2012《計算機原理》復習提綱與試題.ppt

計算機組成原理,復習提綱 2012.06,第1章 概論,了解部分 存儲程序的概念 系列機和軟件兼容的概念 計算機系統(tǒng)的多層次結構 實際機器與虛擬機器的概念 理解部分 五大基本部件的功能 總線概念和總線的結構 硬件與軟件的關系 計算機中主要性能指標 基本字長、數(shù)據(jù)通路寬度、存儲容量、運算速度 掌握CPU和主機這兩個術語的含義,第2章 數(shù)據(jù)的機器層次表示,了解部分 無符號數(shù)與帶符號數(shù)的區(qū)別 真值和機器數(shù)的概念 循環(huán)冗余校驗碼 理解部分 定點數(shù)的表示 浮點數(shù)的表示及規(guī)格化浮點數(shù)的概念 IEEE 754 浮點數(shù)標準 常見的字符編碼方法（ASCII碼） 8421BCD碼及與二、十進制的轉換,第2章 數(shù)據(jù)的機器層次表示,掌握部分 原碼、補碼、反碼表示法及轉換 定點數(shù)的表示范圍 浮點數(shù)的表示范圍 漢字國標碼、區(qū)位碼、機內(nèi)碼及轉換 8421BCD碼的特點 奇偶校驗碼、海明碼檢錯的原理,第3章 指令系統(tǒng),了解部分 指令的基本格式 數(shù)據(jù)尋址的最終目的 CISC和RISC的基本概念 理解部分 定長操作碼、擴展操作碼指令的特點 指令中地址碼的位數(shù)與主存容量、最小尋址單位的關系 常見尋址方式的特點 立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、間接尋址、寄存器尋址、變址尋址、相對尋址,第3章 指令系統(tǒng),掌握部分 擴展操作碼指令的格式設計 直接尋址、間接尋址、寄存器尋址、變址尋址、相對尋址中有效地址EA的計算 進棧、出棧時棧指針的修改和數(shù)據(jù)的壓入和彈出,第4章 數(shù)值的機器運算,了解部分 常見的舍入操作方法 溢出產(chǎn)生的原因 運算器的基本結構 理解部分 進位產(chǎn)生和進位傳遞的概念 原碼一位乘法、補碼乘法運算方法 浮點加、減法運算方法 補碼的左移、右移運算方法,第4章 數(shù)值的機器運算,掌握部分 并行加法器不同進位方法的特點與區(qū)別 定點加、減法運算方法 3種溢出檢測方法 補碼一位乘法 補碼加減交替除法運算方法,第5章 存儲系統(tǒng)與結構,了解部分 存儲器的各種分類方法 存儲系統(tǒng)的兩個層次：cache主存層次、主輔層次 主存儲器的基本結構 SRAM和SRAM的特點、區(qū)別 并行交叉存儲技術 虛擬存儲器的概念,第5章 存儲系統(tǒng)與結構,理解部分 主存儲器有關術語：位、存儲字、存儲單元、存儲體 主存儲器的主要技術指標 ROM的分類 主存儲器和CPU的讀寫操作（微操作序列） 掌握部分 主存儲器容量的各種擴展方法，存儲芯片的地址分配和片選信號的產(chǎn)生，主存儲器擴展的邏輯圖,第6章 中央處理器,了解部分 控制器的基本組成 微程序設計技術 理解部分 CPU的功能 CPU中的通用寄存器和專用寄存器的設置和作用 指令周期、機器周期、時鐘周期的概念 不同的控制方式同步、異步和聯(lián)合方式 一條指令執(zhí)行的基本過程,第6章 中央處理器,理解部分 微程序控制器的有關術語：微命令、微操作、微指令、微程序、微周期 機器指令與微程序的關系 各種微指令編碼法的特點 微程序控制器的組成，熟悉其特有部件的作用 流水線技術：時空圖、TP的計算 掌握部分 取指令周期的微操作序列（公共操作） 組合邏輯控制器和微程序控制器的區(qū)別,第7章 外部設備,了解部分 外部設備的分類和作用 光盤存儲器的類型和工作原理 打印機的特點和分類 顯示器的特點和分類 字符顯示和圖形顯示的區(qū)別 理解部分 硬盤上的信息分布形式 字符顯示器的顯示緩存VRAM和字庫中存儲信息的特點 掌握部分 硬盤存儲器技術參數(shù)的計算,第8章 輸入輸出系統(tǒng),了解部分 接口的基本組成和類型 外設的識別和端口尋址 各種I/O信息傳送控制方式的特點和適用范圍 程序查詢方式的特點和工作流程 程序中斷的基本類型 中斷現(xiàn)場的保護和恢復方法 通道的類型和結構,第8章 輸入輸出系統(tǒng),理解部分 I/O接口和端口概念的區(qū)別 中斷的基本概念 程序中斷和調(diào)用子程序的區(qū)別 進入中斷服務程序的方法中斷向量法 開中斷、關中斷的時機 DMA方式和程序中斷方式的區(qū)別 通道控制方式與DMA方式的區(qū)別 3種總線判優(yōu)和仲裁方式的區(qū)別 DMA傳送方法和DMA傳送過程,第8章 輸入輸出系統(tǒng),掌握部分 CPU響應中斷的3個條件 中斷隱指令的特點以及它所完成的3個操作 中斷屏蔽的概念，通過改變中斷屏蔽字實現(xiàn)中斷升級,考試題型,選擇題(20) 填空題(15) 判斷題(5) 計算題(20) 簡答題(20) 主要是有關概念、比較等 綜合題(20) 除了計算題和簡答題外的題,時間安排,答疑時間 2012年7月4日（20周星期三） 下午3：00 - 5：00 31號樓三樓教師休息室 考試時間 2012年7月5日（20周星期四） 上午9：00 - 11：00 教室：330304,復習思考題2,從軟、硬件交界面看，計算機層次結構包括虛擬機器和實際機器兩大部分。 系列機的研制必須保證軟件的向后兼容。 按計算機指令流、數(shù)據(jù)流結構來分，“天河一號”屬于多指令流、多數(shù)據(jù)流結構。 計算機系統(tǒng)的可靠性可以用MTBF來衡量。 計算機的運算速度MIPS是指每秒能執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令個數(shù)。（錯）,復習思考題3,若xy，則x原 y原 。 （ ） 若xy，則x補 y補 。 （ ） 若x原=80H，則x=_(十進制) 若x反=80H，則x=_(十進制) 若x補=80H，則x=_(十進制),設x為整數(shù)字長為8位,復習思考題4,浮點數(shù)的表示范圍取決于階碼的位數(shù)。 若xy，則x移 y移 。 （對） 當浮點數(shù)的尾數(shù)為補碼時，其為規(guī)格化數(shù)應滿足的條件是尾數(shù)最高位與符號位不同。 在浮點數(shù)中，當數(shù)據(jù)的絕對值太小，以至于小于所能表示的數(shù)據(jù)時，稱為浮點數(shù)的下溢，此時，計算機對其處理為置成機器零。 在浮點數(shù)中，當數(shù)據(jù)的絕對值太大，以至于大于所能表示的數(shù)據(jù)時，稱為浮點數(shù)的上溢，此時，計算機對其處理為中止運算操作。,復習思考題5,若某漢字的國標碼=3547H，則其機內(nèi)碼=B5C7H ，區(qū)位碼= 1527H 。 奇校驗碼可以檢查出奇數(shù)位錯誤，偶校驗碼可以檢查出偶數(shù)位錯誤。（ 錯） 交叉校驗的橫向校驗和縱向校驗必須是同為奇校驗或同為偶校驗。（對） 交叉校驗可以檢出一個數(shù)據(jù)塊同一字節(jié)的雙錯、糾正一位的錯誤。（ 對）,復習思考題6,指令格式中的操作碼字段用來表征指令的操作特性與功能。 指令格式的地址碼字段，通常用來指令參與操作的操作數(shù)或其地址。 一條指令中的操作數(shù)地址，可以有0,1,2,3,4個。 若指令系統(tǒng)中操作碼占用8位二進制碼時，則這臺計算機最多允許256條指令。,復習思考題7,根據(jù)操作數(shù)所在的位置，指出下列尋址方式： 操作數(shù)在寄存器中，為_尋址方式； 操作數(shù)地址在寄存器中，為_尋址方式； 操作數(shù)在指令中，為_尋址方式； 操作數(shù)的地址在指令中，為_尋址方式； 操作數(shù)地址為某寄存器與位移量之和，則可以是_、_ 和_尋址方式。 _尋址方式獲得數(shù)據(jù)的速度最快。 _尋址方式獲得數(shù)據(jù)的速度最慢。,復習思考題8,RISC的中文含義是精簡指令系統(tǒng)計算機，CISC的中文含義是復雜指令系統(tǒng)計算機； 指令的順序?qū)ぶ贩绞绞侵赶乱粭l指令的地址由程序計數(shù)器給出； 控制類指令的功能是控制程序的執(zhí)行順序，并使程序具有測試、分析與判斷的能力； 堆棧是一種特殊的數(shù)據(jù)尋址方式，基于 原理，按結構不同，分為寄存器堆棧和存儲器堆棧； 寄存器存儲器堆棧的棧指針SP指向棧頂。（錯） 軟進棧操作是指將內(nèi)容寫入堆棧指針SP。（對） 自底向上生成的軟堆棧，出棧時應先將棧頂數(shù)據(jù)彈出，再修改棧指針。（ 對）,復習思考題9,當譯碼器有4個輸入端時，其輸出端有_個，它在任一時刻有_個有效輸出； 影響并行加法器速度的關鍵因素是_和_； 若串行進位的8位并行加法器的一級全加器的延遲時間為2ty，則C8最長延遲時間為_； 若先行進位的8位并行加法器的一級全加器的延遲時間為2ty，則C8最長延遲時間為_；,復習思考題10,對二進制數(shù)，若小數(shù)點右移1位，則數(shù)值乘以2; 已知X/2補=C6H，設機器字長為8位，則 X補=8CH ； 若兩個數(shù)值位為n位長的定點數(shù)，采用原碼算法實現(xiàn)乘法運算，則乘積的數(shù)值有2n位，其符號位由異或運算決定；,復習思考題11,X、Y為定點二進制數(shù)，其格式為1位符號位，n位數(shù)值位。若采用Booth補碼一位算法實現(xiàn)乘法運算，則最多需要做加法運算n次，移位n-1次； 若浮點數(shù)用補碼表示，判斷運算結果是否是規(guī)格化數(shù)的方法是根據(jù)尾數(shù)兩個符號位和最高數(shù)值位不同。 當定點運算發(fā)生溢出時，應進行中止運算操作（上溢），計算機不作處理，置成機器零（下溢）; 兩個浮點數(shù)相加，若尾數(shù)相加或階碼出現(xiàn)溢出，則表示浮點數(shù)相加發(fā)生溢出。（錯） 浮點數(shù)運算時尾數(shù)相加時產(chǎn)生的溢出不是真正的溢出，可通過右規(guī)作出調(diào)整。 當浮點數(shù)運算階碼發(fā)生溢出時，計算機需停止運算，做溢出中斷處理。（ 對）,復習思考題12,運算器雖有許多部分組成，但核心部件是ALU。 定點運算器的內(nèi)部總線結構共有單總線結構、雙總線結構和三總線結構三種。 4位ALU芯片74181能完成16種算術運算和16種邏輯運算。 從存儲器接到R/W命令到完成R/W操作的時間稱為存儲器的存儲時間。 對存儲器的要求是存儲容量大、存取速度快、價格低，為了解決這三方面的矛盾，計算機采用多層次存儲體系結構。 關于主存的敘述中，判斷下列說法的對錯： （1）CPU可直接訪問主存，也能直接訪問輔存（ 錯 ） （2）主存的存取速度可與CPU匹配。（ 錯 ） （3）主存比輔存容量小，但存取速度快。（ 對 ）,復習思考題13,對16K8位存儲器芯片： 其地址線有14條, 數(shù)據(jù)線有8條 SRAM與DRAM相比： 速度較高的是SRAM 主存使用的是DRAM 需要刷新和再生的是DRAM 若RAM芯片有1024個單元， 用單譯碼方式，地址譯碼器有1024條輸出線 用雙譯碼方式，地址譯碼器最少有64條輸出線 EPROM是指可擦除可編程存儲器,復習思考題14,某計算機字長32位，其存儲容量為4MB， 若按字編址，它的尋址范圍是1M (4MB/32b)。 若按字節(jié)編址，它的尋址范圍是4M (4MB/8b)。 如用16K4的芯片組成64K8位的存儲器 16K4的芯片有地址線14條； 64K8存儲器有地址線16條，數(shù)據(jù)線8條； 需要8塊16K4的芯片來組成64K8存儲器 用于片選的地址有2 (16-14,AB相減)位，它們是A14A15。 主存與CPU的硬連接有地址總線(AB)、數(shù)據(jù)總線(DB)和控制總線(CB)三組連線： MAR(存儲器地址寄存器)和MDR(儲存器數(shù)據(jù)寄存器)是主存和CPU之間的接口。,復習思考題15,若4體交叉存儲器中每個模塊均為64K16，且存取周期為500ns，則在500ns內(nèi)該存儲器最多可向CPU提供_位的二進制信息。 在存儲器層次結構中： 主存-cache層次是為了解決_問題而設立的， 虛擬存儲器是為了解決_問題而設立的 這兩個層次的設立均是基于_原理。 主存-cache的地址映射有三種，它們分別是_、_和_。 Pentium PC中主存-cache層次采用_級cache結構，片內(nèi)的主存-cache的地址映射采用_方式。,復習思考題16,CPU由運算器和控制器組成。 CPU中專用的寄存器有程序計數(shù)器、存儲器地址寄存器、 存儲器數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器和狀態(tài)標志寄存器。 生成微操作控制信號的方法有三種，它們分別是組合邏輯型、存儲邏輯型和組合邏輯與存儲邏輯結合型。 為了執(zhí)行任何給定的指令，必須對指令操作碼進行測試，以便識別所要求的操作，CPU中的譯碼器就是完成這項工作的。 在PC機中，CPU周期又稱為機器周期、總線周期。 指令周期是指CPU從主存中讀出一條指令的時間。（錯）,復習思考題17,取指周期的操作與指令的操作碼無關。（ 對 ） 在微程序控制的計算機中，控制存儲器CM是用來存放微程序的。 假設某計算機共有100個微命令，若用 直接控制法，微指令的操作控制字段要有100位； 最短編碼法，則操作控制字段需要7位； 字段直接編碼法，若3位為一段，則操作控制字段為45位。 采用微程序控制器是為了提高速度。（ 錯） 重疊控制可以提高系統(tǒng)的吞吐率，但在控制過程中要解決訪存沖突、遇到條件轉移指令和數(shù)相關問題。,復習思考題18,設某計算機采用5級指令流水線，若每級執(zhí)行時間是t， 則此流水線理想狀態(tài)下的吞吐率TP=1/ t 。 連續(xù)執(zhí)行10條指令，至少需時間=14 t 。 RISC普遍采用微程序控制器產(chǎn)生微命令。硬連線（錯） 重疊控制并不能加快一條指令的實現(xiàn)，但能加快相鄰兩條指令以至一段程序的執(zhí)行。 （對） 計算機的外部設備是指除主機外圍繞著主機設置的各種硬件裝置。,復習思考題19,在調(diào)頻制記錄方式中，是利用寫電流的頻率來寫0或1的。 在調(diào)相制(PE)中，記錄“1”時，寫電流在位周期中間由負變正。 若磁盤的轉速提高一倍，則磁盤的平均等待時間減半。 磁盤存儲器中，在記錄面上一條條磁道形成一個個同心圓，越往內(nèi)側，磁道的編號越小。（錯） 不同編號的磁道長度不同，扇區(qū)數(shù)也不同。分區(qū)域記錄技術（對） 硬盤的柱面數(shù)與硬盤的磁頭數(shù)有關。（錯） 一個記錄面的磁道數(shù)與磁盤的扇區(qū)數(shù)有關。(錯),復習思考題20,為提高存儲器存取效率，同一文件的信息塊在安排磁盤信息分布時，通常被安排在不同柱面的同一扇區(qū)上（錯）放在同一柱面上 磁盤和光盤都是直接存取設備。（錯） 單倍速光驅(qū)所指的數(shù)據(jù)傳輸率為150KB/s。 容量最大的DVD-ROM采用的記錄格式是雙層雙面，存儲容量達到17GB。 分辨率越高，鼠標移動距離就越長。（錯） 漢字打印機是帶有漢字庫的打印機。（對）,復習思考題21,字符顯示器中VRAM用來存放字符ASCII碼。 CRT分辨率為10241024像素，像素的顏色數(shù)為256色，則VRAM的容量至少為1MB。 行頻是指每秒鐘屏幕重復繪制顯示畫面的次數(shù)。（錯）場頻 分辨率越高，圖像顯示越清晰，圖象可能變得更大。（錯）圖像越小 如有一臺CRT顯示器的分辨率為10241024 ，若刷新率為80Hz，則視頻帶寬為80MHz。（錯）要乘以1.344,復習思考題22,主機和外設之間需要交換的信息有數(shù)據(jù)信息、控制信息、狀態(tài)信息、聯(lián)絡信息和外設識別信息。 I/O端口地址就是主機與外設直接通信的地址。（對） 一個I/O接口至少包含兩個或兩個以上的端口。（對） I/O端口的編址方式有獨立編址、統(tǒng)一編址兩種。 主機與外備采用程序查詢方式傳送數(shù)據(jù)時，主機與設備是串行工作的。 在I/O控制方式中，主要由軟件實現(xiàn)的控制方式為程序查詢方式和程序中斷方式。,復習思考題23,中斷隱指令屬于指令系統(tǒng)，所以用戶可以使用它。錯 CPU響應中斷的時刻是執(zhí)行完每條指令時。 在中斷服務程序中，保護和恢復現(xiàn)場之前，需要關中斷。 在80X86中斷系統(tǒng)中，中斷源給出的向量地址是中斷服務程序的入口地址。（錯） 中斷響應次序是由硬件決定的，無法改變。(對) CPU響應DMA的時刻是每個機器周期結束時。 當中斷源發(fā)出中斷請求后，若CPU為開中斷，則在當前指令執(zhí)行完畢后，CPU將會響應中斷。( 錯)由于中斷屏蔽，中斷源發(fā)出請求，CPU不一定可以接收到,復習思考題24,在中斷服務程序中，保護和恢復現(xiàn)場之前，需要中斷。 中斷響應次序是由硬件決定的，無法改變。( ) 在不改變中斷響應次序的條件下，通過改寫可以改變中斷處理的次序。 DMA方式在之間建立一條直接數(shù)據(jù)通路。 CPU響應DMA的時刻是。 DMA傳送方式有 、 和 。 通道是一個具有特殊功能的，它有自己的。,