計算機(jī)組成原理與匯編語言—復(fù)習(xí)提綱官配VIP

1、計算機(jī)組成原理與匯編語言復(fù)習(xí)提綱考試題型：選擇題：2分×10=20分填空題：2分/×空10=20分 簡答題：6小題共20分 計算題：10分×2=20分 設(shè)計題：10分×2=20分第一章：緒論知識點：1、 存儲程序概念（基本含義）。 計算機(jī)應(yīng)由運算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成 計算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制來表示指令和數(shù)據(jù) 將編好的程序和原始數(shù)據(jù)事先存入存儲器中，然后再啟動計算機(jī)工作2、 馮·諾依曼計算機(jī)結(jié)構(gòu)的核心思想是什么？ 3、 主機(jī)的概念（組成部件是哪些？）主存儲器，運算器，控制器4、 計算機(jī)的五大基本部件有哪些？運算器、存儲器、控制器

2、、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5、 馮·諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)的存儲器的設(shè)計思想各是什么？Cache和主存儲器分別是采用的哪種設(shè)計思想？ 馮·諾依曼結(jié)構(gòu)設(shè)計思想：指令和數(shù)據(jù)是不加區(qū)別的混合存儲在同一個存儲器中的，共享數(shù)據(jù)總線。哈佛結(jié)構(gòu)的存儲器的設(shè)計思想：指令和數(shù)據(jù)是完全分開的，存儲器分為兩部分：一是程序存儲器，用來存放指令；另一個是數(shù)據(jù)存儲器，用來存放數(shù)據(jù)。Cache采用哈佛結(jié)構(gòu)的存儲器，主存儲器采用馮·諾依曼結(jié)構(gòu)6、 計算機(jī)系統(tǒng)是有軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成的； 而計算機(jī)的硬件系統(tǒng)是有主機(jī)和外部設(shè)備組成的，外部設(shè)備包括輸入設(shè)備和輸出設(shè)備（即I/O設(shè)備）。5、 現(xiàn)代個人PC機(jī)在總

3、線結(jié)構(gòu)上基本上都采用的是單總線結(jié)構(gòu)，根據(jù)所傳送的信息類型不同又可分為哪三類總線？ 數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線第二章：數(shù)據(jù)的機(jī)器層表示知識點：1、 定點小數(shù)表示范圍（原碼、補碼）原碼定點小數(shù)表示范圍為：-(1-2-n)(1-2-n)補碼定點小數(shù)表示范圍為：-1(1-2-n)2、 定點整數(shù)表示范圍（原碼、補碼）原碼定點整數(shù)的表示范圍為：-(2n-1)(2n-1)補碼定點整數(shù)的表示范圍為：-2n (2n-1)3、 浮點數(shù)表示范圍4、規(guī)格化的浮點數(shù)，要求尾數(shù)部分（補碼純小數(shù)表示）滿足規(guī)格化要求，即除了-0.5之外，其余的規(guī)格化位數(shù)均滿足符號位與最高數(shù)值位不同。5、移碼表示(移碼和補碼相比，只是符號位

4、上，移碼用1表示正數(shù)，0表示負(fù)數(shù))6、原碼、反碼、補碼和移碼中，哪些碼的數(shù)值在數(shù)軸上關(guān)于0點對稱，并且0有兩種不同的表示形式？哪些碼的數(shù)值在數(shù)軸上關(guān)于0點不對稱，并且0有唯一的表示形式？哪些碼經(jīng)常用來表示浮點數(shù)的階碼？原碼：+0原=00000 -0=10000補碼：+0=-0=00000 補碼中，真值0的表現(xiàn)形式是唯一反碼：+0=00000 -0=11111原碼和反碼數(shù)值在數(shù)軸上關(guān)于0點對稱補碼的數(shù)值在數(shù)軸上關(guān)于0點不對稱移碼和補碼經(jīng)常用來表示浮點數(shù)的階碼練習(xí)題：1、用原碼表示某純小數(shù)，共占10位，其中1位用來表示符號位，則數(shù)值表示范圍是？若用補碼表示該純小數(shù)，則數(shù)值表示范圍是？若表示的是純整

5、數(shù)，采用原碼表示和補碼表示，所能表示的數(shù)值范圍各是？2、設(shè)機(jī)器數(shù)的字長8位（含8位符號位），分別寫出下列各二進(jìn)制數(shù)的原碼、補碼和反碼。，解：原碼補碼反碼 3、某浮點數(shù)字長16 位 ， 其中階碼部分 4 位（含 位階符），移碼表示 ， 以2 為底 ； 尾數(shù)部分12位（含1位數(shù)符，位于尾數(shù)最高位），補碼表示，規(guī)格化。分別寫出下列各題的二進(jìn)制代碼與十進(jìn)制真值。（） 非零最小正數(shù) ；（） 最大正數(shù) ；（） 絕對值最小負(fù)數(shù) ；（） 絕對值最大負(fù)數(shù)（） 非零最小正數(shù) ；0000010000000000（） 最大正數(shù) ；1111011111111111（） 絕對值最小負(fù)數(shù) ；0000101111111111

6、（） 絕對值最大負(fù)數(shù)1111100000000000第三章：指令系統(tǒng)知識點：1、 指令的基本格式（OP字段和地址字段組成）。地址OP2、 指令的地址碼結(jié)構(gòu)（3、2、1、0地址指令的區(qū)別）四地址指令：OP A1 A2 A3 A4（A1）OP(A2) A3A4=下一條將要執(zhí)行的指令的地址三地址指令：（A1）OP（A2）A3（PC）+1PC（隱含）二地址指令：（A1）OP（A2）A1（PC）+1PC（隱含）一地址指令：（ACC）OP（A1）ACC（PC）+1PC（隱含）3、 規(guī)整型指令的操作碼設(shè)計（擴(kuò)展操作碼法）P534、 編址方式（字編址、字節(jié)編址、位編址。哪種編址方式能支持單字節(jié)訪問？哪幾種是有

7、地址空間浪費的？）字節(jié)編址方式能支持單字節(jié)訪問字節(jié)編址、位編址是有地址空間浪費的5、指令中地址碼的位數(shù)是和主存容量（尋址空間）、最小尋址單位有關(guān)的。6、各種數(shù)據(jù)尋址方式的速度區(qū)別？ 各種數(shù)據(jù)尋址方式獲得數(shù)據(jù)的速度（由快到慢）立即尋址0寄存器，0內(nèi)存寄存器尋址1寄存器，0內(nèi)存直接尋址0寄存器，1內(nèi)存寄存器間接尋址1寄存器，1內(nèi)存頁面尋址1寄存器，1拼接，1內(nèi)存變址尋址（基址尋址、相對尋址）1寄存器，1ALU運算，1內(nèi)存一級間接尋址0寄存器，2內(nèi)存多級間接尋址0寄存器，2以上內(nèi)存7、 各種尋址方式的有效地址EA的計算：(地址=A)立即尋址、直接尋址：EA=A一級間接尋址：EA=（A）寄存器尋址、寄

8、存器間接尋址、多級間接尋址、相對尋址:EA=(PC)+D變址尋址:EA=(RX)+A基址尋址EA=(Rb)+D頁址尋址EA=0A或EA=(PC)HA8、 什么是精簡指令系統(tǒng)（RISC）？減少指令種類和簡化指令功能，提高指令的執(zhí)行速度9、輸入輸出設(shè)備的兩種編址方式：獨立編址I/O方式、統(tǒng)一編址I/O。練習(xí)題：課本P76 3-4 3-9 3-10 3-12第四章：數(shù)值的及其運算知識點：1、 已知Y補求-Y補的方法（連同符號位按位取反加1）。-Y補=Y補變補變補：不論這個數(shù)的真值是正是負(fù)，一律連同符號位變反，末位加12、 雙符號位補碼的溢出判斷與檢測方法（兩個符號位異號）。雙符號位的含義如下： Ss

9、1Ss2=00 結(jié)果為正數(shù)，無溢出 Ss1Ss2=01 結(jié)果正溢 Ss1Ss2=10 結(jié)果負(fù)溢Ss1Ss2=11 結(jié)果為負(fù)數(shù)，無溢出運算規(guī)則：參加運算的兩個操作數(shù)均用補碼表示符號位作為數(shù)的一部分參加運算若做加法，則兩數(shù)直接相加；若做減法，則將被減數(shù)與減數(shù)的機(jī)器負(fù)數(shù)相加運算結(jié)果仍用補碼表示3、掌握補碼的左移、右移運算方法（補碼右移時，左邊空出來的位補符號位；左移時，右邊空出來的位補0）。4、掌握浮點數(shù)加減運算的方法P106-P107練習(xí)題：1、已知：X=-6.25，Y=9.625（1）、將X、Y分別轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制浮點數(shù)（階碼和尾數(shù)均用補碼表示，其中階碼占4位，尾數(shù)占8位，各包含一位符號位）。（2）

10、、用變形補碼，求X-Y=？（舍入采用恒舍法，結(jié)果用二進(jìn)制和十進(jìn)制兩種方法表示。）解：（1）、X=-6.25=-110.01=-0.11001×23, X浮=1.0011100×20011 Y=9.625=1001.101=0.1001101×24, Y浮=0.1001101×20100 -Y浮=1.0110011×20100(2)、E移=Ex移- Ey補=0011-0100=-1即E=-1，則x向y的階碼看齊，x的尾數(shù)右移1位，階碼加1；則：X浮=0100，1. 1001110（2）尾數(shù)相減，采用雙符號位：Mx補11.1001110+-My補1

11、1.011001111.0000001(Mx-My)補=11.0000001（3）規(guī)格化尾數(shù)運算結(jié)果符號位和最高有效數(shù)值位同號，不需要規(guī)格化，即：（XY）浮20100×11.0000001XY（-0.1111111）×20100= -1111.111= -15.875第五章：存儲系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)知識點：1、 計算機(jī)的存儲系統(tǒng)是？高速緩沖存儲器（Cache），主存儲器，輔助存儲器2、 存儲器分類：按存取方式分類可分為？隨機(jī)存取存儲器RAM, 只讀存儲器ROM，順序存取存儲器SAM，直接存取存儲器DAM按信息的可保存性分類可分為？易失性存儲器，非易失性存儲器3、 存儲系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)可分

12、為Cache主存層次和主輔存層次。他們各是為了解決什么問題而提出來的？Cache主存層次是為解決主存速度不足而提出來的;主輔存層次是為解決主存容量不足而提出來的。4、在字節(jié)編址計算機(jī)的地址安排方案中，什么是大端方案？什么是小端方案？P1264、什么是邊界對齊的數(shù)據(jù)存放方法？P128-129。5、SRAM和DRAM的讀寫速度比較？SRAM的存取速度快，但集成度低，功耗也比較大。DRAM集成度高，功耗小，但存取速度慢。高速緩沖器和主存儲器各是采用了二者中哪種來制作的？高速緩沖器采用SRAM，主存儲器采用DRAM6、 動態(tài)RAM（DRAM）的三種刷新方式各是什么？集中式，分散式，異步式刷新過程中的死

13、區(qū)是什么？集中式的死區(qū):在集中刷新間必須停止讀寫分散式，異步式無死區(qū)7、 刷新和再生的區(qū)別是什么？重寫是隨機(jī)的，某個存儲單元只有在破壞性讀出之后才需要重寫。刷新是定時的，即使許多記憶單元長期未被訪問，若不及時補充電荷的話，信息也會丟失。8、主存容量的擴(kuò)展：字?jǐn)U展，位擴(kuò)展，同時擴(kuò)展。存儲芯片的地址分配和片選。9、Cache與主存之間的地址映像的方法有哪3種？全相聯(lián)映像，直接映像，組相聯(lián)映像哪種方式最靈活？全相聯(lián)映像哪種最不靈活？直接映像哪種沖突率最高、空間利用率最低？直接映像哪種塊沖突率最高、空間利用率最高？全相聯(lián)映像哪種地址變換速度最快、容易實現(xiàn)？直接映像哪種地址變換速度最慢、不容易實現(xiàn)？全相

14、聯(lián)映像10、 什么是Cache讀命中？當(dāng)CPU發(fā)出讀請求時，如果Cache命中，就直接對Cache進(jìn)行讀操作，與主存無關(guān)11、在對Cache中的塊進(jìn)行替換時，常用的替換算法有哪幾種？隨機(jī)算法，先進(jìn)先出（FIFO）算法，近期最少使用（LRU）算法12、 Cache有哪2種更新策略？寫直達(dá)法和寫回法練習(xí)題：1、某計算機(jī)字長為32位，其容量是1MB，按字節(jié)編址的尋址范圍是多少？若主存以字節(jié)編址，試畫出主存字地址和字節(jié)地址的分配情況。2、現(xiàn)有1024 × 4 的存儲芯片 ， 若用它組成容量為16K × 8 的存儲器 。 試求 ：（1） 實現(xiàn)該存儲器所需的芯片數(shù)量 ？（2） 若將這些

15、芯片分裝在若干塊板上 ， 每塊板的容量為K × 8 ， 該存儲器所需的地址線總位數(shù)是多少 ？其中幾位用于選板 ？幾位用于選片 ？幾位用作片內(nèi)地址 ？（3） 畫出一塊板內(nèi)各芯片的連接邏輯圖 。3、設(shè)某機(jī)Cache的速度為主存速度的5倍；如果Cache命中率為90%，則有Cache和無Cache相比，速度提高多少倍？第六章：中央處理器知識點：1、 中央處理器的組成包括哪些部件？運算器和控制器兩大部分組成CPU模型：2、 控制器有哪幾種控制方式？各有何特點？1.同步控制方式：這種控制方式設(shè)計簡單，容易實現(xiàn)，但是對于許多簡單指令來說會有較多的空閑時間，造成較大數(shù)量的時間浪費，從而影響了指令的

16、執(zhí)行速度。2.異步控制方式：異步控制采用不同時序，沒有時間上的浪費，因而提高了機(jī)器的效率，但是控制比較復(fù)雜。3.聯(lián)合控制方式：在功能部件內(nèi)部采用同步方式或以同步方式為主的控制方式，在功能部件之間采用異步方式。3、 中央處理器有哪些專用寄存器？各完成什么功能？程序計數(shù)器（PC）：程序計數(shù)器用來存放正在執(zhí)行的指令地址或接著要執(zhí)行的下條指令地址指令寄存器（IR）：指令寄存器用來存放從存儲器中取出的指令存儲器地址寄存器（MAR）：存儲器地址寄存器用來保存當(dāng)前CPU所訪問的主存單元的地址存儲器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）： 存儲器數(shù)據(jù)寄存器用來暫時存放由主存儲器讀出的一條指令或一個數(shù)據(jù)字；反之，當(dāng)向主存存入一條

17、指令或一個數(shù)據(jù)字時，也暫時將它們存放在存儲器數(shù)據(jù)寄存器中狀態(tài)標(biāo)志寄存器（PSWR）：狀態(tài)標(biāo)志寄存器用來存放程序狀態(tài)字的4、 控制器的硬件實現(xiàn)方法中，組合邏輯控制器和微程序控制器的區(qū)別？組合邏輯型這種控制器稱為常規(guī)控制器或硬布線控制器，它是采用組合邏輯技術(shù)來實現(xiàn)的，其微操作序列形成部件是由門電路組成的復(fù)雜樹形網(wǎng)絡(luò)。組合邏輯控制器的最大優(yōu)點是速度快，但是微操作信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)不規(guī)整，使得設(shè)計、調(diào)試、維修較困難，難以實現(xiàn)設(shè)計自動化。微程序控制器它是采用存儲邏輯來實現(xiàn)的，也就是把微操作信號代碼化，使每條機(jī)器指令轉(zhuǎn)化成為一段微程序并存入一個專門的存儲器（控制存儲器）中，微操作控制信號由微指令產(chǎn)生。它具有

18、設(shè)計規(guī)整、調(diào)試、維修以及更改、擴(kuò)充指令方便的優(yōu)點，易于實現(xiàn)自動化設(shè)計，已成為當(dāng)前控制器的主流。但是，由于它增加了一級控制存儲器，所以指令執(zhí)行速度比組合邏輯控制器慢。5、 什么是三級時序系統(tǒng)？指令周期、機(jī)器周期、節(jié)拍和工作脈沖之間的關(guān)系是什么？機(jī)器周期、節(jié)拍、工作脈沖三級時序系統(tǒng)每個機(jī)器周期M中包括若干節(jié)拍，每個節(jié)拍內(nèi)有一個脈沖。在機(jī)器周期間、節(jié)拍電位間、工作脈沖間既不允許有重疊交叉，也不允許有空隙，應(yīng)該是一個接一個的準(zhǔn)確連接6、 一條指令的運行過程可分為幾個階段？其中哪個階段屬于公共操作？取指令階段、分析取數(shù)階段和執(zhí)行階段取指令階段7、 掌握取指令階段的微指令操作序列。將程序計數(shù)器（PC）中的

19、內(nèi)容送至存儲器地址寄存器（MAR），并送地址總線（AB）。(PC)MAR 由控制單元（CU）經(jīng)控制總線（CB）向主存發(fā)讀命令。 Read從主存中取出的指令通過數(shù)據(jù)總線（DB）送到存儲器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）。 M(MAR) MDR將MDR的內(nèi)容送至指令寄存器（IR）中。 (MDR)IR將PC的內(nèi)容遞增，為取下一條指令做好準(zhǔn)備。 (PC)1PC8、理解微程序控制的有關(guān)術(shù)語（如微命令 、微操作、微指令、微程序等），并掌握微程序和普通的程序指令之間的關(guān)系。9、 微指令編碼法有哪三種？直接控制法（不譯碼法），最短編碼法，字段編碼法哪種編碼方法指令字最長？直接控制法哪種最短？最短編碼法哪種編碼方法并行性最

20、好？直接控制法哪種最差？最短編碼法在字段編碼法中，我們是將兼容性的微指令放在同一字段還是將互斥性的微指令放在同一字段？將互斥性的微指令放在同一字段，兼容性的微命令分在不同段內(nèi)。10、 理解流水線技術(shù)及其工作原理。流水工作原理：流水處理技術(shù)是在重疊、先行控制方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它基于重疊的原理，但卻是在更高程度上的重疊。流水線是將一個較復(fù)雜的處理過程分成m個復(fù)雜程度相當(dāng)、處理時間大致相等的子過程，每個子過程由一個獨立的功能部件來完成，處理對象在各子過程連成的線路上連續(xù)流動。在同一時間，m個部件同時進(jìn)行不同的操作，完成對不同子過程的處理。練習(xí)題：課后題 P209 6-13 P210 6-143

21、、一條指令的執(zhí)行過程可以分解為取指、分析和執(zhí)行三個步驟，取指的時間為3t，分析的時間為2t，執(zhí)行的時間為4t。若按照串行方式執(zhí)行，則10條指令全部執(zhí)行完需要的時間是多少？若按照流水線方式執(zhí)行，則執(zhí)行完10條指令需要的時間是多少？第八章：外部設(shè)備知識點：1、掌握磁介質(zhì)存儲器的主要技術(shù)指標(biāo)（記錄密度，存儲容量，平均存取時間，數(shù)據(jù)傳送率，誤碼率）。2、掌握硬盤存儲器技術(shù)參數(shù)的計算。3、掌握格式化容量和非格式化容量的區(qū)別以及各自的參數(shù)計算方法（格式化容量是按照位密度進(jìn)行計算，格式化容量是按照扇區(qū)來進(jìn)行計算）。非格式化容量最大位密度×最內(nèi)圈磁道周長×總磁道數(shù) 格式化容量每道扇區(qū)數(shù)&#

22、215;扇區(qū)容量×總磁道數(shù)4、格式化容量是以扇區(qū)為基本存儲單位的。5、磁盤命令如何表示磁盤地址？練習(xí)題：P277 課后題 8-4,8-5,8-6第九章：輸入輸出系統(tǒng)知識點：1、 接口是有哪三部分組成的？數(shù)據(jù)端口、控制端口和狀態(tài)端口2、 接口與端口的區(qū)別是？端口是指接口電路中可以進(jìn)行讀/寫的寄存器，若干個端口加上相應(yīng)的控制邏輯電路和譯碼電路才組成接口。3、 接口按照數(shù)據(jù)傳送方式可分為串行接口（例如硬盤控制器的IDE）和并行接口（例如硬盤控制器的SATA接口），按照主機(jī)訪問I/O設(shè)備的控制方式（或者成為I/O設(shè)備傳送信息的控制方式）有哪幾種？程序查詢式接口、中斷接口、DMA接口等4、 程

23、序中斷和調(diào)用子程序有什么區(qū)別？ 子程序的執(zhí)行是由程序員事先安排好的（由一條調(diào)用子程序指令轉(zhuǎn)入），而中斷服務(wù)程序的執(zhí)行則是由隨機(jī)的中斷事件引起的； 子程序的執(zhí)行受到主程序或上層子程序的控制， 而中斷服務(wù)程序一般與被中斷的現(xiàn)行程序毫無關(guān)系； 不存在同時調(diào)用多個子程序的情況，但有可能發(fā)生多個外設(shè)同時請求CPU為自己服務(wù)的情況。5、 向量中斷和非向量中斷有什么不同？向量中斷是指那些中斷服務(wù)程序的入口地址是由中斷事件自己提供的中斷。中斷事件在提出中斷請求的同時，通過硬件向主機(jī)提供中斷服務(wù)程序入口地址，即向量地址。非向量中斷的中斷事件不能直接提供中斷服務(wù)程序的入口地址，而由CPU 查詢之后得到。6、 CPU響應(yīng)中斷的條件有哪些？(1) CPU接收到中斷請求信號(2) CPU允許中斷(3) 一條指令執(zhí)行完畢7、什么是中斷隱指令？它完成的操作有哪些？CPU響應(yīng)中斷之后，經(jīng)過某些操作，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。 這些操作是由硬件直接實現(xiàn)的，我們把它稱為中斷隱指令。其所完成的操作主要有：(1) 保存斷點(2) 暫不允許中斷(關(guān)中斷)(3) 引出中斷服務(wù)程序8、 如何使計算機(jī)具備多重中斷（中斷嵌套）的能力？首先要能保護(hù)多個斷點，先發(fā)生的中斷請求的斷點，先