計(jì)算機(jī)組成原理與語言程序設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)提綱

2016年新疆大學(xué)軟件學(xué)院計(jì)算機(jī)組成原理與匯編復(fù)習(xí)提綱名詞解釋馮諾依曼機(jī)：有存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備組成采用存儲(chǔ)程序工作方式，采用二進(jìn)制。硬件：指系統(tǒng)中課觸摸到的設(shè)備實(shí)體。軟件：系統(tǒng)中的各類程序和文件。操作系統(tǒng)：是軟件系統(tǒng)的核心。負(fù)責(zé)管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件軟件資源及運(yùn)行的程序，它合理的組織計(jì)算機(jī)的工作流程，是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。機(jī)器語言：機(jī)器語言是計(jì)算機(jī)硬件能夠直接識(shí)別的語言匯編語言：是一種用符號(hào)表示的，面向某一特定機(jī)型的程序設(shè)計(jì)語言，它的指令語句與機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng)。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言：是面向用戶，于特定機(jī)型屬性相分離的程序設(shè)計(jì)語言，具有通用性。編譯：就是把人能看懂的英文代碼變成機(jī)器能懂的指（機(jī)器語言）的過程。解釋：邊解釋邊執(zhí)行。由解釋器根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)當(dāng)場(chǎng)執(zhí)行而不生成任何的目標(biāo)程序虛擬機(jī)：通常是指通過配置軟件（如某種語言的編譯器或解釋器）擴(kuò)充及其功能后所形成的一臺(tái)計(jì)算機(jī)。流水線：流水線（pipeline）技術(shù)是指在程序執(zhí)行時(shí)多條指令重疊進(jìn)行操作的一種準(zhǔn)并行處理實(shí)現(xiàn)技術(shù)。RISC：精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)。簡(jiǎn)化指令使得計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單合理，從而提高處理速度。超標(biāo)量：指具有多條相互獨(dú)立的指令執(zhí)行流水線，可同時(shí)執(zhí)行薯?xiàng)l指令的處理機(jī)。并行計(jì)算機(jī)：由多個(gè)處理單元（多個(gè)處理器或多個(gè)計(jì)算機(jī)）組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。桌面計(jì)算機(jī)：包括個(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站，個(gè)人計(jì)算機(jī)主要為一個(gè)用戶提供良好的計(jì)算性能和較低的成本的工作環(huán)境。工作站是指具有完整人機(jī)交互界面、圖形處理性能和較高計(jì)算性能，可配置大容量的內(nèi)存和硬盤，I/O和網(wǎng)絡(luò)功能完善，使用多任務(wù)多用戶操作系統(tǒng)的小心通用個(gè)人化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。服務(wù)器：服務(wù)器作為硬件來說，通常是指那些具有較高計(jì)算能力，能夠提供給多個(gè)用戶使用的計(jì)算機(jī)。嵌入式計(jì)算機(jī)：計(jì)算機(jī)作為應(yīng)用產(chǎn)品的核心控制部件，隱藏在各種裝置、設(shè)備和系統(tǒng)中，這樣的計(jì)算機(jī)成為嵌入式計(jì)算機(jī)。主存儲(chǔ)器（主存）：計(jì)算機(jī)主機(jī)的組成部分，用來存儲(chǔ)當(dāng)前運(yùn)行鎖需要的程序和數(shù)據(jù)，內(nèi)存容量小速度快。外存儲(chǔ)器：用于存放當(dāng)前不參加運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)，一集一些需要永久保存的信息。存取速度慢容量大CPU無法直接訪問需通過專門的設(shè)備才能對(duì)它進(jìn)行讀寫。高速緩存（cache）：位于主存和CPU之間，用來存放正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，以便CPU能高速的訪問它們。存取速度與CPU媲美，價(jià)格昂貴，存儲(chǔ)容量最小隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）：可讀可寫的存儲(chǔ)器，對(duì)任一單元的讀出和寫入時(shí)間是一樣的，主要用作主存，也可用作高速緩存。靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）：它是一種具有靜止存取功能的內(nèi)存，不需要刷新電路即能保存它內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）：最為常見的系統(tǒng)內(nèi)存。DRAM只能將數(shù)據(jù)保持很短的時(shí)間。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)，DRAM使用電容存儲(chǔ)，所以必須隔一段時(shí)間刷新（refresh）一次，如果存儲(chǔ)單元沒有被刷新，存儲(chǔ)的信息就會(huì)丟失。（關(guān)機(jī)就會(huì)丟失數(shù)據(jù)）只讀存儲(chǔ)器（ROM）：ROM是只讀存儲(chǔ)器（Read-OnlyMemory）的簡(jiǎn)稱，是一種只能讀出事先所存數(shù)據(jù)的固態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。其特性是一旦儲(chǔ)存資料就無法再將之改變或刪除。最大刷新周期：存儲(chǔ)器進(jìn)行一次完整的讀/寫操作所需的全部時(shí)間，連續(xù)兩次訪問存儲(chǔ)器操作之間所需的最大時(shí)間。磁表面存儲(chǔ)器：是講磁性材料沉積在盤片（或者帶）的基體和是哪個(gè)形成記錄介質(zhì)，并以繞有線圈的磁頭與記錄介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來寫入或讀出信息。磁記錄編碼方式：將一串二進(jìn)制代碼序列轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的寫入電流波形的方式，讀出識(shí)別方法也與此相關(guān)不歸零1制度（NRZ1）：寫1時(shí)電流極性發(fā)生變化（由正變負(fù)，或相反），寫0時(shí)電流極性不變，即變?yōu)?、不變?yōu)?.可歸納為”見一則翻”調(diào)相制（PM制）：它讓每個(gè)位單元都存在極性轉(zhuǎn)換區(qū)，從而獲得自同步能力，并根據(jù)記性變化方向的不同（即相位的不同）來區(qū)分0或1.調(diào)頻制（FM）：寫入電流也都有轉(zhuǎn)換區(qū)，即寫入電流需改變方向，因?yàn)榫哂凶酝侥芰Γ⒏鶕?jù)變化頻率（每位變化一次還是兩次）來區(qū)分0或1.制：去掉FM制中不必要的極性翻轉(zhuǎn)，既保持FM制所具有的自同步能力，又盡可能地減少轉(zhuǎn)換區(qū)數(shù)目，從而提高了記錄密度。群碼制GCR：將待寫入的數(shù)據(jù)代碼分為4位一組，然后按某種對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換為5位記錄碼，再按NRZ1制寫入磁道：當(dāng)磁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁頭若保持在一個(gè)位置上，則每個(gè)磁頭都會(huì)在磁盤表面劃出一個(gè)圓形軌跡，這些圓形軌跡就叫做磁道。圓柱面：在有多個(gè)盤片構(gòu)成的盤組中，由不同盤片的面，但處于同一半徑圓的多個(gè)磁道組成的一個(gè)圓柱面（Cylinder）。扇區(qū)：磁盤上的每個(gè)磁道被等分為若干個(gè)弧段，這些弧段便是硬盤的扇區(qū)（Sector）。硬盤的第一個(gè)扇區(qū)，叫做引導(dǎo)扇區(qū)。格式化：格式化(format)是指對(duì)磁盤或磁盤中的分區(qū)（partition）進(jìn)行初始化的一種操作平均尋道時(shí)間：是指硬盤在接收到系統(tǒng)指令后，磁頭從開始移動(dòng)到移動(dòng)至數(shù)據(jù)所在的磁道所花費(fèi)時(shí)間的平均值。平均旋轉(zhuǎn)延遲：通過盤片的旋轉(zhuǎn)，使得要讀取的扇區(qū)轉(zhuǎn)到讀寫頭的下方，這段時(shí)間稱為旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間（rotationallatencytime）。數(shù)據(jù)傳輸率：是指計(jì)算機(jī)從硬盤中準(zhǔn)確找到相應(yīng)數(shù)據(jù)并傳輸?shù)絻?nèi)存的速率，以每秒可傳輸多少兆字節(jié)來衡量（MB/s）。溫徹斯特技術(shù)：擁有幾個(gè)同軸的金屬盤片，盤片上涂著磁性材料。它們和可以移動(dòng)的磁頭共同密封在一個(gè)盒子里面，磁頭能從旋轉(zhuǎn)的盤片上讀出磁信號(hào)的變化--這就是我們今天是用的硬盤的祖先，IBM把它叫做溫徹斯特硬盤。硬盤：硬盤是電腦主要的存儲(chǔ)媒介之一，由一個(gè)或者多個(gè)鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。快速啟停式磁帶：傳統(tǒng)磁帶機(jī)屬于快速啟停式，允許在兩個(gè)數(shù)據(jù)塊之間快速啟停。數(shù)據(jù)流式磁帶：體積很小，各數(shù)據(jù)塊之間的間隔很短，數(shù)據(jù)幾乎是連續(xù)地寫入在磁帶上，工作時(shí)不在間隔段啟停，因此稱為數(shù)據(jù)流式。CD-ROM：只讀型光盤形變型光盤：通過母版壓制或用激光照射，熔化盤表面上的光存儲(chǔ)介質(zhì)薄膜，在薄膜上形成凹坑（小孔），或形成微小氣泡。在特定位置上，有孔的為1，無孔的為0.相變型光盤：利用晶相結(jié)構(gòu)（結(jié)晶狀態(tài)）的可逆変化，可以制成一種可抹可寫醒光盤。磁光型光盤：這是另一種可改寫型光盤它以磁性材料為記錄介質(zhì)，利用熱磁效應(yīng)寫入，利用激光效應(yīng)讀出，通過恢復(fù)原有磁化狀態(tài)擦除。虛擬存儲(chǔ)器：勻出一部分硬盤空間來充當(dāng)內(nèi)存使用。當(dāng)內(nèi)存耗盡時(shí)，電腦就會(huì)自動(dòng)調(diào)用硬盤來充當(dāng)內(nèi)存，以緩解內(nèi)存的緊張。虛擬地址（邏輯地址）：用戶可使用較長(zhǎng)的變成地址進(jìn)行編程，這種地址面向程序的需要不必考慮程序?qū)碓谥鞔鎯?chǔ)器中的實(shí)際位置，因而被稱為邏輯地址。實(shí)地址（物理地址）：主存上的實(shí)際的地址接口：從廣義上講，接口是指兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立子系統(tǒng)之間的相連部分。串行接口：串行接口簡(jiǎn)稱串口，也稱串行通信接口或串行通訊接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的擴(kuò)展接口。并行接口：并行接口，指采用并行傳輸方式來傳輸數(shù)據(jù)的接口標(biāo)準(zhǔn)?？偩€：總線（Bus）是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線系統(tǒng)總線：包括地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。同步總線：采用同步控制方式的總線，稱為同步總線。異步總線：采用異步控制方式的總線，稱為同步總線。擴(kuò)展同步總線：采用擴(kuò)展同步控制方式的總線，稱為同步總線。立即程序傳送方式：在這種犯事中，I/O解控總是準(zhǔn)備好接受主機(jī)輸入輸出數(shù)據(jù)，或總是準(zhǔn)備好輸入主機(jī)的數(shù)據(jù)，嬰兒CPU無需詢問接口的狀態(tài)，就可以直接利用I/O指令訪問相應(yīng)的I/O接口，輸入或輸出數(shù)據(jù)，所以這種方式又被稱為無條件傳送方式。程序查詢方式：要求CPU在程序中進(jìn)行查詢，如果接口尚未準(zhǔn)備好，CPU就等待，如果已做好準(zhǔn)備，CPU才能執(zhí)行I/O指令，這就是程序查詢方式。DMA方式：“直接存儲(chǔ)器傳送”控制方式，通過硬件控制實(shí)現(xiàn)駐村與I/O設(shè)備之間的直接數(shù)據(jù)傳送。在傳送過程中無需CPU程序干預(yù)。通道：從邏輯上講，通道也是一種接口，但與普通的系統(tǒng)總線接口相比，通常具有更強(qiáng)的功能，他的內(nèi)部一般有單片機(jī)CPU，可執(zhí)行簡(jiǎn)單的通道程序，是一種為CPU分擔(dān)管理I/O操作的控制器。IOP：IOP（輸入輸出處理機(jī)）專用于I/O控制的處理器可以看做是通道向著功能更強(qiáng)、更通用、更獨(dú)立方面發(fā)展的產(chǎn)物。他的結(jié)構(gòu)和功能更接近于普通的CPU，但是其專用型更適于I/O設(shè)備和I/O處理。向量中斷：中斷源通過有關(guān)控制邏輯給出一個(gè)相應(yīng)的向量碼，CPU據(jù)此通過一些列變換得到中斷處理程序的入口地址，無需軟件查詢。中斷向量：處理程序入口地址稱為中斷向量。中斷屏蔽：它可以保證CPU在自信一些重要程序段時(shí)不被打斷，從而確保其操作能在最短的時(shí)間內(nèi)完成，該特性稱為操作的“原子性”多重中斷：有時(shí)在同一時(shí)間會(huì)產(chǎn)生多個(gè)中斷請(qǐng)求，有時(shí)正在處理一個(gè)中斷時(shí)又發(fā)生了另一個(gè)中斷請(qǐng)求。如果在中斷處理程序中在響應(yīng)其他中斷請(qǐng)求就會(huì)出現(xiàn)多重中斷嵌套。DMA初始化：在開始實(shí)際的傳送操作之前，首先需要進(jìn)行初始化工作，又稱準(zhǔn)備程序。準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)或緩存區(qū)初始化DMA接口的有關(guān)控制邏輯。憂郁DMA傳送結(jié)束后倡議中斷方式請(qǐng)求CPU進(jìn)行后處理，所以在DMA初始化階段海英進(jìn)行這方面都有關(guān)初始化工作。本地方式IOP：在本地方式中，8089IOP與主CPU共享系統(tǒng)總線和主存儲(chǔ)器。遠(yuǎn)程方式IOP：遠(yuǎn)程方式是8089IOP與主CPU共享系統(tǒng)總線，但8089IOP另有自己的局部I/O總線。即8089IOP通過獨(dú)立的局部總線連接其局部存儲(chǔ)器與局部I/O設(shè)備，并通過總線接口與cPU系統(tǒng)總線相連接。I/O設(shè)備：輸入輸出設(shè)備，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外界交換信息的裝置。終端設(shè)備：與計(jì)算機(jī)的輸出端相連接的設(shè)備，常稱為終端設(shè)備。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：常規(guī)I/O設(shè)備的調(diào)用程序，稱為設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。設(shè)備控制程序：在一些I/O設(shè)備控制器中，采用微處理器和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，在ROM中固話的控制程序由微處理器執(zhí)行，以完成比較復(fù)雜的控制。什么是存儲(chǔ)程序工作方式？答：計(jì)算機(jī)的工作方式——存儲(chǔ)程序工作方式。即事先編寫程序，再由計(jì)算機(jī)把這些信息存儲(chǔ)起來，然后連續(xù)地、快速地執(zhí)行程序，從而完成各種運(yùn)算過程。采用數(shù)字化方法表示信息有哪些優(yōu)點(diǎn)？數(shù)字化方法表示信息的優(yōu)點(diǎn)：（1）抗干擾能力強(qiáng),可靠性高。（2）依靠多位數(shù)字的組合，在表示數(shù)值時(shí)可獲得很寬的表示范圍以及很高的精度。（3）數(shù)字化的信息可以存儲(chǔ)、信息傳送也比較容易實(shí)現(xiàn)。（4）可表示的信息類型與范圍及其廣泛，幾乎沒有限制。（5）能用邏輯代數(shù)等數(shù)字邏輯技術(shù)進(jìn)行信息處理，這就形成了計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。如果有7×9點(diǎn)陣顯示出字符A的圖像，請(qǐng)用9個(gè)七位二進(jìn)制代碼表示A的點(diǎn)陣信息。數(shù)字計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是什么？（1）能在程序控制下自動(dòng)連續(xù)地工作；（2）運(yùn)算速度快；（3）運(yùn)算精度高；（4）具有很強(qiáng)的信息存儲(chǔ)能力；（5）通用性強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域及其廣泛。量計(jì)算機(jī)性能的基本指標(biāo)有哪些？答：衡量計(jì)算機(jī)性能的基本指標(biāo)：（1）基本字長(zhǎng)——參加一次運(yùn)算的數(shù)的位數(shù)；（2）數(shù)據(jù)通路寬度——數(shù)據(jù)總線一次能并行傳送的位數(shù)；（3）運(yùn)算速度——可用①CPU的時(shí)鐘頻率與主頻，②每秒平均執(zhí)行指令數(shù)，③典型四則運(yùn)算的時(shí)間來表示。（4）主存儲(chǔ)器容量——可用字節(jié)數(shù)或單元數(shù)（字?jǐn)?shù)）×位數(shù)來表示。（5）外存容量——常用字節(jié)數(shù)表示。（6）配備的外圍設(shè)備及其性能。（7）系統(tǒng)軟件配置。分別寫出下列各二進(jìn)制數(shù)的原碼、補(bǔ)碼，字長(zhǎng)（含一位數(shù)符）為8位。解: 原碼 補(bǔ)碼0 00000000 00000000-0 10000000 000000000.1010 0.1010000 0.1010000-0.1010 1.1010000 1.01100001010 00001010 00001010-1010 10001010 11110110對(duì)I/O設(shè)備的編址方法有哪幾種？請(qǐng)稍作解釋。答：對(duì)I/O設(shè)備的編址方法有兩種：外圍設(shè)備單獨(dú)編址和外圍設(shè)備與主存統(tǒng)一編址。外圍設(shè)備單獨(dú)編址：為I/O接口中的有關(guān)寄存器分配I/O端口地址，一般由地址總線若干低位提供I/O端口地址，從而選擇某個(gè)寄存器進(jìn)行讀/寫。外圍設(shè)備與主存統(tǒng)一編址：將I/O接口中的有關(guān)寄存器與主存單元統(tǒng)一編址,一般由地址碼中高端（地址值大）的一段區(qū)域分配給I/O端口。I/O的設(shè)置方法有哪幾種？請(qǐng)稍作解釋。答：I/O指令的設(shè)置方法有三種：（1）設(shè)置專用的I/O指令：指令中的操作碼明確規(guī)定某種輸入/輸出操作，CPU寄存器號(hào)，I/O端口地址。應(yīng)用于外圍設(shè)備單獨(dú)編址方式。（2）用通用的數(shù)據(jù)傳送指令實(shí)現(xiàn)I/O操作：應(yīng)用于外圍設(shè)備與主存單元統(tǒng)一編址方式。（3）通過I/O處理器或處理機(jī)控制I/O操作：應(yīng)用于采用協(xié)處理器或多處理機(jī)的系統(tǒng)。給定（BX）=637DH,（SI）=2A9BH,位移量D=7237H,試確定在以下各種尋址方式下的有效地址是什么?

1、立即尋址

2、直接尋址

3、使用BX的寄存器尋址

4、使用BX的間接尋址

5、使用BX的寄存器相對(duì)尋址

6、基址變址尋址立即數(shù)尋址的有效地址是當(dāng)前IP的內(nèi)容；

（2）直接尋址,若使用位移量D=3237H進(jìn)行,則有效地址為3237H；

（3）使用BX的寄存器尋址時(shí),操作數(shù)在BX寄存器中,因此無有效地址；

（4）使用BX的間接尋址時(shí),有效地址在BX寄存器中,即有效地址=637DH；

（5）使用BX的寄存器相對(duì)尋址的有效地址=（BX）+D=637DH+3237H=95B4H；

（6）基址變址尋址的有效地址=（BX）+（SI）=637DH+2A9BH=8E18H；4-1515、假設(shè)（DS）=091DH，（SS）=1E4AH，（AX）=1234H，（BX）=0024H，（CX）=5678H，（BP）=0024H，（SI）=0012H，（DI）=0032H，（09226H）=00F6H，（09228H）=1E40H，（1E4F6H）=091DH。試給出下列各指令或程序段的分別執(zhí)行的結(jié)果。答：（1）

MOVCL，20H[BX][SI]有效地址EA=20H+[BX]+[SI]=20H+0024H+0012H=0056H邏輯地址DS：0056H物理地址=091D0H+0056H=09226H（邏輯地址左移1為加有效地址）CL=[09226H]=0F6H（2）

MOV[BP][DI]，CX有效地址EA=[BP]+[DI]=0024H+0032H=0056H邏輯地址SS：0056H物理地址=1E4A0H+0056H=1E4F6H[1E4F6H]=CX=5678H

（3）

LEABX，20H[BX][SI]MOVAX，2[BX]有效地址EA=20H+[BX]+[SI]=20H+0024H+0012H=0056HBX=0056H

有效地址EA=2H+[BX]=2H+0056H=0058H邏輯地址DS：0058H物理地址=091D0H+0058H=09228HAX=[09228H]=1E40H

（4）

LDSSI，[BX][DI]MOV[SI]，BX有效地址EA=[BX]+[DI]=0024H+0032H=0056H邏輯地址DS：0056H物理地址=091D0H+0056H=09226HSI=[09226H]=00F6HDS=[09226H+2H]=[09228H]=1E40H有效地址EA=[SI]=00F6H邏輯地址DS：00F6H物理地址=1E400H+00F6H=1E4F6H[1E4F6H]=BX=0024H（5）

XCHGCX，32H[BX]XCHG20H[BX][SI]，AX有效地址EA=32H+[BX]=32H+0024H=0056H邏輯地址DS：0056H物理地址=091D0H+0056H=09226HCX=[09226H]=00F6H[09226H]=5678H有效地址EA=20H+[BX]+[SI]=20H+0024H+0012H=0056H邏輯地址DS：0056H物理地址=091D0H+0056H=09226H[09226H]=1234HAX=5678H4-16(01400)=1234H應(yīng)改為(01410)=1234H分析：有效地址EA=10H+[SI]=10H+0400H=0410H邏輯地址DS：0100H物理地址=01000H+0410H=01410H MOVAX,10H[SI