... 8

知识点 ............................................................................................................................... 8

复习题及参考答案 ........................................................................................................... 8

第七章 控制器 ......................................................................................................................... 9

知识点 ............................................................................................................................... 9

复习题及参考答案 ......................................................................................................... 10

第八章 输入输出接口 ........................................................................................................... 12

知识点 ............................................................................................................................. 12

复习题及参考答案 ......................................................................................................... 13

第九章 总线 ........................................................................................................................... 13

知识点 ............................................................................................................................. 13

复习题及参考答案 ......................................................................................................... 14

第十章 流水线 ....................................................................................................................... 16

知识点 ............................................................................................................................. 16

复习题及参考答案 ......................................................................................................... 16

2

第一章 概论

复习题及参考答案

1．冯·诺依曼计算机的特点

(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成

(2) 指令和数据用二进制代码表示，指令由操作码和地址码组成

(3) 程序存储，指令在存储器内按顺序存放

(4) 机器以运算器为中心。

2. 计算机硬件的主要技术指标：机器字长、存储容量、运算速度等

3.计算机的软件系统分类：系统软件、应用软件

计算机的5级软件层次：微程序级、机器指令级、操作系统级、系统软件级、应用软件级

4. 解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储 容量、机器字长、指令字长。

主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成；

CPU——中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；

存储字长——存储器一次存取操作的最大位数；

存储容量——存储器中可存二进制代码的总量；

机器字长——CPU能同时处理的数据位数；等于处理器内部寄存器位数

指令字长——一条指令包含的二进制代码位数；

第二章 计算机硬件基础（基本不考）

逻辑电平与半导体开关器件特性（三极管饱和状态输出低电平，三极管截止状态输出高电平），TTL门和MOS门电路性能差异（速度、功耗），特殊的TTL门（OC门和三态门），计算机常用的组合逻辑电路有哪些？时序逻辑电路有哪些？串行加法器与并行加法器进位方法区别，速度快慢？

第三章 信息编码与数据表示

知识点

1、原码、反码、补码和移码的求法，已知 [x]补，求[-x] 补

2、IEEE754标准的单精度浮点数：S(符号1位) + E(带阶符的阶码8位)+M(23位小数) ，符号位s：正数1负数0；8位带阶符的阶码E=指数移码-1=e+127；M隐藏整数1. 。 3

3（不考）、常用的三种校验码：奇偶校验码、海明码、CRC循环冗余校验码。三种校验码原理、检错和纠错能力。奇偶校验码添加1个奇偶校验位，奇数次错误可检测到，无纠错功能；海明码分组插入校验位，为多重奇偶校验码，有检错和纠错能力，能检错2位，纠错1位；CRC循环冗余校验码在信息位后添上若干冗余位，在发送和接收端用约定多项式进行编码和译码，能检错2位，纠错1位。

应用题：给定十进制数，求IEEE754标准的单精度浮点数（32位）。

复习题及参考答案

1.“0”的原码有2种，反码2种，补码1种，移码1种

2.已知 [x]补=1,1100 [-x]补=0,0011+1=0,0100 [x]移=0,1100

3.真值(11.375)10，求其32位浮点机器数

(1) (11.375)10＝＋1011.011＝＋(1.011011)×23

(2)包括隐藏位1的尾数M： 1.M ＝1.011011 M=011011

23位尾数M=011011 0 0000 0000 0000 0000

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计算机组成原理期末复习资料要点

计算机组成原理期末复习资料要点

计算机组成原理期末复习资料要点

计算机组成原理期末复习资料（陆瑶编著）

第一章 计算机的系统概述（P1-8）

1.1计算机的组成任务（P1）

1.计算机系统由硬件和软件两个子系统组成；

2.计算机系统结构主要有

a、研究计算机系统硬件、软件功能的分配；

b、确定硬件和软件的界面；

c、完成提高计算系系统性能的方法；

3.计算机的组成是按照计算机系统结构分配给硬件子系统的功能以与确定的概念结构，研究硬件子系统各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令集的各种功能和特性。

4.计算机实现是计算机组成的物理实现，即按计算机组成制定的方案，制作出实际的 计算机系统，它包括处理器、主存、总线、接口等各部件的物理结构的实现，器件的集成度和速度的选择和确定，器件、模块、插件、底板的划分和连接，专用器件的设计，电源配置、冷却、装配等各类技术和工艺问题的解决等。

1.2计算机的硬件系统结构P2（1.2.1）

5.电子数字计算机普遍采用冯·诺依曼计算机系统结构。

6. 主机：由、存储器与接口合在一起构成的处理系统称为主机。

7. ：中央处理器，是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。

8.冯·诺依曼计算机系统结构由运算器、控制器、储存器、输入设备、输出设备5大部件组成，相互间以总线连接。

9.运算器的作用：计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以与移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件()。（算数逻辑部件（）：用于完成各种算术运算和逻辑运算（主要用于条件判断、设备控制等）。）

10.控制器的作用：是计算机的指挥中心,负责决定执行程序的顺序,给出执行指令时机器各部件需要的操作控制命令.由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的"决策机构"，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

11储存器的作用：是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控计算机组成原理期末复习资料要点

《计算机组成原理》教学大纲

《计算机组成原理》教学大纲

《计算机组成原理》教学大纲

一、课程背景与目标

1.1课程背景：

《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门重要课程，是计算机硬件方向的核心课程之一、通过本课程的学习，可以全面了解计算机硬件的基本组成与工作原理，为后续的计算机体系结构、操作系统、编译原理等课程的学习打下坚实的基础。

1.2课程目标：

本课程旨在通过理论与实践相结合的方式，培养学生对计算机硬件组成原理的深入理解和实际操作能力，具体目标如下：

(1)掌握计算机硬件的基本组成结构；

(2)了解计算机运算方式与指令流；

(3)掌握计算机存储器的组织和层次结构；

(4)了解计算机输入输出的基本原理；

(5)了解计算机总线的工作原理；

(6)具备使用计算机组装与调试的能力。

二、课程内容与教学安排

2.1课程内容：

(1)计算机系统概述

1)计算机体系结构和层次结构 2)计算机性能指标和评价方法

3)计算机发展历程与趋势

(2)数据的表示与处理

1)二进制数系统及其转换

2)定点数表示与运算

3)浮点数表示与运算

4)进制转换法

(3)计算机运算

1)算术运算

2)逻辑运算

3)控制指令与程序设计

(4)计算机存储器

1)存储器的分类与层次结构

2)半导体存储器

3)主存储器与辅助存储器

4)存储管理与地址映射

(5)计算机输入输出

1)输入输出方式与接口

2)输入输出设备的工作原理与分类 3)中断系统与输入输出控制

(6)总线与系统连接

1)总线概述与分类

2)总线的工作原理与特性

3)总线仲裁

2.2教学安排：

(1)课堂讲授：

依次讲授课程内容中的各个部分，并辅以示意图和实例说明，以便学生理解。

(2)实验操作：

安排计算机组装与调试实验，让学生亲自动手组装计算机硬件，并完成相应的操作系统安装、驱动程序配置等任务。

(3)实践练习：

布置相关的实践练习题，包括计算机数学运算、数据表示转换、指令设计等题目，以巩固学生的理论知识和运用能力。

(完整版)计算机组成原理知识点总结(唐朔飞版)

(完整版)计算机组成原理知识点总结(唐朔飞版)

1、硬件：输入输出设备，控制器，存储器，运算器。

2、计算机技术指标：机器字长、存储容量、运算速度。

3、多总线结构的原理：双总线结构特点是将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来，形成主存总线和I/O总线分开的结构。三总线1由主存总线用于CPU与主存之间的传输，I/O总线供CPU与各类I/O设备之间传递信息，DMA总线用于高速IO设备与主存之间直接交换信息，任意时刻只能用一种总线，主存总线与DMA总线不能同时对主存进行存取。三总线2CPU与Cache之间构成局部总线，而且还直接连到系统总线上，cache可通过系统总线与主存传输信息，还有一条扩展总线可以连接IO设备。四总线由局部总线，系统总线，告诉总线，扩展总线构成。

4、总线判优分为集中式和分布式两种，集中式分为链式查询、计数器定时查询、独立请求方式（排队器）

5、总线通信控制的四种方式：同步通信，异步通信，半同步通信，分离式通信。

6、波特率是每秒传输的位数，比特率是每秒传输的有效数据位数（bps）

7、存储器技术指标：存储速度，存储容量和位价。

8、存储器分为主存，闪存，辅存和缓存。

9、分层原因：1缓存-主存层解决CPU与主存速度不匹配问题；2主存-辅存层解决系统存储容量的问题。

10、主存的技术指标：存储容量，存储速度（存取时间和存取周期表示）。

11、存储器带宽的计算方法：如存取周期为500ns，每个存取周期可访问16位，则带宽为32M位/秒。带宽是衡量数据传输率的重要技术指标。

12、动态RAM的刷新方式：集中刷新（是在规定的一个刷新周期内，对全部存储单元集中一段时间逐行进行刷新，此刻必须停止读写操作‘死时间’）分散刷新（指对每行存储单元的刷新分散到每个存取周期内完成。不存在死时间，整个系统速度降低）异步刷新（前两种方式的结合，即可缩短死时间，又充分利用最大刷新间隔为2ms的特点）。

13、动态RAM集成度远高于静态RAM；动态RAM行列地址按先后顺序输送，减少了芯片引脚，封装尺寸也减少；动态RAM功耗比静态RAM小；动态RAM的价格比静态RAM便宜；由于使用动态元件，因此速度比静态RAM低；动态RAM需要再生，需配置再生电路，也需要消耗一部分功率。

计算机组成原理复习提纲

计算机组成原理复习提纲

《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Ri，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。