1、小組成員：史瑩瑩 張榕 展明陽 宋巖蔚 宋曉晨,計算機組成原理期末小組展示,選擇題,若x反=1.1011，則x= A.-0.0101 B.-0.0100 C.0.1011 D.-0.1011 B 正數(shù)的反碼等于它本身，負數(shù)的反碼則是它的二進制位按位取反就行了(如果最高位表示符號位，則最高位不用取反)。 根據(jù)這個規(guī)則X=-0.0100,選擇題,一個n+1位整數(shù)移碼的數(shù)值范圍是 （A）-2n+1x2n-1 （B）-2 n+1x2 n-1 （C）-2nx2n-1 （D）-2n+1x2 n-1 C 字長為n+1位，符號位為1位，則數(shù)值位為n位。當表示負數(shù)時，符號位為0，數(shù)值位全0為負數(shù)且值最小，為-2

2、n；當表示正數(shù)時，符號位為1，數(shù)值位全為1時值最大，為2n-1,選擇題,原碼乘法是指 A先取操作數(shù)絕對值相乘，符號位單獨處理B用原碼表示操作數(shù)，然后直接相乘C被乘數(shù)用原碼表示，乘數(shù)取絕對值，然后相乘D乘數(shù)用原碼表示，被乘數(shù)取絕對值，然后相乘 A 原碼一位乘法中，符號位與數(shù)值位是分開進行計算的。運算結(jié)果的數(shù)值部分是乘數(shù)與被乘數(shù)數(shù)值位的乘積，符號是乘數(shù)與被乘數(shù)符號位的異或。,選擇題,串行接口是指 A主機和接口之間、接口和外設(shè)之間都采用串行傳送B主機和接口之間串行傳送，接口和外設(shè)之間并行傳送C主機和接口之間并行傳送，接口和外設(shè)之間串行傳送D系統(tǒng)總線采用串行總線 C 主機的工作速度較快，因此主機和接口

3、之間采用并行傳送；外設(shè)的工作速度較慢，因此接口和外設(shè)之間采用串行傳送。,選擇題,指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是 A實現(xiàn)存儲程序和程序控制B縮短指令長度，擴大尋址空間，提高編程靈活性C可以直接訪問外存D提供擴展操作碼的可能并降低譯碼難度 B 計算機的指令系統(tǒng)中對操作數(shù)的尋址采用不同的尋址方式，可以在有限的指令代碼長度范圍內(nèi)增加指令的數(shù)量，可以擴大對內(nèi)部存儲器的訪問空間，既擴大尋址空間，同時又給程序設(shè)計人員提供了更多編程的靈活性。,名詞解釋,規(guī)格化數(shù)： 浮點數(shù)據(jù)編碼中，為使浮點數(shù)具有唯一的表示方式所做的規(guī)定，規(guī)定尾數(shù)部分用純小數(shù)形式給出，而尾數(shù)的絕對值應(yīng)大于1/R，即小數(shù)點后第一位不為零。

4、 海明距離： 在信息編碼中，兩個合法代碼對應(yīng)位上編碼不同的位數(shù)。 多體交叉存儲器： 由多個相互獨立，容量相同的存儲體構(gòu)成的存儲器，每個存儲體獨立工作，讀寫操作重疊進行。,簡答題,1. 舉出CPU中6個主要寄存器的名稱及功能。 （1） 指令寄存器（IR）：用來保存當前正在執(zhí)行的一條指令。 （2） 程序計數(shù)器（PC）：用來確定下一條指令的地址。 （3） 地址寄存器（AR）：用來保存當前CPU所訪問的內(nèi)存單元的地址。 （4） 緩沖寄存器（DR）： 1 作為CPU和內(nèi)存、外部設(shè)備之間信息傳送的中轉(zhuǎn)站。 2 補償CPU和內(nèi)存、外圍設(shè)備之間在操作速度上的差別。 3 在單累加器結(jié)構(gòu)的運算器中，緩沖寄存器還可

5、兼作為操作數(shù)寄存器。 （5） 通用寄存器（AC）：當運算器的算術(shù)邏輯單元（ALU）執(zhí)行全部算術(shù)和邏輯運算 時，為ALU提供一個工作區(qū)。 （6） 狀態(tài)條件寄存器（PSW）：保存由算術(shù)指令和邏輯指令運行或測試的結(jié)果建立的各種條件碼內(nèi)容。除此之外，還保存中斷和系統(tǒng)工作狀態(tài)等信息，以便使CPU 和系統(tǒng)能及時了解機器運行狀態(tài)和程序運行狀態(tài)。,簡答題,2. 什么是RISC？RISC指令系統(tǒng)的特點是什么？ RISC是精簡指令系統(tǒng)計算機，它有以下特點： （1）選取使用頻率最高的一些簡單指令，以及很有用但不復(fù)雜的指令。 （2）指令長度固定，指令格式種類少，尋址方式種類少。 （3）只有取數(shù)/存數(shù)指令訪問存儲器，其

6、余指令的操作都在寄存器之間進行。 （4）大部分指令在一個機器周期內(nèi)完成。 （5）CPU中通用寄存器數(shù)量相當多。 （6）以硬布線控制為主，不用或少用微指令碼控制。 （7）一般用高級語言編程，特別重視編譯優(yōu)化工作，以減少程序執(zhí)行。,簡答題,3. 什么是指令周期？什么是機器周期？什么是時鐘周期？三者之間的關(guān)系如何？ 指令周期是完成一條指令所需的時間。包括取指令、分析指令和執(zhí)行指令所需的全部時間。機器周期也稱為CPU周期，是指被確定為指令執(zhí)行過程中的歸一化基準時間，通常等于取指時間（或訪存時間）。時鐘周期是時鐘頻率的倒數(shù)，也可稱為節(jié)拍脈沖或T周期，是處理操作的最基本單位。一個指令周期由若干個機器周期組

7、成，每個機器周期又由若干個時鐘周期組成。,簡答題,4. 外圍設(shè)備的I/O控制方式分哪幾類？各具什么特點？ （1）程序查詢方式：CPU的操作和外圍設(shè)備的操作能夠同步，而且硬件結(jié)構(gòu)比較簡單。 （2）程序中斷方式：一般適用于隨機出現(xiàn)的服務(wù)，且一旦提出要求應(yīng)立即進行，節(jié)省了CPU的時間，但硬件結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些。 （3）直接內(nèi)存訪問（DMA）方式：數(shù)據(jù)傳輸速度很高，傳輸速率僅受內(nèi)存訪問時間的限制。需更多硬件，適用于內(nèi)存和高速外設(shè)之間大批交換數(shù)據(jù)的場合。 （4）通道方式：可以實現(xiàn)對外設(shè)的統(tǒng)一管理和外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送，大大提高了CPU的工作效率。 （5）外圍處理機方式：通道方式的進一步發(fā)展，基本上獨立

8、于主機工作，結(jié)果更接近一般處理機。,簡答題,5. 主存儲器的性能指標有哪些？含義是什么？ 存儲器的性能指標主要是存儲容量、存儲時間、 存儲周期和存儲器帶寬。在一個存儲器中可以容 納的存儲單元總數(shù)通常稱為該存儲器的存儲容量。 存取時間又稱存儲訪問時間，是指從啟動一次存 儲器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時間。存儲周期 是指連續(xù)兩次獨立的存儲器操作（如連續(xù)兩次讀 操作）所需間隔的最小時間。存儲器帶寬是指存 儲器在單位時間中的數(shù)據(jù)傳輸速率。,簡答題,6. 比較cache與虛存的相同點和不同點。 相同點： （1）出發(fā)點相同：都是為了提高存儲系統(tǒng)的性能價格比而構(gòu)造的分層存儲體系。 （2）原理相同：都是利用了程

9、序運行時的局部性原理把最近常用的信息塊從相對慢速而大容量的存儲器調(diào)入相對高速而小容量的存儲器。 不同點： （1）側(cè)重點不同：cache主要解決主存和CPU的速度差異問題；虛存主要是解決存儲容量問題。 （2）數(shù)據(jù)通路不同：CPU與cache、主存間有直接通路；而虛存需依賴輔存，它與CPU間無直接通路。 （3）透明性不同：cache對系統(tǒng)程序員和應(yīng)用程序員都透明；而虛存只對應(yīng)用程序員透明 （4）未命名時的損失不同：主存未命中時系統(tǒng)的性能損失要遠大于cache未命中時的損失。,簡單應(yīng)用題,25.已知X=-0.01111，Y=+0.11001，求X補，-X補，Y補，-Y補，X+Y=？，X-Y=？ 解：

10、X原=1.01111 X補=1.10001 -X補=0.01111 Y原=0.11001 Y補=0.11001 -Y補=1.00111 X補 11.10001 + Y補 00.11001 X+Y補 00.01010 X+Y=+0.01010 X補 11.10001 + -Y補 11.00111 X-Y補 10.11000 因為符號位相異，所以結(jié)果發(fā)生溢出。,簡單應(yīng)用題,26、設(shè)有計算機的CPU數(shù)據(jù)通路及其與存儲器的連接結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中，R0R3為通 用寄存器，IR為指令寄存器，PC為程序計數(shù)器，SP為堆棧指針，C和D為暫存器，MAR為存儲器地址寄存器，MDR為存儲器數(shù)據(jù)緩沖寄存器。 試寫出

11、轉(zhuǎn)移指令SUB(R2)，R1的執(zhí)行流程。指令功能為減法操作，其中(R2)為采用寄存器間接尋址的目的操作數(shù)，R1為采用寄存器尋址的源操作數(shù)。,簡單應(yīng)用題,簡單應(yīng)用題,步驟 1.取指令：按照PC的值的訪問主存，取出對應(yīng)的指令，存入指令寄存器IR，PC+1。 2.指令譯碼：IR中的指令的操作碼送入指令譯碼器譯碼，識別出指令的功能。 3.根據(jù)指令譯碼的結(jié)果對指令的操作數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的操作。比如是訪存指令就按照操作數(shù)給出的地址訪問主存；是加法指令就將操作數(shù)與AX的值相加，結(jié)果存入累加器。,簡單應(yīng)用題,取指令 PCMAR送指令地址 PC+1PC修改PC M(或DBUS)MDRIR讀指令 R2MAR 送目的地址 M（或DBUS）MDRC 取目的操作數(shù) R1-CMDR 相減運算 MDRM(或DBUS)將結(jié)果寫入目的地,存儲器設(shè)計題,27.用32K8位的E2PROM芯片組成128K16位的只讀存儲器，試問： (1) 數(shù)據(jù)寄存器多少位?,解：(1) 系統(tǒng)16位數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)寄存器16位,存儲器設(shè)計題,27.用32K8位的E2PROM芯片組成128K16位的只讀存儲器，試問： (1) 數(shù)據(jù)寄存器多少位? (2) 地址寄存器多少位?,(2) 系統(tǒng)地址128K217，所以地址寄存器17位,存儲器設(shè)計題,27.用32K8位的E2PROM芯片組成128