計算機組成復習提綱市公開課金獎市賽課一等獎課件

第一章

概

論1.什么是CPU?什么是計算機主機？什么是I/O設備？它們功效分別是什么？2．計算機是怎樣區(qū)分存放器中存放信息是數據還是程序？3.什么是存放器容量？什么是數據字？什么是指令字？4.計算機軟件和計算機硬件在邏輯功效上是否是等效？為何？5.計算機指令功效越強，則計算機性能越好？請對這個問題提出你觀點。6．談談你對計算機高級語言編譯和解釋過程異同點了解。7.什么是主存放器？什么是輔助存放器？它們功效和作用有何不同？8.簡述馮·諾伊曼計算機五大基本功效部件作用及其相互聯絡。9．什么是指令？什么是指令系統(tǒng)？什么是程序？10．什么是虛擬機？談談你對虛擬機了解。第1頁第1頁第一章

概

論1.關于計算機硬件系統(tǒng)構成：系統(tǒng)（主機+外設）→主機（CPU，內存，I/O接口，總線AB、DB、CB）→CPU（控制器、運算器）其中控制器IU（IP、IR、ID）；CU（微程序控制器CM，硬布線控制器）；TU（時鐘源、啟停邏輯、計數器、譯碼器）；其中運算器（ALU、AC、F或PSW，存儲器組Ri）2.關于計算機軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)（應用軟件、系統(tǒng)軟件）→系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、語言處理程序、服務性程序、數據庫管理系統(tǒng)、網絡管理程序）→操作系統(tǒng)；系統(tǒng)程序、管理軟硬件資源、是用戶與計算機之間接口界面。3.關于計算機基本構成和工作原理：馮·諾伊曼原理：基于二進制原理程序存儲和程序控制原理4.關于狀態(tài)存儲器F或PSW用于存儲運算器運算結果特性或狀態(tài)。CF、SF、OF、ZF含義5．計算機系統(tǒng)層次結構：分為微程序設計級，普通機器級，操作系統(tǒng)級，匯編語言級，高級語言級。6.描述計算機性能字長、容量、速度指標單位是什么？第2頁第2頁第二章

運算器1．為何浮點數階碼部分通常采用移碼表示？2．什么是規(guī)格化浮點數？如何判斷一個數是否是規(guī)格化數？3．試簡述區(qū)位碼、國家原則碼與機內碼異同點和互相之間關系。已知某中文區(qū)位碼，求國家原則碼和機內碼是多少？4．簡述采用補碼進行加減運算法特點①參與運算操作數為補碼②連同符號位一起參與運算③減法化成加法（即減某數用加某數補碼代替）5．簡述標志存儲器中SF、CF、ZF與運算結果之間關系，并寫出其邏輯表示式（設結果為D7D6D5D4D3D2D1D0）6．什么是真值？什么是機器數？計算機中慣用機器數有幾種表示形式？

7．簡述計算機中慣用四種機器數表示形式各自特點（設字長為n+1位，其中一位為符號位；表示是定點整數）第3頁第3頁第二章

運算器8.關于定點數表示：機器數（原碼、反碼、補碼、移碼定義，作用與特點）→四種碼之間互相轉換。已知真值，求它原碼、反碼是、補碼、移碼。9.浮點數表示：浮點數基本格式（階碼作用，階碼表示，尾數作用，尾數表示，尾符作用）→規(guī)格化浮點數定義（最大，最小，最靠近于0規(guī)格化浮點數表示）→規(guī)格化浮點數機器判斷原則。10.中文編碼系統(tǒng)中各類編碼作用外碼作用、內碼作用、字形碼（字模碼、字庫碼）作用；國家原則碼屬何種碼？其特點如何？11.奇偶、海明、CRC校驗辦法特點、用途和編碼第4頁第4頁第三章存儲器1．簡述靜態(tài)SRAM存儲器工作過程中讀過程是如何進行？讀①送地址AB→MAR→MAD→MM②送控制信號CS、WR=0有效

③從MM中讀出數據→MDR→DB④撤消地址及控制信號，READY有效2．簡述SRAM存儲器工作過程中寫過程是如何進行？寫①送地址AB→MAR→MAD→MM②送控制信號CS、WR=1同時送數據DB→MDR→MM。

③將數據寫入內存指定單元

④撤消地址、控制信號，READY有效3．簡述SRAM和DRAM在結構上和性能上各有什么特點？4．簡述存取時間和存取周期定義和它們之間區(qū)別？第5頁第5頁第三章存儲器5．簡述頁式虛擬存儲器如何頁表來實現地址映象（虛實地址變換）。頁式虛擬存儲器工作過程簡述：由P︱D（虛擬地址）→p+d(實址)①基址存儲器（頁表起始地址）+虛地址中P（虛頁號）→頁表索引S0②依據S0查頁表，若裝入位=1，則取p(實頁號)③p+D（虛址中頁內地址）=p+d（主存實地址）6．簡述段式虛擬存儲器如何通過段表來實現地址映象（虛實地址變換）。

①基址存儲器（段表起始地址）+虛地址中S（段號）→段表索引S0②依據S0查段表，若裝入位=1，則取S1(段起點)③S1+D（虛址中段內地址）=主存實地址7．簡述Cache集成在CPU芯片內部有什么好處？將指令Cache和數據Cache分開設置又有什么好處？

8．什么叫刷新？為何要刷新？闡明刷新有幾種方式？9．什么是“程序訪問局部性”？存儲系統(tǒng)中哪一級采用了程序訪問局部性原理？10．什么是刷新？什么是重寫？刷新和重寫有什么異同點？第6頁第6頁第三章存儲器1.關于存儲器功效與作用：用于存儲程序和數據。（內外存區(qū)別）？2.存儲器結構和構成（MAR、MAD、MM、MDR，讀寫控制邏輯）外接三條總線

（MAD采用單、雙譯碼二種方式）3.主存分類與特點：①ROM、RAM特點與區(qū)別；②SRAM、DRAM特點與區(qū)別。③統(tǒng)一編址概念4.主存儲器擴展（芯片→模塊）計算①采用位擴展進行字長擴展。②采用字擴展進行容量（單元數）擴展③進行字擴展時必須將高位地址經譯碼器譯碼后產生譯碼信號提供應各子模塊（芯片）作為其片選CS。第7頁第7頁第三章存儲器5．何為哈佛結構：指令與數據分區(qū)存儲cache結構6．存儲器系統(tǒng)多級架構是依據什么原理建立：程序執(zhí)行局部性和集中性7.主存、輔存、緩存相比各含有什么特點。8.虛存定義，虛存和緩存比較（緩存、虛存地址變換控制特點）（緩存、虛存信息塊大小特點）等9.多體交叉存儲器作用與特點：作用：增長帶寬，提升存取速度。特點：由多個模塊并聯構成；指令與數據在各體（模塊）中交叉存儲；能并行讀取多條指令與多個數據。10.相聯存儲器特點（例cache中標識存儲器）：按內容（特性）尋址，也可按地址線性尋址；相聯存儲器操作①比較（尋找）②替換③讀/寫11.頁表計算,實、虛地址（物理、邏輯）地址概念（CPU給出地址為虛址）第8頁第8頁第四章

指令系統(tǒng)1．零地址指令操作數通常來自哪里？單地址指令中，另一操作數地址通常能夠采用什么尋址方式取得？2．試比較間接尋址和存儲器間接尋址方式之間異同點？3．試比較基址尋址和變址尋址方式異同點？4．簡述哪幾種尋址方式在指令執(zhí)行階段不訪問存儲器，哪幾種尋址方式在指令執(zhí)行階段只需訪問一次存儲器？5．簡述何謂尋址方式？試舉例說出其中6種。6．簡述什么是馬上尋址方式和直接尋址方式？它們各有什么特點？7．簡述什么是存儲器尋址方式和存儲器間址方式？它們各有什么特點？8．簡述什么是堆棧尋址？堆棧工作特點是什么？9.指令基本格式OP（OP*要求操作、MOD要求尋址方式、REG要求所涉及存儲器編號）+AI(地址部分，由AC取代A1、A3，由IP取代A4)=D10.霍夫曼編碼辦法應用對象和編碼原則？第9頁第9頁第四章

指令系統(tǒng)1.操作數起源與尋址方式（CPU、內存、I/O、指令），例存放器尋址和存放器間接尋址操作數起源有何不同？2.尋址方式及其特點（馬上、直接、間接、隱含、存放器、存放器間址、基址、變址、相對段尋址）；已知尋址方式，計算實址地址（不考慮段尋址）。3.程序控制類指令特點和功效；IP作用：控制程序執(zhí)行次序（或走向）①轉移指令（條件、無條件、絕對、相對轉移）②調用子程序指令及返回指令（IP→（M）SP，（M）SP→IP）③中止操作和中止返回（I/O接口中中止矢量→IP，（M）SP→IP）總特點為新地址→IP。IP含有自動指向下一條指令地址功效IP+1→IP4．堆棧定義及工作過程①FILO標準②SP指向棧頂③由下往上生成第10頁第10頁第五章CPU1．簡述中央處理器CPU有哪些基本功效？分別由什么部件來實現？2．簡述取指操作與取數操作有何區(qū)別？并簡述其過程。3．簡述指令周期、CPU周期、時鐘周期定義及互相之間關系？4．簡述微程序、微指令、微命令定義及互相關系5．簡述流水線中造成訪存沖突（資源沖突）原因和慣用處理辦法？6．微程序控制基本思想是什么？

7．微程序控制器特點是什么？8．當碰到何種情況時流水線工作將受阻，效率將減少？9．什么是指令周期？指令周期是否有一個固定值？為何？10.指令周期、機器周期、時鐘周期定義及互相關系第11頁第11頁第五章CPU11.同時（異步）控制方式特點：以時定序（以序定時），由統(tǒng)一時序信號對微操作執(zhí)行進行控制方式（由非統(tǒng)一時序信號（依據被控部件應答）對微操作執(zhí)行進行控制方式12．取指過程與取數過程區(qū)分，簡述其過程？13.控制器功效：取指、譯碼，形成控制信號；指令通道（IP→內存→IR→ID→CU）14.指令、微程序、微指令、微命令、微操作定義與相互關系？15．微命令分段編譯法分段標準是什么16.非訪內指令和直接訪內指令執(zhí)行過程⑴非訪內：取指（①送出IP→內存，IP+1→IP；②/RD有效（開啟存放器）/CS；③讀出指令→IR→ID→CU），執(zhí)指（不同指令過程不盡相同）⑵直接訪內指令：取指；形成地址（依據各種尋址方式形成地址→AR）；執(zhí)指（①取數AR→內存；②/RD、/CS有效；③內存數據→DR；④運算，對DR中內容進行數據處理，其過程對應不同指令不盡相同）第12頁第12頁第五章CPU17．已知結構圖，分析指令通道與數據通道建立18.控制ROM與主存ROM區(qū)別①位于控制器中（存儲微程序）②位于CPU外（存儲程序和數據）19.組合邏輯控制方式與微程序控制方式區(qū)別①