《計(jì)算機(jī)組成原理》總結(jié)完整版.

1、歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)1計(jì)算機(jī)組成原理學(xué)科復(fù)習(xí)總結(jié)第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論本章內(nèi)容：本章主要講述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)、以及計(jì)算機(jī)的一些主要指標(biāo)等需要掌握的內(nèi)容：計(jì)算機(jī)軟硬件的概念，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)組成 的概念、馮諾依曼的主要思想及其特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)的主要指標(biāo)本章主要考點(diǎn)：概念1當(dāng)前的CPU由那幾部分組成組成 ？控制器、運(yùn)算器、寄存器、cache （高速緩沖存儲(chǔ)器）2、 一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)包括那些部分？配套的硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)3、什么是計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)軟件？各由哪幾部分組成？它們之間有何聯(lián)系？計(jì)算機(jī)硬件是指計(jì)算機(jī)的實(shí)體部分，它由看得見摸得著的

2、各種電子元器件，各類光、電、機(jī)設(shè)備的實(shí)物組成。主要包括 運(yùn)算器（ALU）、控制器（CU）、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備 五大 組成部分。軟件是計(jì)算機(jī)程序及其相關(guān)文檔的總稱，主要包括系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和一些工具 軟件。軟件是對(duì)硬件功能的完善與擴(kuò)充，一部分軟件又是以另一部分軟件為基礎(chǔ)的再擴(kuò)充。4、馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成指令和數(shù)據(jù)以同等地位存于存儲(chǔ)器內(nèi)，可按地址尋訪指令和數(shù)據(jù)用二進(jìn)制表示指令由操作碼和地址碼組成，操作碼用來表示操作的性質(zhì)，地址碼用來表示操作數(shù)在存儲(chǔ) 器中的位置指令在存儲(chǔ)器內(nèi)按順序存放機(jī)器以運(yùn)算器為中心，輸入輸出設(shè)備和存儲(chǔ)器間的

3、數(shù)據(jù)傳送通過運(yùn)算器完成5、計(jì)算機(jī)硬件的主要技術(shù)指標(biāo)機(jī)器字長(zhǎng)：CPU次能處理數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與CPU中的寄存器位數(shù)有關(guān)存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)容量=存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)X存儲(chǔ)字長(zhǎng)；MAR（存儲(chǔ)器地址寄存器）的位數(shù)反映存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)，MDR（存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器）反映存儲(chǔ)字長(zhǎng)r主頻吉普森法運(yùn)算速度斗MIPS每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令CPI執(zhí)行一條指令所需的時(shí)鐘周期數(shù)N=50/S X3500B=175000B/S佃、一個(gè)磁盤存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量為16GB（1GB=230Byte）,有8個(gè)盤片（16個(gè)記錄面），每 條磁道有512個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)512個(gè)字節(jié)，每分鐘8000轉(zhuǎn)，定位時(shí)間（尋道時(shí)間）為4.25ms。（1）計(jì)算這個(gè)磁盤存儲(chǔ)器

4、的有效數(shù)據(jù)傳輸率。（2）這個(gè)磁盤存儲(chǔ)器有多少個(gè)柱面（磁道）？（3）這個(gè)磁盤存儲(chǔ)器的尋址時(shí)間（包括定位時(shí)間和等待時(shí)間）是多少？解：（1）這個(gè)磁盤存儲(chǔ)器的有效數(shù)據(jù)傳輸率為：512Bx512x8000/60=33.3MB/S或：512B x 512x 8000/60=35MB/S歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)5這個(gè)磁盤存儲(chǔ)器的柱面數(shù)為：N=16MB/（512Bx16x512）=4096（3）這個(gè)磁盤存儲(chǔ)器的尋址時(shí)間為：等待時(shí)間為：60/8000/2=3.75ms尋址時(shí)間為：定位時(shí)間+等待時(shí)間=4.25ms+3.75ms=8ms20、某磁盤組有六片磁盤，每片可有兩個(gè)記錄面，存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)徑為22cm

5、,外徑為33cm，道密度40道/cm，位密度400位/cm，轉(zhuǎn)速2400轉(zhuǎn)/分。試問：共有多少存儲(chǔ)面可用？共有多少個(gè)圓柱面？整個(gè)磁盤組的總存儲(chǔ)容量有多少？數(shù)據(jù)傳送率是多少？如果某文件長(zhǎng)度超過一個(gè)磁道的容量，應(yīng)將它記錄在同一存儲(chǔ)面上還是記錄在同一圓 柱面上？為什么？解：6X2-2=10(面)，共有10個(gè)存儲(chǔ)面可用。40X(33-22)/2=220(道)，共有220個(gè)圓柱面。10X22nX400X220=73支1血)整個(gè)磁盤組的總存儲(chǔ)容量73 X106位。(22nX400)/(60/2400)=1.1 X(1位/秒)=0.138X6(字節(jié)/秒)數(shù)據(jù)傳送率0.138 1X6字節(jié)/秒記錄在同一圓柱面上

6、。因?yàn)檫@樣安排存取速度快。21、現(xiàn)有如下存儲(chǔ)芯片：2KX1的ROM;4KX1的RAM;8KX 1的ROM。若用它們組成容量為16KB的存儲(chǔ)器，前4KB為ROM，后12KB為RAM，地址碼采用16位。試問：各種存儲(chǔ)芯片分別用多少片？ 正確選用譯碼器及門電路，并畫出相應(yīng)的邏輯結(jié)構(gòu)圖。 指出有無地址覆蓋現(xiàn)象。12Kx8b-=3x8 = 24解： 需要4KX1b的RAM芯片：一片。；將24片4KX1的RAM先構(gòu)成3個(gè)4KB的芯片組。ROM不能使用8KX1的芯片，因?yàn)樗笥赗OM應(yīng)有的空間。應(yīng)使用2KX1的ROM4K xb-= 2x8 = 16需要2KX1b的ROM芯片:班小片；將16片2KX1的ROM

7、先構(gòu)成2個(gè)2KB的芯片組。地址分配A15 A14 A13 A12 A11A10A0XX0002 KB ROMXX0012 KB ROMXX014KB RAMXX104KB RAMXX114KB RAM有地址覆蓋。22、用16M字X8位的存儲(chǔ)芯片構(gòu)成一個(gè)64M字X16位的主存儲(chǔ)器。要求既能夠擴(kuò)大存儲(chǔ)器的容量，又能夠縮短存儲(chǔ)器的訪問周期。歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)6(1)計(jì)算需要多少個(gè)存儲(chǔ)器芯片。(2)存儲(chǔ)器芯片和主存儲(chǔ)器的地址長(zhǎng)度各需要多少位？歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)7（3）畫出用存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成主存儲(chǔ)器的邏輯示意圖。（4）用16進(jìn)制表示的地址1234567，其體內(nèi)地址和體號(hào)

8、是多少？解：（1）需要存儲(chǔ)器芯片：（W/w）*（B/b）=（64M/16M）*（16/8）=8（片）（2）存儲(chǔ)器芯片的地址長(zhǎng)度為24位主存儲(chǔ)器的地址長(zhǎng)度為26位（3）用存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成主存儲(chǔ)器的邏輯示意圖如下：（4）用16進(jìn)制表示的地址1234567,其體內(nèi)地址為：48D159，體號(hào)為323、設(shè)有一道程序，有1至5共5頁(yè)，執(zhí)行時(shí)的頁(yè)地址流（即執(zhí)行時(shí)依次用到的程序頁(yè)號(hào)）為：3、4、2、6、4、3、7、4、3、6、3、4、8、4、6,若分配給這道程序的主存有3頁(yè)，分別采用FIFO、LRU、OPT 3種替換算法時(shí)，各自命中率為多少？（假設(shè)開始時(shí)主存為空）解：t tZEEEEi3 34 42 26 64

9、 4_3_37 74 43 36 63 34 48 84 46 63 33 33 34 44 42 26 63 33 37 74 44 46 63 38 84 44 42 22 26 6A7 77 74 46 66 63 38 84 42 26 66 63 37 74 46 63 33 38 84 46 6調(diào)入肓LAILAI調(diào)LAJLAJ替換命中替換替換替換命中替換替換命中替換替換替換3 33 33 34 42 26 64 43 37 74 44 46 63 33 38 84 44 42 24 43 37 74 43 3-0-03 34 48 8一4 42 26 64 43 37 74 43

10、36 63 34 48 84 46 6調(diào)入調(diào)九調(diào)入替換命中替換替換命中命中替換命中命中替換命中替換3 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 38 88 88 84 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 44 42 26 66 66 67 77 77 76 66 66 66 66 66 6調(diào)入肓LMLM調(diào)入替換命中命中替換命中命中替換命中命中替換命中命中FIFO命中率20%，LRU命中率40%，OPT命中率53%歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)8第五章輸入輸出系統(tǒng)需要掌握的內(nèi)容：輸入輸出系統(tǒng)的構(gòu)成、接口的概念，輸入輸出的基本方式、

11、接口的功能 和組成、接口的類型，10編址方式、顯示器的掃描方式、顯示存儲(chǔ)器容量的計(jì)算等1、 在丄的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，外設(shè)可以和主存儲(chǔ)器單元統(tǒng)一編址，因此可以不使用I/O指令。A）單總線B）雙總線C）三總線D）多總線2、 當(dāng)采用A對(duì)設(shè)備進(jìn)行編址情況下，不需要專門的I/O指令組。A）統(tǒng)一編址法B） 單獨(dú)編址法C）兩者都不是D） 兩者都是3、I/O設(shè)備數(shù)據(jù)傳送控制方式通常分為程序直接控制方式、程序中斷方式、直接存儲(chǔ)器存?。―MA）、I/O通道方式、外圍處理機(jī)方式等五種。4、 假定一臺(tái)計(jì)算機(jī)的顯示存儲(chǔ)器用DRAM芯片實(shí)現(xiàn)，若要求顯示分辨率為1600*1200,顏色深度為24位，幀頻為85HZ,現(xiàn)實(shí)總帶寬的

12、50%用來刷新屏幕，則需要的顯存總帶寬至少約為（D）A）245MbpsB）979MbpsC）1958Mbps D）7834Mbps5、 在微機(jī)系統(tǒng)中，鼠標(biāo)是一種 _ 。（ A ）A）輸入設(shè)備B）輸出設(shè)備C）運(yùn)算設(shè)備D）存儲(chǔ)設(shè)備6、為什么需要有輸入輸出接口？輸入輸出接口的主要功能是什么？輸入輸出接口是處理機(jī)與外部世界進(jìn)行聯(lián)系的界面。主要功能：（1）處理機(jī)與外部設(shè)備之間的通信聯(lián)絡(luò)（2）數(shù)據(jù)緩沖（3）接受處理機(jī)的命令，提供外部設(shè)備的狀態(tài)（4）數(shù)據(jù)格式的變換7、簡(jiǎn)述CPU與外設(shè)使用DMA控制方式傳輸數(shù)據(jù)的思想。當(dāng)某一外設(shè)需要輸入輸出一批數(shù)據(jù)時(shí)，向DMA控制器發(fā)出請(qǐng)求，DMA控制器接收到這一請(qǐng)求后，向C

13、PU發(fā)出總線請(qǐng)求，若CPU響應(yīng)DMA的請(qǐng)求，則把總線使用權(quán)交給DMA控制器，數(shù)據(jù)不通過CPU，可以直接在DMA控制器的操作下進(jìn)行。 當(dāng)這批數(shù)據(jù)傳送完成后，DMA控制器再向CPU發(fā)出”結(jié)束中斷請(qǐng)求”，CPU響應(yīng)這一中斷請(qǐng)求。8簡(jiǎn)述DMA方式具有哪些特點(diǎn)？DMA控制器和CPU如何分時(shí)使用內(nèi)存？（1）DMA是內(nèi)存即可被CPU訪問，也可被快速外設(shè)直接訪問（2）在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，內(nèi)存地址的確定、數(shù)據(jù)的傳送及計(jì)算器的計(jì)數(shù)等工作都是由硬件完成設(shè)置的（3） 需要在內(nèi)存中開辟一個(gè)專用的緩沖區(qū)，以及時(shí)提供和接收數(shù)據(jù)。在DMA數(shù)據(jù)傳送開始 前和結(jié)束后，CPU以中斷方式對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理和后處理（4）提高了外設(shè)與CPU并行工

14、作的并行程度，提高了系統(tǒng)效率DMA控制器與CPU分時(shí)使用內(nèi)存采用以下三種方式：停止CPU訪問內(nèi)存、周期挪用、DMA和CPU交替訪內(nèi)第六章計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法（重點(diǎn)）需要掌握的內(nèi)容： 信息編碼、碼制轉(zhuǎn)換，常用的信息編碼（原碼、反碼、補(bǔ)碼、BCD碼）歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)9以及二進(jìn)制數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼與運(yùn)算算法（補(bǔ)碼運(yùn)算、定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)的表示、各種數(shù)的表歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)10數(shù)范圍）運(yùn)算器的基本原理、掌握補(bǔ)碼加法器的運(yùn)算原理以及計(jì)算過程、掌握原碼一位乘 法和兩位乘法的原理及運(yùn)算過程、掌握運(yùn)算器位數(shù)擴(kuò)展的原理及方法本章主要考點(diǎn)：原碼兩位乘法3、微型計(jì)算機(jī)中運(yùn)算器的主要功能是進(jìn)

15、行 _。（C）5、漢字的 輸入編碼、機(jī)內(nèi)碼、字模碼是計(jì)算機(jī)用于漢字輸入、內(nèi)部處理、輸出 三種不同用途的編碼。6、 （71.25）8= 111001.0101012= 39.5416= 57.32812510。7、在浮點(diǎn)數(shù)字長(zhǎng)一定的情況下，為了做到表示數(shù)的范圍最大、表示數(shù)的誤差最小、表示數(shù)的效率最高，尾數(shù)基值rm取2，階碼基值re取2,并且把 尾數(shù)最高位 位隱藏起來。8若計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)為n+1,則定點(diǎn)整數(shù)的補(bǔ)碼表數(shù)范圍是-2n2n-1、定點(diǎn)小數(shù)的補(bǔ)碼表數(shù)范圍是-11-2-n。9、 一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)由尾數(shù)和 階碼 兩部分構(gòu)成。下列那種表示法主要用于表示浮點(diǎn)數(shù)中的階碼 _。（D）A） 原碼B） 補(bǔ)碼C） 反碼

16、D） 移碼10、 根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，每個(gè)漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)占用 _存儲(chǔ)。（B）A） 一個(gè)字節(jié)B）二個(gè)字節(jié)C）三個(gè)字節(jié)D）四個(gè)字節(jié)11、 假定下列字符碼中有奇偶校驗(yàn)位，但沒有數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，采用偶校驗(yàn)的字符碼是_。（D）A）11001011B）11000001C）11010110D）1100100112、 若浮點(diǎn)數(shù)用補(bǔ)碼表示，則判斷運(yùn)算結(jié)果是否為規(guī)格化數(shù)的方法是 _。（C）A）階符與數(shù)符相同為規(guī)格化數(shù)B）階符與數(shù)符相異為規(guī)格化數(shù)C） 數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相異為規(guī)格化數(shù)D） 數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相同為規(guī)格化數(shù)13、 假定有4個(gè)整數(shù)用8位補(bǔ)碼表示r1=0FEH，r2=0F2H，r3=090H，r4

17、=0F8H，若將運(yùn)算結(jié)果 存放在一個(gè)8位寄存器中，則下列運(yùn)算會(huì)發(fā)生益處的是（B）A）r1 x r2B）r2 x r3C）r1 x r4D）r2 x r414、 運(yùn)算器的核心部分是 _。（C）A）數(shù)據(jù)總線B）多路開關(guān)C）算術(shù)邏輯運(yùn)算單元D）累加寄存器1、運(yùn)算器的兩個(gè)主要功能是：2、下列有關(guān)運(yùn)算器的描述中，A）能暫時(shí)存放運(yùn)算結(jié)果算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算_是正確的。（DB）只做加法C）只做算術(shù)運(yùn)算，不做邏輯運(yùn)算D）既做算術(shù)運(yùn)算，又做邏輯運(yùn)算A）算術(shù)運(yùn)算C）算術(shù)和邏輯運(yùn)算4、運(yùn)算器的核心部分是A）數(shù)據(jù)總線B）邏輯運(yùn)算D）初等函數(shù)運(yùn)算_。（C）B）多路開關(guān)C）算術(shù)邏輯運(yùn)算單元D）累加寄存器歡迎使用KNKJ20

18、12DXZY系統(tǒng)1115、已知x = 0.111111 y = -0.111001,用原碼兩位乘法計(jì)算求x*y原的值要求寫出計(jì)算過程 解：數(shù)值部分的運(yùn)算歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)12C.說明說明1乘積的符號(hào)位xy0= 0 1 = 12數(shù)值部分的運(yùn)算x*? y* = 0. 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1貝y x ?y原=1. 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1第七章指令系統(tǒng)本章內(nèi)容：計(jì)算機(jī)機(jī)器指令的組成；掌握尋址方式對(duì)計(jì)算機(jī)的影響以及尋址方式的設(shè)計(jì)、表示；掌握指令的分類及實(shí)現(xiàn)；理解指令中操作碼的組織與編碼；能自行設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)器指令需要掌握的內(nèi)容：計(jì)算機(jī)機(jī)器指令

19、的組成、 尋址方式對(duì)計(jì)算機(jī)的影響以及尋址方式的設(shè)計(jì)、 表示、指令中操作碼的組織與編碼難點(diǎn)：尋址方式的設(shè)計(jì)、表示、指令中操作碼的組織與編碼本章主要考點(diǎn)：指令功能、組成、指令編碼方法、尋址方式（操作數(shù)獲?。┓椒ā⒃O(shè)計(jì)指 令格式或編碼1、 什么是尋址方式？寫出6種尋址方式。表示在指令中的操作數(shù)地址，通常稱為形式地址，用這種形式地址并結(jié)合某些規(guī)則，可以計(jì)算 出操作數(shù)在存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元地址。如何在指令中表示一個(gè)操作數(shù)的地址、如何用這種表示得到操作數(shù)以及怎樣計(jì)算出操作數(shù)的地址的方法-尋址方式。常用的尋址方式有：立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對(duì) 尋址、基地址尋址、間接尋址、

20、堆棧尋址2、指令的操作碼一般有哪幾種組織方式？各自有什么優(yōu)缺點(diǎn)？主要有三種組織方式：1.定長(zhǎng)的操作碼組織方式。將指令的固定位數(shù)分配做操作碼，便于硬件設(shè)計(jì)、提高指令譯碼和識(shí)別速度，指令整齊、規(guī)范。2.變長(zhǎng)的操作碼組織方式。在指令中，表示操作類型的位數(shù)是可變的，便于為操作數(shù)地址多的指令少分配操作碼位數(shù)，而為操 作數(shù)地址少的指令多分配操作碼位數(shù)。該方法可以盡量使用指令字長(zhǎng)，減少指令字長(zhǎng)的浪費(fèi)， 但是不便于指令識(shí)別。3.操作碼字段與操作數(shù)地址字段交叉編碼的方法。將操作碼不再集中分配在指令的最高位部分，而是與操作數(shù)地址碼交叉在一起，操作碼位數(shù)是可變的。該方法不 便于識(shí)別指令和操作數(shù)地址，但是指令字長(zhǎng)利用

21、率更高。3、一條指令通常由哪兩個(gè)部分組成？?jī)刹糠值墓δ芊謩e是什么？指令一般有操作碼和操作數(shù)地址兩部分組成。操作碼的功能用于指明本條指令的操作功 能，而操作數(shù)地址用于給出被操作數(shù)的信息（指令或數(shù)據(jù)）的地址，包括參加運(yùn)算的一個(gè)或多 個(gè)操作數(shù)所在的地址、 運(yùn)算結(jié)果的保存地址、 程序的轉(zhuǎn)移地址、被調(diào)用的子程序的入口地址等。部分積部分積00*1110010111+ 2x*tCy - 0補(bǔ)碼右移0111Q 0 4) 1 1 1+000.11111100W.111000J .100100000,000000歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)134、什么是形式地址？簡(jiǎn)述對(duì)變址尋址、相對(duì)尋址、基地址尋址應(yīng)在指

22、令中給出些什么信息？ 如何得到相應(yīng)的實(shí)際（有效）地址？各自有什么樣的主要用法？在指令的地址碼字段給出的與操作數(shù)（或指令）地址有關(guān)的信息，構(gòu)成形式地址。依據(jù)這些信 息并結(jié)合一定的規(guī)則，可以計(jì)算出訪問內(nèi)存的實(shí)際（有效）地址。（1） 寄存器尋址，形式地址為寄存器名（或編號(hào)），寄存器中的內(nèi)容為操作數(shù)；（2）寄存器間接尋址，形式地址為寄存器名 （或編號(hào)），寄存器中的內(nèi)容為操作數(shù)的地址， 再讀一次內(nèi)存得到操作數(shù)；（3）變址尋址，形式地址為變址寄存器名（或編號(hào)）和變址偏移值，把變址寄存器中的內(nèi)容與變址偏移值相加得到操作數(shù)的地址，再讀一次內(nèi)存得到操作數(shù)；用于訪問內(nèi)存中的一組數(shù)據(jù)更方便。（4） 相對(duì)尋址，形式地

23、址為相對(duì)尋址的偏移值，該偏移值和程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容相加 得到一個(gè)內(nèi)存單元的地址，通常用在條件或無條件轉(zhuǎn)移指令中給出指令轉(zhuǎn)移地址。（5）基地址尋址，通常要使用一個(gè)特定的寄存器，稱為基地址寄存器，把程序中的指令或數(shù)據(jù)地址和該基地址寄存器的內(nèi)容相加得到一個(gè)內(nèi)存單元的地址，通常用在操作系統(tǒng)為用戶程序分配內(nèi)存地址空間后，變換程序靜態(tài)地址為運(yùn)行過程中的實(shí)際內(nèi)存地址。5、CPU周期也稱為 機(jī)器周期：一個(gè)CPU周期包含若干個(gè)T周期 。任何一條指令的指 令周期至少需要2個(gè)CPU周期。6、 機(jī)器指令的格式包括操作碼和地址碼兩部分;7、 在指令格式中，操作碼部分指明操作的種類和性質(zhì)，地址碼部分則指明操作的對(duì)象。8

24、指令周期是指_。（C）A）CPU從主存取出一條指令的時(shí)間B）CPU執(zhí)行一條指令的時(shí)間C）CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時(shí)間D）時(shí)鐘周期時(shí)間9、 以下四種類型指令中，執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)的是 _ 。（C）A）RR型B）RS型C）SS型D） 程序控制指令10、 在指令的地址字段中，直接指出操作數(shù)本身的尋址方式，稱為 _ 。（B）A）隱含尋址B）立即尋址C） 寄存器尋址D） 直接尋址11、 指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是 _ 。（B）A）實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序和程序控制B）縮短指令長(zhǎng)度，擴(kuò)大尋址空間，提高編程靈活性C）可以直接訪問外存D）提供擴(kuò)展操作碼的可能并降低指令譯碼難度12、 變址尋址方式中

25、，操作數(shù)的有效地址等于 _ 。（B）A） 基值寄存器內(nèi)容加上形式地址B） 變址寄存器內(nèi)容加上形式地址C） 程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容加上形式地址D） 堆棧指示器內(nèi)容加上形式地址（位移量）13、 二地址指令中，操作數(shù)的物理位置不會(huì)安排在 _。（C）A）兩個(gè)主存單元B） 一個(gè)主存單元和一個(gè)寄存器C）相聯(lián)存儲(chǔ)器D）兩個(gè)寄存器14、 寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在 _ 。（D）A）通用寄存器B）堆棧C）程序計(jì)數(shù)器D）主存單元15、 零地址運(yùn)算指令在指令格式中不給出操作數(shù)地址，因此它的操作數(shù)可以來自_。（B）歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)14A）立即數(shù)和棧頂B）棧頂和次棧頂C）暫存器和棧頂D）寄存器和內(nèi)存單

26、元16、下列寄存器中，反匯編語(yǔ)言程序員可見的是（B）A）存儲(chǔ)器地址寄存器（MAR） B）程序計(jì)數(shù)器（PC）C）存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)寄存器（MDR） D）指令寄存器（IR）17、什么是RISC?它有什么特點(diǎn)？答案：RISC是精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，它有以下特點(diǎn)：（1） 選取使用頻率最高的一些簡(jiǎn)單指令，以及很有用但不復(fù)雜的指令。（2） 指令長(zhǎng)度固定，指令格式種類少，尋址方式種類少。（3） 只有取數(shù)/存數(shù)指令訪問存儲(chǔ)器，其余指令的操作都在寄存器之間進(jìn)行。（4） 大部分指令在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成。其意是指在采用流水線組織時(shí)每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)能完 成一條指令功能，而并不是說一條指令從取指到完成指定功能只要一個(gè)機(jī)器周期。（5

27、）CPU中通用寄存器數(shù)量相當(dāng)多。（6） 以硬布線控制為主，不用或少用微指令碼控制。（7）一般用高級(jí)語(yǔ)言編程，特別重視編譯優(yōu)化工作，其余指令的操作都在寄存器之間進(jìn)行18、什么是CISC？CISC指令系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？答案：CISC是復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的英文縮寫。其特點(diǎn)是：（1） 指令系統(tǒng)復(fù)雜龐大，指令數(shù)目一般多達(dá)2、3百條。（2） 尋址方式多（3） 指令格式多（4） 指令字長(zhǎng)不固定（5） 可訪存指令不加限制（6） 各種指令使用頻率相差很大（7） 各種指令執(zhí)行時(shí)間相差很大，大多數(shù)采用微程序控制器第八章 控制單元的結(jié)構(gòu)、功能及設(shè)計(jì)（課本9、10章）（重點(diǎn)）本章內(nèi)容：控制器的基本功能、控制器的基本組成

28、、指令的執(zhí)行過程、組合邏輯控制器組 成原理與實(shí)現(xiàn)方法、微程序控制器組成原理與實(shí)現(xiàn)方法、控制方式。需要掌握的內(nèi)容：指令的執(zhí)行過程，組合邏輯控制器的組成原理與設(shè)計(jì)方法，微程序控制 器的設(shè)計(jì)方法，微指令的格式，微程序流的控制。本章主要考點(diǎn)：微處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)通道1、 微程序的水平型微指令的下一條微指令地址通常有哪些來源？使用緊跟在本條微指令之后的微指令作為下一條要執(zhí)行的微指令使用從指令的操作碼映射出微指令地址的方式得到下一條微指令的地址從微指令的下地址字段直接取得一個(gè)微子程序的入口地址，用于微子程序調(diào)用處理； 從微指令下地址字段直接取得一個(gè)微指令的轉(zhuǎn)移地址，用于微程序中微指令轉(zhuǎn)移處理。 從微堆棧中取出

29、從微子程序返回到微主程序斷點(diǎn)的返回地址，用于微子程序返回處理。2、 簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)的控制器基本組成執(zhí)行一條指令，要經(jīng)過讀取指令、分析指令、執(zhí)行指令所規(guī)定的處理功能三個(gè)階段完成， 控制器還要保證能按程序中設(shè)定的指令運(yùn)行次序，自動(dòng)地連續(xù)執(zhí)行指令序列。為此，控制器組成中，必須有一個(gè)能提供指令在內(nèi)存中的地址的部件，通稱程序計(jì)數(shù)器（PC），服務(wù)于讀取指令，并接收下條要執(zhí)行的指令的地址。還要有一個(gè)能保存讀來的指令內(nèi)容的部件，通稱指令寄存器（IR），以提供本指令執(zhí)行的整個(gè)過程中要用到的指令本身的主要信息。歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)15控制器的第三個(gè)組成成分，是脈沖源、啟?？刂七壿?，指令執(zhí)行的步驟標(biāo)記線

30、路，它標(biāo)記出每條指令的各執(zhí)行步驟的相對(duì)次序關(guān)系?？刂破鞯牡谒膫€(gè)組成成分，是全部時(shí)序控制信號(hào)的產(chǎn)生部件，它依據(jù)指令內(nèi)容、指令的 執(zhí)行步驟（時(shí)刻），也許還有些別的什么條件信號(hào)，來形成并提供出各部件當(dāng)前時(shí)刻要用到的控 制信號(hào)。計(jì)算機(jī)整機(jī)各硬件系統(tǒng)，正是在這些信號(hào)控制下協(xié)同運(yùn)行，產(chǎn)生予期的執(zhí)行結(jié)果，也 就是執(zhí)行一條又一條的指令。3、簡(jiǎn)述控制器的基本功能（1）指令控制：程對(duì)序的順序進(jìn)行控制（2）操作控制：管理并產(chǎn)生由內(nèi)存取出的每條指令的信號(hào)，把各種操作信號(hào)送往相應(yīng)的部件，從而控制控制這些部件按指令的要求進(jìn)行動(dòng)作（3）時(shí)間控制：對(duì)各種操作進(jìn)行時(shí)間上的定時(shí)（4）數(shù)據(jù)控制：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算處理4、

31、 微程序的控制器和組合邏輯的控制器在組成和運(yùn)行原理方面的相同、不同之處表現(xiàn)在哪里？共同點(diǎn)是：基本功能都是提供計(jì)算機(jī)各個(gè)部件協(xié)同運(yùn)行所需要的控制信號(hào)，組成部分都有程序計(jì)數(shù)器PC,指令寄存器IR，都分成幾個(gè)執(zhí)行步驟完成每一條指令的具體功能不同點(diǎn)是：處理指令執(zhí)行步驟的辦法，提供控制信號(hào)的方案不一樣，組合邏輯控制器是用節(jié)拍 發(fā)生器指明指令執(zhí)行步驟，用組合邏輯電路直接給出應(yīng)提供的控制信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行速度明顯地快，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)復(fù)雜些，但隨著大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)可編程集成電路的出現(xiàn)，該缺點(diǎn)已得到 很大緩解；微程序的控制器是通過微指令地址的銜接區(qū)分指令執(zhí)行步驟，應(yīng)提供的控制信號(hào)是從控制存儲(chǔ)器中讀出來的，并經(jīng)過一個(gè)

32、微指令寄存器送到被控制部件的，其缺點(diǎn)是運(yùn)行速度要慢一些，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單些，易于用于實(shí)現(xiàn)系列計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的控制器，理論上可實(shí)現(xiàn)動(dòng) 態(tài)微程序設(shè)計(jì)。5、 微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是 _。（B）A）每一條機(jī)器指令由一條微指令來執(zhí)行B）每一條機(jī)器指令由一段由微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行C）一段機(jī)器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行D）一條微指令由若干條機(jī)器指令組成6、 從信息流的傳送效率來看， _ 工作效率最低。（A）A）單總線系統(tǒng)B） 雙總線系統(tǒng)C） 三總線系統(tǒng)D）多總線系統(tǒng)7、 為了便于實(shí)現(xiàn)多級(jí)中斷，保存現(xiàn)場(chǎng)最有效的方法是采用。（C）A）通用寄存器B）存儲(chǔ)器C）堆棧D）外存8在控制

33、器中 _用于保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。（B）A）程序計(jì)數(shù)器B）指令寄存器C）緩沖寄存器D）地址寄存器9、 水平型微指令與垂直型微指令相比， _ 。（B）A）前者一次只能完成一個(gè)操作B）后者一次只能完成一個(gè)操作C）兩者都是一次只能完成一個(gè)操作D）兩者都能一次完成多個(gè)操作10、 請(qǐng)?jiān)谝韵聰⑹鲋羞x出兩個(gè)正確描述的句子是 _ 。（D）（1） 同一個(gè)CPU周期中，可以并行執(zhí)行的微操作叫相容微操作。（2） 同一個(gè)CPU周期中，不可以并行執(zhí)行的微操作叫相容微操作（3） 同一個(gè)CPU周期中，可以并行執(zhí)行的微操作叫相斥微操作（4） 同一個(gè)CPU周期中，不可以并行執(zhí)行的微操作叫相斥微操作A）（1）（3）B）（2

34、）（4）C）（2）（3）D）（1）（4）11、 二地址指令中，操作數(shù)的物理位置不可能安排在 _ 。（A）歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)16A）棧頂和次棧頂B）兩個(gè)主存單元C） 一個(gè)主存單元和一個(gè)存儲(chǔ)器D）兩個(gè)寄存器歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)1712、 硬布線控制器是一種 _。（C）A） 用微程序技術(shù)設(shè)計(jì)的控制器B） 用存儲(chǔ)邏輯技術(shù)設(shè)計(jì)的控制器C）由門電路和觸發(fā)器構(gòu)成的復(fù)雜樹形網(wǎng)絡(luò)所形成的邏輯電路D）用微程序技術(shù)和存儲(chǔ)邏輯技術(shù)設(shè)計(jì)的控制器13、 控制器的功能是 _。（D）A）產(chǎn)生時(shí)序信號(hào)B）完成指令操作碼譯碼C）從主存取出一條指令D） 從主存取出指令，完成指令操作碼譯碼，并產(chǎn)生相

35、關(guān)的操作控制信號(hào)，以解釋執(zhí)行 該指令14、 下圖是一個(gè)簡(jiǎn)化的CPU與主存儲(chǔ)器鏈接結(jié)構(gòu)示意圖 （圖中省略了所有多路選擇器），其中 有一個(gè)累加寄存器AC，一個(gè)狀態(tài)寄存器和其他四個(gè)寄存器：主存地址寄存器MAR、主存數(shù) 據(jù)寄存器MDR、程序計(jì)數(shù)器PC和指令寄存器IR，各部件及其之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭 頭表示信息的傳遞方向。要求:（1） 寫出圖中a、b、c、d四個(gè)寄存器的名稱。（2）簡(jiǎn)述圖中指令從主存取到控制器的過程。（3）寫出數(shù)據(jù)從主存取出、運(yùn)算、寫回主存所經(jīng)過的數(shù)據(jù)通路（假定數(shù)據(jù)地址已經(jīng)在MAR中）。簡(jiǎn)與屯存連接結(jié)構(gòu)卒總圖15、下圖是一個(gè)簡(jiǎn)化的CPU與主存儲(chǔ)器鏈接結(jié)構(gòu)示意圖 （圖中省略了所有多路

36、選擇器），其中 有一個(gè)累加寄存器ACC和其他三個(gè)寄存器：主存地址寄存器MAR、程序計(jì)數(shù)器PC和指令寄存器IR，各部件及其之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息的傳遞方向。（1） 寫出圖中a、b、c三個(gè)寄存器的名稱。（2） 簡(jiǎn)述圖中指令從主存取到控制器的過程。（3） 寫出數(shù)據(jù)從主存取出、運(yùn)算、寫回主存所經(jīng)過的數(shù)據(jù)通路（假定數(shù)據(jù)地址已經(jīng)在MAR中）V 1F狀態(tài)寄仃器解：（1）a主存數(shù)據(jù)寄存器MDRb指令寄存器IRc主存地址寄存器MAR d程序計(jì)數(shù)器PC(2)PC內(nèi)容=MAR，PC+1，讀取主存，讀出數(shù)據(jù)=IR(3)讀取主存=MDR，MDR=ALU，AC=ALU，運(yùn)算，結(jié)果=MDR，存儲(chǔ)器寫。a歡迎使

37、用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)18解：（1）a指令寄存器IRb程序計(jì)數(shù)器PC c主存地址寄存器MAR（2）PC內(nèi)容=MAR，PC+1，讀取主存，讀出數(shù)據(jù)=IR（3）讀取主存=DR1，ACC=DR2，運(yùn)算，結(jié)果=BUS，存儲(chǔ)器寫。16、一個(gè)模型機(jī)如圖所示，并假定控制存儲(chǔ)器的容量為256疋4（位），微地址寄存器為6位。1） 試指出相容性和相斥性的微操作各2組。2）設(shè)計(jì)適合模型機(jī)的微指令格式并說明理由。解：（1）相容性微操作相斥性微操作SO. S2,S4. M. CNPC-B. ALU-B. RO-BLDDRK LDIR2CE. OE. ALU-ECE. OELDAR、LDIR. LDRO（2）由于

38、微地址占用6位，給微操作控制字段只留下了18位，而在該模型機(jī)中位命令有20個(gè)，如果采用直接編碼方式，顯然不夠，所以采用分段直接編碼與直接編碼方法向結(jié)合的方法， 將相互排斥的微命令編制在一個(gè)段內(nèi)，總的操作控制字段分為四個(gè)部分；第一部分為直接編碼，歡迎使用KNKJ2012DXZY系統(tǒng)19第二部分為A段，處理各個(gè)功能部件的裝入微命令，第三字段為B段，處理各個(gè)部件向總線發(fā)送數(shù)據(jù)的微命令，第四字段為C段，處理為指令下地址的處理方法；微指令格式如下：微指令格式2423222120191817161514 13 1211 L0 98 76b432S5顯2 S1snMCN CE WE OE LDPCABC第九章流水線（課本第8章）本章主要考點(diǎn)：概念以及一些簡(jiǎn)單計(jì)算1、線性流水線數(shù)據(jù)在流水線中的各個(gè)功能段通過時(shí)，每個(gè)功能段都通過一次，并且僅僅通過 一次。（正確）2、 流水線的段數(shù)越多，其性能越高。（錯(cuò)誤）3、 動(dòng)態(tài)流水線一定是多功能流水線（正確）4、 和具有m個(gè)并行部件的處理器相比，一個(gè)m段流水線處理器 _。（A）A）具備同等水平的吞吐能力B）不具備同等水平的吞吐能力C） 吞吐能力大于前者的吞吐