计算机组成原理复习

title: 计算机组成原理复习
date: 2018-06-28 14:08:04
tags: 课程学习

1.计算机硬件包括：输入设备，输出设备，运算器，控制器，存储器

2.计算机软件一般分为两大类：一类应用软件，另一类叫系统软件，操作系统属于系统软件类

3.第一代计算机的逻辑部件采用的是电子管，1946-1957年；

第二代计算机的逻辑部件采用的是晶体管，1958-1964年；

第三代计算机的逻辑部件采用的是中小规模集成电路，1965-1971年；

第四代计算机的逻辑部件采用的是大规模及超大规模集成电路，1972至今

4.计算机系统由硬件系统和软件系统构成。

5.计算机系统的三个层次结构由内到外分别是硬件系统，软件系统和应用软件

6.用高级语言编写的程序称为源 程序，经编译程序或解释程序翻译后称为 目标程序

7.将源程序翻译成目标程序的软件是编译器或编译程序

8.程序设计语言一般分为3类：机器语言，汇编语言，高级语言

9.编译方式是使用编译程序把源程序编译成机器代码的 目标程序 ，并以机器程序 的形式保留

10.简要说明计算机系统的层次结构？

计算机系统具有层次性，它由多级层次结构组成。从功能上计算机系统可分为五个层次级别： 第一级是微程序设计级。这是一个硬件级，它由机器硬件直接执行微指令。 第二级是一般机器级，也称为机器语言级。它由微程序解释机器指令系统.这一级是硬件级。 第三级是操作系统级，它由操作系统程序实现。这些操作系统由机器指令和广义指令组成，这些广义指令是操作系统定义和解释的软件指令。这一级也称混合级。 第四级是汇编语言级。它给程序人员提供一种符号形式的语言，以减少程序编写的复杂性。这一级由汇编程序支持执行。 第五级是高级语言级。这是面向用户为编写应用程序而设置的。这一级由各种高级语言编译程序支持

11.冯诺依曼计算机体系结构的特点是什么？

冯.诺依曼提出了三条思想：1、计算机的基本结构。计算机硬件包括运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五部分。2、采用二进制形势表示数据和指令。3、采用存储程序方式。

12.计算机的主要性能指标有哪些？具体含义是什么？

性能指标：CPU主频，字长，内存容量，外存储器，可靠性。

• CPU主频是描述计算机运算速度的重要指标
• 字长是计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”，这组二进制数的位数称为字长
• 内存容量是CPU可以直接访问的存储器
• 外存储通常是硬盘容量
• 可靠性是指计算机硬件运行时不发生故障的平均时间

1. • 关于奇偶校验码只能检查出1位出错
2. • 原码就是符号位加上真值的绝对值，即用第一位表示符号，其余位表示值（人类最容易理解和计算的表示方法）
   • 反码：负数的反码是其原码的基础上，符号位不变，其余各位取反；正数的反码是他本身
     例如：【+1】=【00000001】原=【00000001】反
     【-1】=【10000001】原=【11111110】反
     如果一个反码表示的是负数，需要转换成原码再计算。
   • 补码：正数的补码就是其本身；负数的补码就是其原码的基础上符号位不变，其余各位取反，最后一位+1.
     例如：
     【+1】=【00000001】原=【00000001】反=【00000001】补
     【-1】=【10000001】原=【11111110】反=【11111111】补

2018-6-25 21:43:16 完成 p58前

1.计算机硬件包括运算器，存储器，控制器，输入设备，输出设备.

2.计算机唯一能执行的语言是机器语言，除此之外与计算机本身密切相关的是汇编语言。

3.在计算机术语中，将运算器和控制器合在一起称为CPU(Central processing unit)，而将CPU和主存储器合在一起称为主机。

4.用二进制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。

5.A.存储器 B.控制器 C.CPU D.输入设备 E.输出设备

6.表示一个带符号数的方法有原码表示法，补码表示法和反码表示法。

7.设A和B两个寄存器 的内容进行异或运算，若运算结果是0，那么A、B寄存器的内容必定为0

8.一个顶点湖有符号位和数值位两部分组成，根据小数点位置不同，定点数有纯小数和纯整数两种表示方法。

9.移码表示法主要用于表示浮点数的阶码，有利于比较两个浮点数的大小进行加减操作

10.计算机中带符号数据表示常用的格式有定点数和浮点数两种

11.已知X的补码分别为0.10100和1.10111，则其真值分别为0.10100和-0.01001

12.计算机软件一般分为系统软件和应用软件，操作系统属于系统软件。

13.原码一位乘法中需要进行的是向右移位

14.定点数加减法运算的溢出判定，可以通过符号位进位和最高数值位进位运算。

15.广泛使用的SRAM和DRAM都是半导体随机读写存储器，他们的共同缺点是断电后不能保存信息

16.访问周期是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。

17.终端服务程序的最后一跳是RETI指令

RETI是中断返回指令 与RET类似，区别在于指令清除了中断响应时，被置1的MCS-51内部不可寻址的 “优先级生效”触发器清零。

18.一个完整的中断处理过程包括下面几个阶段：中断采样，中断查询，中断响应及中断返回，其中发送向量地址，在中断查询阶段，执行中断服务程序在中断服务阶段，恢复程序断点和中断前的程序状态字在中断返回阶。

19.虚拟存储器指的是主存-外存层次，它给用户提供了比实际主存空间大得多的虚拟地址空间

20.目前计算机运算器内部总线的设置情况，运算器可分为单总线结构运算器，双总线结构运算器，三总线结构运算器

21.在进行浮点数加减法运算，需要完成 对阶，尾数求和，结果规格化，舍入处理和溢出处理等步骤。

22.通常根据运算器内部总线的设置情况，运算器可分为单总线结构运算器，双总线结构运算器，三总线结构运算器

23.8086系统中，中断返回时要恢复断点地址和被中断前的程序状态字才能返回主程序继续执行

24.CPU响应中断时最先完成的两个步骤是关中断和保存现场信息

25.已知CPU地址总线为20条，其中主存储器与CPU连接时使用了A0-A14和A16，其余地址线没有使用，呢么有4个地址重叠区

26.存储器的三级存储器结构包括主存，辅存，和cache（缓冲）

27.原码乘法中，乘积符号的运算方法采用移位运算。

2018年6月28日 12:41:42

1.CPU对主存进行读写操作的具体步骤是？

• 先有地址总线给出地址信号，然后发出读操作或写操作的控制信号，最后在数据总线上进行信息交流。

2.DRAM在存储器为什么要刷新？

• DRAM是有栅极电容存储电荷来存储信息。由于存储的信息，电荷数，终究是有泄漏的，电荷数又不能像SRAM存储元那样有电源经负载管来补充，时间一长，信息就会丢失。因此必须设法由外界按一定规律给栅极充电，按需补给栅极电容的信息电荷，此过程为刷新

3.主存储器的性能指标有哪些？含义是？

• 性能指标：存储容量，存储时间，存储周期，存储带宽
  • 存储容量：指在一个存储器中可以容纳的存储单元总数。
  • 存储时间：存储访问时间，指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间
  • 存储周期指连续两次独立的存储操作所间隔的最小时间。
  • 存储带宽指单位时间内数据传输速率

4.机器字长32位，定点表示，数值位32位，数符1位

• （1)定点原码整数表示时，最大正数？最小负数？
  • 2的31次方 -2的32次方

5.指令系统包括哪些指令？

• 数据传送指令；算术运算指令；逻辑运算指令；移位指令；串操作指令；控制转移指令；处理器控制指令

6.计算机的主频周期是指？

• 主时钟频率

7.通常根据运算器内部总线设置，可分为控制总线，地址总线，数据总线

8.原码乘法中，乘积符号的运算方法采用 补码 运算

9.一个全加器可以实现 一 位 二进制加法运算

10.简述原码一位乘法运算原理？

• 乘积的符号位由两位数按异或运算得到，而乘积的数值部分则是两个正数相乘之积.

11.psw是指程序状态寄存器 （Program status word）

12.某计算机的存储容量为64kx8，则需要地址总线16根,数据线8根、

13.磁盘中最重要的磁道是——零磁道，它位于磁盘的外侧。

14.访问周期是指？

• 存储器连续两次独立的”读“或”写“操作所需要的最短时间。

15.ROM和RAM的区别？

• RAM可读可写，断点信息就丢失
• ROM用于存储BIOS

16.控制器一般由指令寄存器，程序计数器，操作控制器构成

17.中断周期执行的三件事情：中断采样，中断查询，中断返回。都是利用CPU实现的.

18.8086系统中，中断返回时需要恢复 断点地址 和 被中断前的程序状态字 才能返回主程序继续执行

19.程序执行过程中，下一条执行指令的地址码寄存在指令寄存器中

20.cpu响应中断时最先完成的两个步骤是 中断采样 和 中断查询。

21.cpu的四个主要功能是：处理指令 ， 执行操作， 控制时间 ， 处理数据

22.控制器的功能：指令在执行时根据译码器的译码结果向计算机各功能部件发送执行该指令的控制信号。

23.任何一条指令的指令周期至少需要 2 个CPU周期， 【取指周期，执行周期】 完整的周期为：取指周期 间址周期 执行周期 中断周期

24.控制器的最基本组成部分为： 指令寄存器 程序计数器 操作控制器

CPU(Central processing Unit ) ALU(Arithmetic Logic Unit)

MDR(Magnetic Disk Recorder) PSW(Program Status Unit)

2018-6-28 13:27:53

1. 1.对于下列RAM芯片组排列，一个需要多少个RAM芯片？多少个芯片组？ 多少根片内地址线？若和8086CPU相连，则又有多少根片选地址线？
   [1]1kx4位芯片组成的16kx8位存储空间
   [2]8kx8位芯片组成512x8位存储空间
   

   4位扩展8位，2片一组，16k的存储空间则（16k/1k）x (8/4) =32 片 需要10根片内地址线，16组需要4根片选线，采用部分译码器还多余6条地址线，8086有20根地址线和片内线，4根片选。

2. 不用位拓展，只使用字拓展，需要512k/8k=64片 一片8k，需要片内地址13根 64根 则需要片选6根