《計(jì)算機(jī)組成原理》必修2復(fù)習(xí)方法

“計(jì)算機(jī)組成原理”是中央工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)專業(yè)（本科）的一項(xiàng)必修課程，是對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和其他相關(guān)課程的更好研究的基礎(chǔ)。本課程重點(diǎn)是講授簡單、單臺計(jì)算機(jī)的基本組成原理與內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制。課程內(nèi)容的工程性、技術(shù)性、實(shí)用性都比較強(qiáng),因此,在傳授計(jì)算機(jī)組成的原理性知識之外,還應(yīng)有較多的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練主要通過教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行,因此,完成教學(xué)實(shí)驗(yàn)和平時(shí)的課外作業(yè)是可以進(jìn)入考試的先決條件之一,這兩項(xiàng)成績占課程總成績的20%的比例。也是在聽課和自學(xué)的基礎(chǔ)上,加深對原理性知識理解的重要環(huán)節(jié)。期末考試主要考核同學(xué)對該課程中原理性和技術(shù)方面的知識掌握的程度。全教材共分5章,其中第一章內(nèi)容不作為期末考試的要求,屬于考試的部分只限于第2章到第5章的內(nèi)容。參考教材以《計(jì)算機(jī)組成原理》,王誠等編著,清華大學(xué)出版社2000年2月版為標(biāo)準(zhǔn)。還有兩點(diǎn)要特別強(qiáng)調(diào)一下,復(fù)習(xí)時(shí)的注意力,一是不應(yīng)該放在教材中某些實(shí)例、線路的具體內(nèi)容方面,二是不應(yīng)該太多地關(guān)注具體技術(shù)細(xì)節(jié)方面,還是要更多地掌握與理解計(jì)算機(jī)組成有關(guān)的原理性知識,和帶有一定主導(dǎo)意義的技術(shù)思路方面的內(nèi)容。下面分章來介紹期末復(fù)習(xí)內(nèi)容。掌握前求解的算法一、掌握數(shù)制與進(jìn)位記數(shù)法二、掌握數(shù)制轉(zhuǎn)換(二、八、十六進(jìn)制和十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換)三、掌握檢錯(cuò)糾錯(cuò)碼的概念,即,主要是海明碼的編碼基本概念(參考P59)。四、掌握定點(diǎn)小數(shù)和整數(shù)的表示,以及原碼、反碼、補(bǔ)碼表示;五、掌握補(bǔ)碼加減運(yùn)算的方法。六、掌握浮點(diǎn)數(shù)的表示,了解階碼的位數(shù),尾數(shù)的位數(shù)對浮點(diǎn)數(shù)的表示有何影響。在浮點(diǎn)表示中,機(jī)器零的編碼是什么。七、掌握原碼一位乘法的算法以及具體運(yùn)算。八、掌握補(bǔ)碼一位除法的實(shí)現(xiàn)算法(參考P90～91)。九、了解教學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)運(yùn)算器部分的結(jié)構(gòu)框圖,掌握實(shí)際機(jī)器運(yùn)算器部分的各開關(guān)、顯示燈的作用(參考P108、P110)。頁基本指令的執(zhí)行步驟的劃分和連接關(guān)系一、掌握指令的基本格式及各個(gè)部分的功能。二、了解基本的尋址方式,掌握形式地址和有效地址的概念。三、重點(diǎn)了解控制器的功能與組成(包括微程序的和組合邏輯的控制器),在此基礎(chǔ)上,認(rèn)真看懂幾條基本指令的執(zhí)行步驟,正確寫出給定指令(控制器有中斷功能時(shí))的執(zhí)行步驟的方法(類似教材160頁和161頁的書寫方式)。切不可強(qiáng)行記憶類似教材175頁及其之后幾頁給出的微指令的有關(guān)內(nèi)容,也不必記憶教材194頁及其之后幾頁給出的指令執(zhí)行流程的細(xì)節(jié)內(nèi)容和197、198頁上的設(shè)計(jì)有關(guān)邏輯表達(dá)式的具體問題,應(yīng)把這里的具體內(nèi)容提升到指令執(zhí)行步驟的劃分和連接關(guān)系方面來。四、結(jié)合自行設(shè)計(jì)新指令的微程序一節(jié)內(nèi)容(P186～189),總結(jié)出在設(shè)計(jì)新指令的過程中,如何考慮和原有指令的關(guān)系。了解和掌握使用cache的運(yùn)用技術(shù)一、了解多級存儲器系統(tǒng)的基本組成。二、結(jié)合圖4.2掌握主存和其他部件是如何連接的,連接所用的各總線的作用是什么。三、掌握Cache的運(yùn)行原理,并和主存的工作做比較。四、掌握虛擬地址轉(zhuǎn)換的基本內(nèi)容。五、了解使用磁盤陣列技術(shù)的好處是什么。六、掌握教學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)的存儲器的組成,擴(kuò)展ROM存儲區(qū)和RAM存儲區(qū)的方法(參考圖4.12)。教學(xué)機(jī)的總統(tǒng)集成一、掌握CRT字符顯示器的運(yùn)行原理。二、掌握計(jì)算機(jī)總線的基本概念,總線的構(gòu)成。三、了解教學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)的總線系統(tǒng)概況。四、掌握中斷系統(tǒng)的有關(guān)概念,即什么是中斷,中斷的主要作用是什么,中斷的處理過程等。五、掌握DMA的主要概念,DMA的基本工作過程。題量和綜合本次考試題型分為:1.填空題(20%左右)2.選擇題(30%左右)3.簡答題(40%左右)試卷特點(diǎn)是:題量中等、難度中等、綜合型較強(qiáng)。所以復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)總結(jié)歸納,且忌死記硬背。模擬測試1一、生成補(bǔ)碼的結(jié)果—填空題(把正確的答案寫進(jìn)括號內(nèi))1.(21)10=()2=()8=()162.X=-0.1001[X]原=()[X]補(bǔ)=()[-X]補(bǔ)=()Y=0.0101[Y]原=()[Y]補(bǔ)=()[-Y]補(bǔ)=()[Y-X]補(bǔ)=()3..在一個(gè)二進(jìn)制編碼的系統(tǒng)中,如果每個(gè)數(shù)據(jù)同一位上的符號“l(fā)”都代表確定的值,則該編碼系統(tǒng)屬于(),該值被稱為這個(gè)數(shù)位的(),計(jì)算一個(gè)數(shù)據(jù)表示的十進(jìn)制的值時(shí),可以通過把該數(shù)據(jù)的所有取值為1的()累加求和來完成。4.計(jì)算定點(diǎn)小數(shù)補(bǔ)碼一位除時(shí),是用被除數(shù)和除數(shù)的補(bǔ)碼表示直接計(jì)算商的()表示的結(jié)果。求得每位商的依據(jù),是比較被除數(shù)[和中間步驟的差]與除數(shù)的()的大小,其規(guī)則是:(l)開始時(shí),當(dāng)被除數(shù)與除數(shù)同號,用()運(yùn)算求第一位商,當(dāng)被除數(shù)與除教異號,用()運(yùn)算求第一位商;(2)當(dāng)計(jì)算的結(jié)果與除數(shù)()時(shí),該位商為1,求下一位商時(shí)要用()運(yùn)算完成,結(jié)果與除數(shù)()時(shí),該位商為0,求下一位商時(shí)要用()運(yùn)算完成;(3)對運(yùn)算的結(jié)果左移一位寫回開始時(shí)存放()的累加器,對存放商的寄存器的內(nèi)容也同時(shí)()一位。接下來開始求下一位商;(4)用此辦法計(jì)算,如果結(jié)果不溢出,商的符號和數(shù)值位是用相同的辦法計(jì)算出來的,嚴(yán)格地說,此時(shí)求出的商是()碼表示的結(jié)果,對正的商,也就是補(bǔ)碼表示,對負(fù)的商,應(yīng)該再在最低位()后才是真正的補(bǔ)碼表示的商;為了簡單,也可以不去區(qū)分商的符號,商的最低位不再經(jīng)過計(jì)算得到,而是恒置為()。5.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,地址總線的位數(shù)決定了內(nèi)存儲器()空間,數(shù)機(jī)總線的位數(shù)與它的工作頻率的乘積()該總線最大的輸入/輸出能力。6.使用陣列磁盤可以比較容易地增加磁盤系統(tǒng)的(),提高磁盤系統(tǒng)的讀寫速度,能方便地實(shí)現(xiàn)磁盤系統(tǒng)的()功能。二、運(yùn)算器累加器d.1.在做脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)時(shí),送到運(yùn)算器芯片的控制信號是通過()提供的,外部送到運(yùn)算器芯片的數(shù)據(jù)信導(dǎo)是通過()提供的,并通過()查看運(yùn)算器的運(yùn)算結(jié)果(運(yùn)算的值和特征標(biāo)志位狀態(tài))A.計(jì)算機(jī)的控制器B.發(fā)光二極管指示燈亮滅狀態(tài)C.顯示器屏幕上的內(nèi)容D.手撥數(shù)據(jù)開關(guān)E.運(yùn)算器累加器中的內(nèi)容F.微型開關(guān)2.在組合邏輯的控制器中,節(jié)拍發(fā)生器[TIMING]的作用在于指明指令的執(zhí)行(),它是一個(gè)典型的()邏輯電路,從一個(gè)節(jié)拍狀態(tài)變到下一個(gè)節(jié)拍狀態(tài)時(shí),同時(shí)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器數(shù)目以盡可能的()為好。A.快B.時(shí)序C.多D.組合E.數(shù)據(jù)F.控制G.類型H.少I.次序J.狀態(tài)K.過程L.步驟3.在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中,在指令的操作數(shù)字段中所表示的內(nèi)存地址被稱為(),用它計(jì)算出來的送到內(nèi)存用以訪問一個(gè)存儲器單元的地址被稱為();在講解虛擬存儲器時(shí),程序的指令中使用的是存儲器的(),經(jīng)過地址變換后得到的可以用以訪問一個(gè)存儲器單元的地址被稱為();A.有效地址B.內(nèi)存地址C.形式地址D.文件地址E.物理地址F.邏輯地址G.虛擬地址H.指令地址I.指令地址J.CACHE地址三、或指令的指令1.按你自己的理解和想象的計(jì)算機(jī)的硬件(應(yīng)有中斷功能)組成,寫出完成下面給定指令格式的指令的執(zhí)行流程;(l)累加器內(nèi)容完成“異或”運(yùn)算;“異或”指令的指令格式:(2)把一個(gè)內(nèi)存單元中的內(nèi)容讀到所選擇的一個(gè)累加器中?！白x內(nèi)存”指令的指令格式:2.回答中斷處理功能在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的主要作用,至少說出5點(diǎn)。3.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,使用直接存儲器訪問的目的是什么?在采用總線周期“挪用”方式把外圍設(shè)備傳送來的一個(gè)數(shù)據(jù)寫進(jìn)內(nèi)存儲器的一個(gè)單元的期間,CPU可能處于何種運(yùn)行方式?對采用直接存儲器訪問的外圍設(shè)備,要給出中斷請求功能嗎?為什么?模擬測試2一、用小程序來檢查1.(0.21)10=()2=()8=()162.X=-0.1001[X]原=()[X]補(bǔ)=()[-X]補(bǔ)=()Y=0.0101[Y]原=()[Y]補(bǔ)=()[-Y]補(bǔ)=()[X+Y]補(bǔ)=()3.原碼一位乘的實(shí)現(xiàn)算法是把相乘二數(shù)的()相乘求得積的(),對相乘二數(shù)的符號執(zhí)行()求得積的符號,故上題中的2個(gè)數(shù)X和Y的乘積等于()。4.在完成檢錯(cuò)糾錯(cuò)功能的海明碼的編碼方案中,對8位的數(shù)據(jù)位,要求它能檢查出并改正1位錯(cuò)誤,也能發(fā)現(xiàn)2位錯(cuò)誤,則要使用()位校驗(yàn)碼,此時(shí)的最小碼距為()。最小碼距是指從一個(gè)合法碼變?yōu)榱硗庖粋€(gè)合法碼時(shí)()要改變幾個(gè)二進(jìn)制位的狀態(tài),最小碼距又可以簡稱為()。5.使用陣列磁盤可以比較容易地增加磁盤系統(tǒng)的(),提高磁盤系統(tǒng)的()速度,能方便地實(shí)現(xiàn)磁盤系統(tǒng)的()功能。6.對西文輸出的字符設(shè)備,在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲器中存儲的是字符數(shù)據(jù)的每個(gè)字符的()碼,輸出(包括顯示或打印)的則是每個(gè)字符的(),設(shè)備中的字符發(fā)生器的主要功能是解決從字符的()碼和字符的()間的對應(yīng)關(guān)系。二、地址接口點(diǎn)1.在教學(xué)計(jì)算機(jī)中,用多片靜態(tài)存儲器芯片構(gòu)成完整的內(nèi)存儲器部件時(shí),實(shí)現(xiàn)ROM存儲區(qū)時(shí),是在相應(yīng)的器件插座上插上()芯片,實(shí)現(xiàn)RAM存儲區(qū)時(shí),是在相應(yīng)的器件插座上插上()芯片:實(shí)現(xiàn)容量擴(kuò)展時(shí),是把相關(guān)存儲器芯片的()線每一對應(yīng)的引腳連接在一起,用()信號區(qū)分其中每個(gè)存儲器芯片的所處的地址范圍;把地址總線的()部分送到地址譯碼器完成譯碼以產(chǎn)生內(nèi)存儲器芯片的片選信號,這個(gè)地址譯碼器僅在執(zhí)行內(nèi)存()期間才允許執(zhí)行譯碼功能。地址總線的()部分直接連接到內(nèi)存儲器每個(gè)芯片的()線引腳,用于選擇每個(gè)芯片內(nèi)的不同的存儲單元。同一個(gè)內(nèi)存儲器讀寫命令()接到一個(gè)內(nèi)存儲器每個(gè)RAM芯片的/WE管腳。A.數(shù)據(jù)B.ROMC.地址D.可以E.讀F.片選G.讀H.RAMI.不可以J.高位K.低位L.控制M.讀/寫N.運(yùn)行2.在教學(xué)計(jì)算機(jī)中,串行接口芯片的數(shù)據(jù)線與內(nèi)存儲器芯片的數(shù)據(jù)線通過外部數(shù)據(jù)總線連接在一起,因此一定不能同時(shí)對這兩種芯片執(zhí)行()操作,否則會造成數(shù)據(jù)線信號沖突。串行接口與內(nèi)存儲器到底輪到誰運(yùn)行,是由程序中的()和指令執(zhí)行()來決定的。A.讀B.讀寫C.寫D.指令E.數(shù)據(jù)F.控制G.地址H.次序I.步驟J.過程K.讀/寫L.狀態(tài)3.在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中,3總線的結(jié)構(gòu)比單總線的結(jié)構(gòu)可以提供()的輸入/輸出性能,其中處理機(jī)總線的運(yùn)行脈沖頻率(),例如(),PCI總線的脈沖頻率(),例如(),而慢速IO總線的脈沖頻率(),例如ISA總線的脈沖頻率為()。A.更高B.不可比C.最高D.相同E.最低F.居中G.更低H.66MHz或更高I.33MHzJ.1000MHzK.8.33MHzL.4.77MHz三、性能實(shí)現(xiàn)程序正常的情況下,讀cache存儲