计算机组成原理与系统结构复习提纲

下载后可任意编辑 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 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），特别的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（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 数的符号S=0 指数e=(3)10 的8位移码=1000 0011 指数的8位阶码E=指数的移码 – 1 = 1000 0011–1 = 1000 0010 (3)真值11.375的32位浮点机器数为： 尾数符号S↔8位阶码E↔23位尾数M(不含1.) S+E+M=0 1000 0010011011 0 0000 0000 0000 0000 第四章 运算方法和运算器 知识点 1、[X+Y]补 = [X]补 + [Y]补 ，[X -Y]补 = [X]补+ [-Y]补，双符号推断溢出的方法 2、算术左移和算术右移，已知 [X]补，求[2X] 补 ， [（1/2）X] 补 3、定点乘法器种类（一位原码、一位补码校正、一位补码Booth） 应用题：补码Booth算法 4、补码定点除法，应用题：补码不恢复余数除法 5、标识寄存器五个标志位ZF、CF、OF、SF、PF的意义 复习题及参考答案 1. 用补码计算X+Y和X-Y，并用双符号法推断有无溢出。 2.设X=0.1001，Y=-0.0101，求:[X]补, [2X]补, [X/2]补, [Y]补, [2Y]补, [Y/2]补 3.两数为X=13, Y=-10 用booth算法计算x•y 。 4.X=+0.1011，Y=-0.1101,用补码不恢复余数算法计算X÷Y [X]补=00.1011 [Y] 补=11.0011 [-Y] 补=00.1101 得[X÷Y ] 补=[Q] 补=1.0011 Q= [[Q] 补]补 = -0.1101 5.(1)标识寄存器五个标志位ZF、CF、OF、SF、PF的意义？(2)两条指令MOV AL，80H；ADD AL,80H的功能是80H+80H→AL，试写出运算结果及其标志位。 解：(1) 80H+80H=00H 运算结果（AL）=00H。 (2) ZF为0标志位，CF进位/借位标志位，OF溢出标志位，SF符号标志位，PF奇偶标志位。ZF=1, CF=1, OF=1, SF=0, PF=1。 第五章 存储体系 知识点 1、存储器的主要性能指标：容量、速度、性价比，半导体存储器两种类型：随机读写存储器RAM和只读存储器ROM。 2、随机读写存储器RAM类型：静态随机读写存储器SRAM和动态随机读写存储器DRAM；只读存储器ROM类型：MROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH。 3、DRAM的几种刷新方式。 4、主存位扩展、字扩展和字位扩展的方法。 存储器地址位、数据位与容量的关系。 存储系统层次结构：CPU↔Cache↔主存↔辅存。 应用题：存储器的字、位扩展方法。 5、三种高速存储器特点（双端口、多体交叉、相联）； 6、高速缓存Cache的原理，主存地址与Cache的三种地址映射方式（直接、全相联、组相联映射）；Cache的多层次设计（单级与两级，指令Cache与数据Cache）；Cache的三种替换算法（随机替换、先进先出、最近最少使用）；虚拟地址空间（逻辑地址空间）和实地址空间（物理地址空间）概念。 应用题：主存地址与Cache的直接映像题