计算机组成原理期末复习笔记

2019-01-27 18:03

系统软件:操作系统或管理程序、汇编程序、高级语言的编译或解释程序、故障诊断或检测程序, 系统调试程序,数据库管理系统

按照信息的形式和处理方式分,计算机可以分为数字计算机和模拟计算机。 负责将高级语言的源程序翻译成目标程序的软件称为编译软件 数据,地址,控制 冯诺依曼机原理

1.计算机完成任务是由事先编号的程序完成的;

2.计算机的程序被事先输入到存储器中,程序运算的结果,也被存放在存储器中。 3.计算机能自动连续地完成程序。

4.程序运行的所需要的信息和结果可以通输入\\输出设备完成。 5.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备所组成;

冯诺依曼理论的要点是:数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。

定点运算器只能用来定点数运算

机器中用无符号数表示地址

补码加减法是指操作数用补码表示,连同符号位直接相加减,减某数用加负 某数的补码代替,结果的符号在运算中形成

ASCII码用一个字节8位二进制位来表示

一个十进制小数,转换成等值的n进制数时,可按 整数部分除n取余小数部分乘n取整 方法进行,小数转换不一定能算尽,只能算到满足要求的位数位数为止.

某单片机的系统程序,不允许用户在执行时改变,则可以选用闪速存储器作为存储芯片。

存储单元是指存放一个字节的所有存储元的集合

闪速存储器被称为固态盘

相联存储器是指按内容指定方式进行寻址的存储器

交叉存贮器实质上是一种模块式存贮器,它能并行执行多个独立的读写操作

由于CPU内部的操作速度较快,而CPU访问一次主存所花的时间较长,因此机 器周期通常用主存中读取一个指令字的最短时间来规定

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闪速存储器特别适合于便携式微型计算机系统,被誉为固态盘而成为代替磁盘的一种理想工具

主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽

双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构。前者采用空间并行技术,后者采用时间并行技术

奔腾CPU中L2 CACHE(二级缓存)的内容是L1 Cache(一级缓存)的子集。 而L3 Cache(三级缓存)是L2 CACHE(二级缓存)子集(准确的写法: 一级缓存(L1 CACHE),二级缓存(L2 CACHE),三级缓存(L3 CACHE))

(现在的CPU都是分出几个级缓存 不管是AMD 还是INTEL 除非是问INTEL的什么型、 号是有几个缓存,都是多少)。

半导体SRAM靠触发器 存储信息,半导体DRAM靠栅极电容存储信息

提高存储器速度可采用哪些措施

1、提高储存密度;2、提升寻址效率;3、增大接口带宽; 4、增加缓存容量;5、改变读写机制,尽量采用直接存取。

cache 的命中率计算

CPU中有哪些主要寄存器?简述这些寄存器的功能。 (1)指令寄存器(IR):用来保存当前正在执行的一条指令。 (2)程序计数器(PC):用来确定下一条指令的地址。

(3)地址寄存器(AR):用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址 (4)缓冲寄存器(DR):

<1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。 <2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。

<3>在单累加器结构的运算器中,缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器 (5)通用寄存器(AC):当运算器的算术逻辑单元(ALU)执行全部算术

和逻辑运算时,为ALU提供一个工作区。

( 6)状态条件寄存器:保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的

各种条件码内容。除此之外,还保存中断和系统工作状态等信息,以便

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使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。 二 填空题

1.中央处理器CPU具有指令控制,操作控制,时间控制,数据加工等基本功能。 2.当今的CPU芯片除了包括定点运算器和控制器外,还包括 cache、浮点运算器和存储管理等部件。

3.CPU中至少要有如下六类寄存器:指令寄存器,程序计数器,地址寄存器,通用寄存器状态条件寄存器,缓冲寄存器。

4.CPU从存储器取出一条指令并执行这条指令的时间和称为指令周期。 5.硬联线控制器的基本思想是:某一微操作控制信号是指令操作码译码输出、时序信号、状态条件信号的函数。

6.在CPU中,指令寄存器的作用是保存当前正在执行的一条指令,程序计数器的作用是跟踪后继指令的地址,程序状态字寄存器PSW的作用是保存处理器的状态信息和中断优先级,地址寄存器的作用是保存CPU当前所访问的主存单元的地址。

7.CPU从生存取出一条指令并执行该指令的时间叫做指令周期,它常常用若干个机器周期来表示,而后者又包含有若干个时钟周期

8.控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令,通常把这种控制命令叫做微命令,而执行部件接受此控制命令后所进行的操作叫做微操作

9.微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器、地址转移逻辑三大部分组成,其中控制存储器是只读型存储器,它用来存放微程序

10.在机器的一个CPU周期中,一组实现一定操作功能的微命令的组合,构成一条微指令,它由操作控制和顺序控制两部分组成。

11.在微指令格式中,微命令的编码通常采用以下三种方法:(1)直接表示法 (2)字段直接译码法(3)混合表示法 。

12.在硬联线控制器中,把控制部件看作为产生专门固定时序控制信号的逻辑电路。这种逻辑电路是一种由门电路和寄存器构成的复杂树形网络。当执行不同的指令时,通过激活一系列彼此很不相同的控制信号来实现对指令的解释

13.控制器主要包括指令寄存器、指令译码器、程序计数器和时序发生器 14.CPU中,保存当前正在执行的指令的寄存器为指令寄存器,保存下条指令地址的寄存器为程序计数器,保存CPU访存地址的寄存器为内存地址寄存器

15.任何一条机器指令的执行过程都是一个微操作序列的执行过程。对于采用混合控制方式的现代计算机来说,任何指令的第一个机器周期必须是取指令机器周期。 16.微程序控制器的核心部件是控制存储器,它是一种只读存储器存储器。 17.CPU周期也称为机器周期,一个CPU周期包含若干个时钟周期.任何一条指令的指令周期至少需要2个CPU周期。

多总线结构的计算机系统,采用多口存贮器方法,对提高系统的吞吐率最有效

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异步控制常用于单总线结构计算机中访问主存与外围设备中,作为其主要控制方式

会产生直传总线请求的总线部件是高速外设.

CPU将一个字节型变量送到CRT显示,CRT总线接口中设有8位数据寄存器,则CPU将该字节型变量的二进制码以并串行方式送到接口,再由接口发送到CRT

描述PCI总线中基本概念不正确的句子是:PCI设备一定是主设备,系统中只允许有一条PCI总线

PCI总线的基本传输机制是猝发式传输。

以下描述中基本概念不正确的是PCI总线采用异步时序协议和分布式仲裁策略

为了减轻总线负载,总线上的部件大都应具有部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通

总线按其用法可以分成两种类型,即专用和非专用

连接在单总线上的设备均以DMA或中断请求形式申请使用总线

PCI总线是当前流行的总线,是一个高带宽且与处理器无关的标准总线,又是一个至关重要的层次总线。

微型计算机中的控制总线提供:所有存贮器和I/O设备的时序信号,所有存贮器和I/O设备的控制信号,来自I/O设备和存贮器的响应信号

总线中地址线的功用是用于指定存贮器单元和I/O设备接口电路的选择地址

2. 在DMA方式下,将外设的数据传送到主存的路径为____A_______。 A 外设→总线→主存 C 外设→总线→处理器→主存

B 外设→总线→DMAC→主存 D 外设→DMAC→主存

4. 下面描述RISC机器基本概念中,正确的表述是___B_____。

A RISC机器不一定是流水CPU B RISC机器一定是流水CPU C RISC机器有复杂的指令系统 D 其CPU配备很少的通用寄存器

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8.由于CPU内部的操作速度较快,而CPU访问一次主存所花的时间较长,因此机器周期通常用____A_____来规定。

A 主存中读取一个指令字的最短时间 B 主存中读取一个数据字的最长时间 C 主存中写入一个数据字的平均时间 D 主存中取一个数据字的平均时间 13.Flash Memory是指____d______。 A 紫外线擦除的只读存储器 C 动态读写存储器(DRAM)

B 静态读写存储器(SRAM) D 闪速存储器

20.一个256K×8的DRAM芯片,其地址线和数据线总和为____C____。 A 16 B 18 C 26 D 30

6.( 1 )多模块交叉存储器将地址的最低N位作为区分存储体的标志。(高位选择模块)

7.( 1 )对一个正整数,它的原码、反码和补码都一样,也都与无符号数的编码一样。 10.( 0 )相联存储器是按内容方式进行寻址的存储器。 1-8(移码)-23(原码)-127 1-11-52-1023 输入码,内码,字模码

1. 按IEEE754标准,一个浮点数由__符号位S_, 阶码E, 尾数M三个域组成。其中阶码E的值等于指数的____真值e______, 加上一个固定_____偏移量_____。

2. 直接使用西文键盘输入汉字,进行处理,并显示打印汉字,是一项重大成就。为此要解决汉字_____输入码_____、汉字_____内码_____以及字模码等三种不同用途的编码。 4. 形成指令地址的方式,称为指令寻址方式,有__顺序__寻址和__跳跃__寻址两种。 5. 时序信号产生器提供机器所需的定时时序信号,在硬布线控制器中,时序信号采用____主状态周期-节拍电位-节拍脉冲___三级体制;在微程序控制器中,一般采用___节拍电位-节拍脉冲___二级体制。 平均寻道时间:1/2V

Y补_包括符号位在内的每一位取反末位+1_-Y补

判溢:单(最高有效位和符号位进位不同)双(运算结果的两位符号位不同时)

主存性能指标:容量,存储速度(存取时间,存储周期,存储器带宽),价格,可靠性,功耗 Cache的功能均由硬件实现

主存与Cache的映射方式{直接映射,全相联映射,块组相联映射} 替换算法{随机替换算法,先进先出算法(FIFO),最近最少使用算法(LRU)}

【直接映射】假设某计算机系统中Cache容量为64KB,块大小是16个字节,主存容量为4MB,地址映射为直接映射方式。 (1)主存地址多少位?如何分配? (2)Cache地址多少位?如何分配? (3)目录表的格式和容量?

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