计算机组成原理期末复习知识要点

第一章1）冯.诺依曼主要三个思想是什么？（1）计算机处理采用二进制或二进制代码（2）存储程序（3）硬件五大部分：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器2）计算机硬件由哪5部分组成？输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器3）VLSI中文的意思是什么？超大规模集成电路4）列举出三个计算机应用领域？1．科学技术计算2．数据信息处理3．计算机控制4．计算机辅助技术5．家庭电脑化5）计算机系统分哪两大系统？硬件和软件系统6）计算机内部信息包括哪两大信息？计算机中有两种信息流动：一是控制信息，即操作命令，其发源地为控制器；另一种是数据流，它受控制信息的控制，从一部件流向另一部件，边流动边加工处理。7）计算机性能主要包括哪三个主要性能？（1）基本字长:是参与运算的数的基本长度，用二进制数位的长短来衡量，取决寄存器、加法器、数据总线等部件的位数。（2）主存容量:可以用字节，有的用字长，K、M、G、T（3）运算速度:是每秒能执行的指令条数来表示，单位是条/秒。（MIPS）8）现代计算机系统分为五个层次级别是如何划分的？从功能上，可把现代计算机系统分为五个层次级别：第一级是微程序设计级：是硬件级第二级是一般机器级：机器语言级第三级是操作系统级：是操作系统程序实现。(混合级)第四级是汇编语言级：一种符号形式语言。第五级是高级语言级9）机器数是指什么？它主要是解决了数值的什么表示？10）机器数有哪4种表示方法？原码表示法、补码表示法、和移码表示法四种。11）计算机数值有哪两种表示方式？它主要解决了数值的什么表示？定点表示和浮点表示。主要解决数中小数点的位置的确定。12）浮点数在计算机内部表示两种方式是如何安排的？13）尾数是补码表示其规格化如何表示？正数：0.1×…×的形式负数：1.0×…×的形式14）解释计算机内部数值0和字符0有何不同？数值0在计算机中为00H，而字符0为其ASCII码30H。15）计算机如何判断加法溢出的？当运算结果超出机器所能表示的数域范围时，称为溢出。判别方法有：符号位判别法、进位判别法、双符号位判别法。16）半加器与全加器有什么不同？全加器会考虑低位进位而半加器不能17）ALU中文含义？算术逻辑运算单元18）并行进位链有哪两种实现方式？1）组内并行、组间串行的进位2)组内并行、组间并行的进位链19）浮点加法运算有哪4个步骤？①0操作数的检查；②比较阶码大小并完成对阶；③尾数进行加或减运算；④结果规格化并进行舍入处理。第二章20）存储器按存储介质分类有哪3种？（1）半导体存储器（2）磁表面存储器（3）激光存储器21）存储器按存取方式分类有哪3种？（1）随机存储器（RAM）（2）串行访问存储器（SAS）（3）只读存储器（ROM）22）存储器按在计算机系统中的作用分类有哪4种？主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器23）存储器三个分级的结构是什么？通常采用三级存储器结构（高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器），CPU能直接访问存储器（高速缓冲存储器、主存储器）称为内存储器（内存），不能直接访问称为外存储器（外存）24）主存的3个技术指标是什么？1、存储容量2、存取时间3、存取周期25）简述六管静态MOS存储单元工作原理？26）Intel2114是六管静态MOS芯片，一个1KBX4位的静态RAM，地址总线有多少根？选中该芯片一个地址至少可读多少位？10,427）简述四管动态MOS存储单元工作原理？28）Intel2116四管动态MOS（DRAM），一个16KBX1位DRAM，2根应用行（RAS）、列（CAS）地址选择信号，分两次传送地址，地址引脚应有几根连接地址线上？选中该芯片一个地址至少可读多少位？7,129）动态MOS存储器刷新方法有哪三种？集中式刷新、分散式刷新和异步式刷新30）半导体只读存储器有哪4种？1．掩模式只读存储器（MROM）2．可编程只读存储器（PROM)3．紫外光线可擦除可编程只读存储器（EPROM）4．电可擦除电可改写只读存储器(EEPROM)31）存储器与CPU的连接有哪2种方式，它们主要是解决什么问题的？根据芯片结构的不同，连接方式可以采用：位并联法（位扩展法）：从字长方向扩展地址串联法（字扩展法）：从字数方向扩展。32）Cache中文含义？高速缓冲存储器33）Cache的功能是什么？Cache功能：用于弥补CPU和主存之间的速度差异，提高CPU访问主存的平均速度。34）Cache的目的是什么？35）Cache存储器的地址映像有哪3种方式？地址映象方式有直接映象、全相联映象和组相联映象。36）LRU中文含义？最近最少使用(LRU)算法36）多体交叉存储器主要作用是什么？能够实现同时从存储器取出n条指令37）虚拟存储器和主存-Cache存储器相同点和不同点？相同处：①化为许多信息块②从慢存储器传递快存储器调度③有替换策略④映射关系和变换地址不同处：①作用不同：速度(主-C)和容量(虚拟)。②信息块长度不同③主-C速度比为5~10;1,而主-辅速度为1;100~1000）④CPU读取的时间相差较大⑤存取信息、地址变换和替换策略（主-C用硬件，虚拟用操作系统的软件加适当的硬件）38）存储区域保护有哪3种？页表保护、段表保护和键式保护40）在计算机组成原理中学了哪两种纠错码？海明校验码和循环码（CRC）41）海明校验码工作原理？采用分成多个奇偶校验组，根据每组的位的校验位组成校验出错编码。42）循环码（CRC）工作原理？是一种建立在模2运算的编码规律的校验码，它可以通过模2运算来建立有效信息和校验位之间的约定关系，即要求N=K+R位的某数能被某一约定的除数除尽第三章43）什么是指令系统？指令系统：一台计算机的所有指令的集合。按计算机层次来划分有微指令、机器指令和宏指令。44）指令系统的性能由哪4个？（1）完备性：指令系统丰富、功能齐全、使用方便（2）高效性：占储存空间少、执行速度快（3）规整性：含对称性、匀齐性以及指令格式和数据格式的一致性（4）兼容性：系列机做到“向上兼容”。45）指令的格式有哪两大部分组成？指令格式是用一条二进制代码表示一条指令的结构形式，由操作码和地址码（操作数的地址）两种字段组成。46）指令字长度是指什么？指令字中的二进制代码的位数47）长格式指令含义？指令字长度大于机器字长的指令，称为长格式指令，否则称为短格式，一台机器可同时存在。48）等长指令字结构含义？等长指令字结构：在一个指令系统中，若各种指令长度是相等的。49）变长指令字结构含义？在一个指令系统中，若各种指令长度不是完全相等的。50）在等长指令字结构，指令操作码合理扩展方法是如何扩展的？在指令字通常有一个固定不变的长度来表示基本操作码，而对一部分不需要的某个地址码的指令，则把它们的操作码的长度扩充到该地址字段，这样既能充分利用指令字的各字段，又能在不增加指令长度的情况下扩展操作码的长度，从而能表示更多的指令。51）寻址方式含义？当采用地址指定方式时，形成操作数或指令地址的方式，称为寻址方式。52）寻址方式分哪两大类？指令的寻址方式和操作数寻址方式53）指令的寻址方式有哪两种基本寻址？顺序寻址方式和.跳跃寻址方式54）操作数的寻址方式有哪些？1、隐含寻址方式2、立即寻址3、寄存器寻址方式4、直接寻址5、间接寻址6、相对寻址7、基址寻址8、变址寻址9、堆栈寻址55）指令分类有哪些？1.数据传送指令2.算术/逻辑运算指令3.移位操作指令4.程序控制指令5.输入输出指令6.字符串处理指令7.堆栈操作指令8.特权指令等第四章56）CPU由哪两部分的组成？CPU由控制器运算器两个主要部件组成57）控制器中主要寄存器有哪些？它的主要作用是什么？程序计数器PC：存放指令的地址（当前指令或者下一条指令地址）当指令顺序执行时，由PC+1产生下一条指令的地址；当遇到转移指令时，转移地址PC作为下一条指令的地址。地址寄存器AR：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。指令寄存器IR：用来保存当前正在执行的一条指令58）运算器主要作用是什么？(1)(2)执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试，如零值测试或两个值的比较。59）CPU的主要功能有哪4个控制？（1）指令控制（2）操作控制：（3）时间控制：（4）数据加工：60）数据通路的含义？数据通路：寄存器之间传送信息的通路。由操作控制器完成。61）操作控制器起什么作用？根据指令操作码和时序信号的要求，产生各种操作控制信号，以便正确地建立数据通路，从而完成取指令和执行指令的控制的部件。62）操作控制器设计方法有哪3种？1）硬布线控制器：是采用组成逻辑技术来实现控制的操作控制器2）微程序控制器：是采用存储逻辑技术来实现控制的操作控制器3）门阵列控制器：是采用逻辑技术和存储逻辑技术相结合的操作控制器63）硬布线控制器和微程序控制器分别采用什么技术来实现？64）时序产生器起什么作用？是对各种操作实施时间上的严格控制的部件65）指令周期的含义？CPU每取出并执行一条指令，都要完成一系列的操作，这一系列操作所需用的时间通常叫做一个指令周期。66）CPU周期（机器周期）的含义？机器周期也称为CPU周期。通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期。指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，67）节拍脉冲（T周期）的含义？68）定长的CPU周期的含义？69）不定长CPU周期的含义？70）非访问主存储器指令的指令周期工作流程？71）直接访问主存储器指令的指令周期工作流程？72）间接访问主存储器指令的指令周期工作流程？73）程序控制指令的指令周期工作流程？74）时序信号的作用？CPU中，时序信号使计算机可以准确、迅速、有条不紊地工作。75）指令周期分为哪2个周期？76）CPU是如何来区分数据和指令？CPU能很容易通过时序控制信号从时间和空间上识别出是数据还是指令。77）时序信号最基本的体制是什么？时序信号最基本的体制是电位—脉冲制。78）组合逻辑控制器时序信号采用什么体制？主状态周期-节拍电位-节拍脉冲三级体制79）微程序控制器时序信号采用什么体制？一般采用电位-节拍脉冲二级体制。一个节拍电位表示一个CPU周期，节拍脉冲就是时钟周期。80）时序信号产生器一般有哪4部分组成？时钟源、环形脉冲发生器、节拍脉冲和读写时序译码逻辑、启停控制逻辑等部分组成81）CPU的控制方式有哪三种？同步控制、异步控制、联合控制82）微程序设计技术设计的思想？就是按照设计解题程序的思路，把操作控制信号编成微指令，并将微指令代码存放到只读存储器里；当机器运行时，一条一条地读出这些微指令，产生计算机所需要的各种操作控制信号，使相应部件执行规定的操作。83）微命令和微操作含义？微操作：指令执行时必须完成的基本操作微命令：是组成微指令的最小单位，也就是控制微操作实现的控制信号。一般用于控制数据通路上门的打开/关闭，或者功能选择。84）微指令和微命令的关系？微指令：是一组微命令的集合，用于完成一个功能相对完整的操作。85）微程序和微指令的关系？微程序：微指令的有序集合，用于实现机器指令的功能。86）微指令的基本格式如何？87）微指令周期与CPU周期的关系？微指令周期=读出微指令的时间+执行该条微指令的时间为保证整个机器控制信号的同步，可将一个微指令周期时间设计得恰好和一个CPU周期时间相等。88）微指令与机器指令的关系？①一条机器指令对应一个微程序，一个微程序对应若干条微指令序列。②指令、程序和地址是与主存储器有关微指令、微程序和微地址是与控制存储器有关。③一个CPU周期对应一条微指令，上次所讲的4条典型的指令的指令周期图，也是微程序的流程图。89）微指令的编码译码控制方法有哪些？1）位直接控制法2）字段直接译码控制法3）字段间接译码控制法4）混合编码译码控制法5）常数字段控制法90）微程序流的控制是现行微指令执行完后如何得到后继微地址的过程有哪3种方式？1）计数器方式2）增量方式与断定方式相结合的方法3）多路转移方式91）微指令的格式一般分为哪2种？水平型微指令和垂直型微指令92）微程序控制器有哪3部分组成？控制存储