第1章計算機(jī)系統(tǒng)概論1、馮.諾依曼體系構(gòu)造計算機(jī)包括幾部分：答：運(yùn)算器、控制器、存放器、輸入設(shè)備及輸出設(shè)備。2、何謂計算機(jī)體系構(gòu)造？計算機(jī)組成？計算機(jī)實現(xiàn)？答：計算機(jī)體系構(gòu)造指程序員（主要是指匯編、操作系統(tǒng)程序員）所看到機(jī)器屬性，即機(jī)器概念性構(gòu)造和功能體現(xiàn)。計算機(jī)組成是計算機(jī)體系構(gòu)造邏輯實現(xiàn)。計算機(jī)實現(xiàn)是計算機(jī)組成物理實現(xiàn)。第1頁第1章計算機(jī)系統(tǒng)概論3、計算機(jī)主要性能指標(biāo)是速度。衡量速度參數(shù)有主頻、CPI、MIPS、MFLOPS。請解釋這些參數(shù)含義。答：主時鐘頻率（f）叫CPU主頻。主頻倒數(shù)稱為:CPU時鐘周期（T），即T=1/f。CPI:表達(dá)每條指令周期數(shù)，即執(zhí)行一條指令所需平均時鐘周期數(shù)。MIPS：表達(dá)每秒鐘執(zhí)行百萬條指令數(shù)。(定點(diǎn)機(jī)速度指標(biāo))MFLOPS：表達(dá)每秒百萬次浮點(diǎn)操作次數(shù)。第2頁第2章運(yùn)算辦法和運(yùn)算器1、8位補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)范圍是：-128+127

2、寫出8位補(bǔ)碼(F9)16所對應(yīng)定點(diǎn)整數(shù)十進(jìn)制真值：(F9)16=(11111001)2真值為：-(0000111)2=-(7)10

第3頁3、將十進(jìn)制數(shù)-35.875轉(zhuǎn)化為IEEE754標(biāo)準(zhǔn)32位單精度浮點(diǎn)數(shù)。答：-35.875=-100011.111=-1.00011111

2+101

S=1E=101+01111111=10000100M=00011111000000000000000浮點(diǎn)數(shù)為：11000010000011111000000000000000第4頁4、英文字母編碼是什么？占幾個字節(jié)？答：ASCII碼，用1個字節(jié)存放。

5、國標(biāo)碼用于表達(dá)什么？如何表達(dá)與存放？答：用于表達(dá)漢字。用4位16進(jìn)制數(shù)字表達(dá)，2個字節(jié)存放。第5頁第3章多層次存放器1、存放器主要功能是什么？答：存放程序和數(shù)據(jù)。2、計算機(jī)字長16位，其存放容量為32MB，若按雙字編址，它尋址范圍是多少？答：(32M8位)/32位=8M3、某SRAM芯片，其存放容量為64K×16位，該芯片地址線和數(shù)據(jù)線數(shù)目各為多少？答：地址線：16位。數(shù)據(jù)線：16位。第6頁4、按照小端及大端寄存規(guī)則，寫出數(shù)據(jù)12345678H在連續(xù)4個內(nèi)存單元（00050H

00053H）中寄存成果。

答：小端規(guī)則大端規(guī)則78563412000500005100052000531234567800050000510005200053第7頁5、存放器分級目標(biāo)是什么？Cache-主存存放層次用來處理什么問題？主存-輔存存放層次用來處理什么問題？答：Cache-主存存放層次用來處理主存速度低問題，彌補(bǔ)CPU與主存在速度上差異，在主存和Cache之間增加輔助硬件使主存和Cache組成一種整體，從CPU角度看，CPU訪問Cache存放系統(tǒng)時，速度接近Cache速度，而容量是主存容量，價格/容量比接近主存。Cache存放系統(tǒng)對系統(tǒng)程序員和應(yīng)用程序員都是透明，由于CPU對Cache和主存層次調(diào)度所有由硬件實現(xiàn)。主存-輔存存放層次用來處理主存容量小問題，在主存和輔存之間增加輔助硬件和輔助軟件，使主存和輔存組成一種整體，擴(kuò)大程序可訪問存放空間，通過把磁盤空間當(dāng)作主存空間供程序使用，建立起一種虛擬存放器。第8頁6、存放器擴(kuò)展技術(shù)主要處理什么？什么是位擴(kuò)展，什么是字?jǐn)U展？

答：處理芯片容量與系統(tǒng)容量匹配問題。當(dāng)芯片數(shù)據(jù)線位數(shù)少于系統(tǒng)數(shù)據(jù)位數(shù)時，需要位擴(kuò)展；單芯片地址位數(shù)少于系統(tǒng)地址位數(shù)時。需要字?jǐn)U展。7、提升訪存速度可采取哪些措施？答：(1)采取高速器件，例如SDRAM、DDRSDRAM、DDR2SDRAM、DDR3SDRAM。(2)增加高速緩沖存放器cache。(3)并行存放構(gòu)造等。第9頁8、主存與Cache地址映射有幾個方式？都是什么方式？哪種方式比較實用？答：三種映射方式：全相聯(lián)映射、直接映射、組相聯(lián)映射。其中組相聯(lián)映射融合了前兩種映射長處，最實用。9、主存和輔存在存放程序方面有什么區(qū)分？CPU訪問這兩種存放器方式是否相同？答：主存存放正在或?qū)⒁獔?zhí)行程序。執(zhí)行過程序也也許寄存在主存中。主存只能臨時保存程序，斷電即消失。輔存寄存暫不執(zhí)行或不準(zhǔn)備執(zhí)行程序；能夠長期保存。CPU能夠直接訪問主存，無需任何軟件驅(qū)動。但不能直接訪問輔存，需要操作系統(tǒng)將輔存內(nèi)容調(diào)入主存方可訪問。第10頁10、存放器有24位地址，16位字長?，F(xiàn)有芯片

512K8位，需要如何擴(kuò)展？擴(kuò)展幾片芯片？用幾位

地址進(jìn)行片選？

答：需要進(jìn)行字、位擴(kuò)展；

擴(kuò)展芯片數(shù)為=(16M16位)/(0.5M8位)=322=64片

用5位地址(A23—A19)進(jìn)行片選，使用5—32譯碼器。

第11頁11.一臺計算機(jī)按字節(jié)尋址，其內(nèi)存為1M。數(shù)據(jù)塊大小是16個字節(jié)，Cache大小是64K字節(jié)。采取兩路組相聯(lián)映射，給內(nèi)存地址為F0010H和CABBEH兩個地址對應(yīng)標(biāo)識、組號和字號。解：主存1M，地址總線是20位。每個數(shù)據(jù)塊16個字節(jié)=24B，字號=4位

Cache組數(shù)=216/(2

24)=211

組號=11位

標(biāo)識=20-11-4=5位主存地址格式如下：標(biāo)識5位組號11位字號4位第12頁

F0010=11110000000000010000

字號=0000

組號=00000000001

標(biāo)識=11110

CABBE=11001010101110111110

字號=1110

組號=01010111011

標(biāo)識=11001

第13頁第4章指令系統(tǒng)1、什么是指令系統(tǒng)？為何說指令系統(tǒng)是計算機(jī)中軟件和硬件分界接口？答：一臺計算機(jī)中所有機(jī)器指令集合，稱為這臺計算機(jī)指令系統(tǒng)。它就是這臺機(jī)器機(jī)器語言。在它之下是硬件實現(xiàn)電路，之上是多種軟件程序?qū)崿F(xiàn)。因此說指令系統(tǒng)是計算機(jī)中軟件和硬件分界接口。第14頁2、指令格式分為幾個字段，各字段表達(dá)什么內(nèi)容？答：指令格式分為操作碼和操作數(shù)兩個字段。操作碼OP表達(dá)該指令應(yīng)進(jìn)行什么性質(zhì)操作。不一樣指令用操作碼字段不一樣編碼來表達(dá)，每一種編碼代表一種指令。若操作碼字段有n位，則可表達(dá)2n條指令—有2n種不一樣基本操作。操作數(shù)表達(dá)指令所要處理數(shù)據(jù)。常以數(shù)據(jù)所在單元地址形式給出。也稱“地址碼A”。操作數(shù)起源一般為一種立即數(shù)（在指令代碼中直接給出）、寄存器中內(nèi)容、存放單元內(nèi)容或I/O端口內(nèi)容。第15頁3、操作數(shù)為何又被稱為地址碼？指令中常用操作數(shù)個數(shù)是多少？答：操作數(shù)常以數(shù)據(jù)所在單元地址形式給出。因此又稱為地址碼A。指令中常用操作數(shù)個數(shù)為3、2、1、0.對應(yīng)指令稱為三地址指令、二地址指令、單地址指令和零地址指令。第16頁4、指令系統(tǒng)中采取不一樣尋址方式主要目標(biāo)是什么？答：縮短指令字長，擴(kuò)大尋址空間，提升編程靈活性。5、哪種尋址方式獲取操作數(shù)速度最快？答：立即尋址。6、單地址指令中為了完成兩個數(shù)算術(shù)運(yùn)算，除地址碼指明一種操作數(shù)以外，另一種數(shù)常需采取何種尋址方式？答：隱含尋址。7、說明指令尋址。答：次序?qū)ぶ?、跳躍尋址（相對尋址）。第17頁8、指出四種不一樣尋址方式；說明每種尋址方式操作數(shù)位置及尋址過程。答：(1)立即尋址：操作數(shù)在指令中。取出指令立即得到操作數(shù)。(2)寄存器尋址：操作數(shù)在寄存器中，指令中給出寄存器地址，用此地址訪問寄存器得到操作數(shù)。(3)直接尋址：操作數(shù)在存放器中，指令中給出存放器地址，用此地址訪問存放器得到操作數(shù)。(4)寄存器間接尋址：操作數(shù)在存放器中，指令中給出寄存器地址為形式地址，用此地址訪問寄存器得到操作數(shù)實際地址，再用該地址訪問存放器得到操作數(shù)。第18頁9、指令格式如下所示，其中OP為操作碼，試分析指令格式特點(diǎn)。1597430OP—源寄存器目標(biāo)寄存器解：指令格式特點(diǎn)為（1）單字長（16位）二地址指令；（2）操作碼字段OP能夠指定27=128條指令；（3）源寄存器和目標(biāo)寄存器都是通用寄存器（可分別指定16個寄存器），是RR（寄存器-寄存器）型指令，兩個操作數(shù)均在寄存器中；（4）操作數(shù)尋址方式是寄存器尋址。第19頁10.指令構(gòu)造如下：分析該指令格式及尋址方式答：雙字長指令，OP=6，最多可定義64條不一樣指令；指令類型為RS型，源操作數(shù)采取寄存器尋址，目標(biāo)操作數(shù)采取變址尋址（操作數(shù)在內(nèi)存，有效地址為變址寄存器內(nèi)容加上偏移量）。15107430OP源寄存器變址寄存器偏移量(16位)第20頁11、基本指令類型有哪些？答：數(shù)據(jù)傳送類、運(yùn)算(算數(shù)、邏輯、移位運(yùn)算)類及控制轉(zhuǎn)移類指令。12、執(zhí)行子程序調(diào)用指令時，如何保護(hù)斷點(diǎn)信息？答：斷點(diǎn)信息即PC值，保存到堆棧中。第21頁13、比較轉(zhuǎn)移指令和子程序調(diào)用指令在功能上異同點(diǎn)。答：轉(zhuǎn)移指令和子程序調(diào)用指令都屬于控制轉(zhuǎn)移類指令；轉(zhuǎn)移指令