计算机组成原理
第一章计算机系统概论
1. 概念：存储单元，存储字长，存储容量P17，机器字长P17，指令字长 （P19-1.7） 2. 什么是指令？
3. P8， 冯诺依曼计算机特点，计算机结构框图，图1.7.（P19-1.5）
第二章 计算机发展及应用 1. 什么是摩尔定律？
第3章 系统总线 1．总线的概念 P41
2． 总线的分类， 系统总线分类？通信总线分类？ 3． 了解总线结构，尤其是双总线和三总线 （P53） 4． 总线控制（重点）P57
（1）总线判优控制： 集中式，分布式， 特点是什么呢？ 集中式控制：
? 链式查询，计数器定时查询， 独立请求方式； ? 分别采用怎样的控制方式？
（2）总线通信控制（P59）
? 什么是总线周期？ 可以分为哪些阶段？
? 申请分配阶段，寻址阶段，传数阶段，结束阶段各自有哪些功能？
? 总线通信控制的主要功能：解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调，如
何配合的问题。
? 四种通信方式：同步通信，异步通信，半同步通信和分离式通信。 ? 同步通信特点？
? 异步通信特点? 根据应答方式的不同进行分类：不互锁方式，半互锁方式，全互锁方式。 ? 例题：3.2， 例题3.3
5课后题3.2， 3.4 3.5 3.6 3.7 3.13 3.14 3.16 第4章 存储器
1了解主存的基本组成P72
2. 了解主存存储单元地址分配， 存储字长：一个存储单元存放一串二进制代码的位数。P73 3. 概念：存储容量，存储速度，存取时间，存取周期， 存储器带宽。
4. 动态RAM的三种刷新方式：P86 ? 集中刷新 ? 分散刷新 ? 异步刷新
5存储器容量的扩展方式：位扩展，字扩展，位字扩展 P91 6存储器与CPU连接（设计题）P93 例题4.1
7存储器校验：汉明码校验方法P100 例题4.4 例题4.5
8 Cache-主存地址映射方式： 直接映射，全相联映射、组相连映射， 各自特点，例题4.8，例题4.9 9替换策略: 先进先出算法， 近期最少用算法， 随即算法
10. 辅助存储器章节的概念： 磁表面存储器主要技术指标：记录密度，存储容量，平均寻址时间，数据传输率，误码率P125
11 循环冗余校验码 CRC编码 P145 例题4.15
第5章 输入输出系统
1 了解IO设备编制方式， 设备寻址 传送方式， 联络方式， IO设备与主机的连接方式P161 2. IO与主机交换信息的三种方式：程序查询方式，中断方式， DMA方式 P162 3. IO总线和接口部件 图5.28 P187
4. 接口的功能：选址功能， 传送命令功能， 传送数据功能， 反映IO设备工作状态功能 5. 程序查询方式 P190 例题5.1 6. 程序中断方式
? 掌握中断请求触发器和中断屏蔽触发器关系 图5.37接口电路中D，INTR和 MASK和中断查询信号的关系 ? 链式排队器 图5.38
? 中断向量地址形成部件（设备编码器） 例题5.2
? 中断服务流程：保护现场，中断服务， 恢复现场 中断返回4个环节 7 DMA方式
? DMA与主存交换数据时采取的方式： 停止CPU访问主存， 周期挪用， DMA和CPU交替访问
? DMA接口组成原理， 图5.47 P205（主存地址寄存器AR， 字计数器WC， 数据缓存寄存器BR， DMA控制
逻辑， 中断机构， 设备地址寄存器DAR） ? DMA传送过程， 图5.48 P207 例题5.3 P208
? DMA接口与系统连接方式：具有公共请求线的DMA请求， 独立DMA请求方式 P209 【简答题】：
1. 简述IO接口的功能和基本组成
2. IO设备与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？ 简述它们的特点。
3. 中断向量地址 中断入口地址区别与联系。 4. 结合程序查询方式的接口电路，说明其工作过程。 5. 结合DMA接口电路说明其工作过程 第6章 计算机的运算方法
1. 无符号数，有符号数， 原码 反码 补码 移码的表示方法。 各自的取值范围 2. 定点数表示 浮点数表示， P228 P229 各自取值范围 3. 定点运算 1. 移位运算
2. 加法、 减法运算，
3. 了解溢出的判断（一位符号位 两位符号位） 例题6.12例题6.13 P239 4. 乘法运算
? 原码的一位乘法 原码两位乘法 ? 补码的一位乘法 补码两位乘法
5除法运算：
原码除法：恢复余数法， 加减交替法 补码除法：加减交替法（暂不考虑恢复余数法） 4. 浮点数四则运算：
1. 浮点数加减运算：对阶，尾数求和，规格化，舍入，溢出判断。 P269 2. 浮点数乘除法运算： 阶码运算 尾数运算 （不考乘除运算环节）
第7章 指令系统
1. 了解指令的一般格式 P300
2. 寻址方式概念， 分类： 指令寻址和数据寻址两大类。 P310
3. 数据寻址： 立即寻址，直接寻址，隐含寻址，间接寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，基址寻址，变址寻址，
相对寻址
4. 什么是RISC？ 简述它的主要特点？ 与CISC相比RISC的优点？
第8章 CPU的结构与功能
1. CPU功能： 取指令，分析指令，执行指令， 控制程序输入和结果输出， 总线管理，处理机器运行过程中的异常情况和特殊请求
2. CPU结构框图： ALU， CU， 寄存器， 中断系统
3. 用户可见寄存器： 通用寄存器， 数据寄存器， 地址寄存器， 条件码寄存器
控制状态寄存器： 存储器地址寄存器（MAR） 存储器数据寄存器（MDR） 程序计数器（PC） 指令寄存器（IR）
4指令周期的基本概念： 取出并执行一条指令所需的全部时间
5. 了解指令的数据流：【取值周期的数据流】， 间址周期的数据流， 中断周期的数据流，执行周期的数据流 6. 指令并行性等级：作业级（程序级）， 任务级（进程级），指令内， 指令外 7. 结构相关， 数据相关， 控制相关 P348， P350 8. 概念：吞吐率， 加速比，效率
9. 流水线中的多发技术：超标量技术，超流水线技术， 超长指令字技术 10. 中断请求标记和中断判优逻辑 11. 中断屏蔽技术 例题8.2
一、简答题
1、CPU由哪些主要部件组成？说明各部件的作用。 2、试述高速缓冲存储器的基本设计思想和特点。 3、显示适配器作为CRT和CPU的接口由哪几部分组成？ 4、主机与外部设备间为什么要设置接口？
5、为什么说取指令是公操作？在取指令阶段，CPU主要完成哪些操作？ 6、什么是闪速存储器？它有哪些特点？ 7、 什么是RISC？RISC指令系统的特点是什么？
8、 DRAM存储器为什么要刷新？有哪几种常用的刷新方式？ 9、指令寻址方式有哪几种，分别是什么？ 10、简述硬布线控制器的设计方法。
11、为了提高运算器速度，通常采取哪些措施。 12、磁表面存储器主要技术指标有哪些？ 13、DMA 控制器分为哪两类？各有什么特点？ 14、中断处理要求有哪些硬件支持？ 15、IEEE754标准浮点数的构成？ 16、什么是相联存储器？特点是什么？ 17、虚拟存贮器按地址格式分为哪三种？
18、什么是指令周期、机器周期、时钟周期？他么之间的关系？ 19、集中式总线优先权仲裁有哪三种方式？简要说明。 20、总线通信有哪四种方式？
21、存储器有哪三种扩展方法？重点掌握位扩展与字扩展。
22、存储器按照存储介质分为？按照存取方式分为？按照在计算机系统作用分为？ 23、简述PCI总线特点？
24、浮点数运算过程中，规格化处理的原则是？ 二、计算题
1、定点数加减运算。例如，已知 X = -0.01111,Y = +0.11001, 求[X]补,[-X] 补,[Y] 补,[-Y] 补,X+Y=?,X-Y=? 2、浮点数加减运算。例如，有两个浮点数 x=2 ?(-0.111) Y=2 ?(+0.101), 设阶码2位，阶符1位，数
+01
+10
符1位，尾数3位，用补码运算规则计算x-y的值。
3、 S、E、M三个域组成的一个32位二进制字所表示的非零规格化浮点数X，S=1位，E=8位，M=23位。其值表示为：X=（-1）×（1.M）×2
S
E-128
，问它所表示的最大正数，最小正数，最大负数，最小负数。
4、设X、Y为定点纯小数，证明[X]补+ [ Y ]补 = [ X + Y ]补 （mod 2）。 5、补码乘法booth算法的原理及应用。 课本254页例题6.21。
6、补码除法加减交替法的原理及应用 课本266页例题6.26 三、设计题
1、存储器扩展方面。例如，某机器中，已知配有一个地址空间为0000H—1FFFH的ROM区域，现有8K*16的ROM芯片。配有地址空间为2000H—4FFFH的RAM区域，现有SRAM芯片（8K×8位）。假设ROM芯片有CS端，SRAM芯片有CS和WE控制端，CPU地址总线A15——A0，数据总线为D15——D0 ，控制信号为R / W（读 / 写），MREQ（当存储器读或写时，该信号指示地址总线上的地址是有效的）。要求： (1)满足已知条件的存储器，画出地址分配方案。 (2)画出ROM与RAM同CPU连接图。
2.下图所示为双总线结构的机器，IR为指令寄存器，PC为程序计数器（具有自增功能），M为主存 （受R/W信号控制），AR为主存地址寄存器，DR为数据缓冲寄存器，ALU由＋，－控制信号决定可完成何种操作，控制信号G控制的是一个门电路。另外，线上标注有控制信号，例如Yi表示Y寄存器的输入控制信号，R1o为寄存器R1输出控制信号。未标注的线为直通线，不受控制。
“SUB R1 ，R3”指令完成（R3）－（R1）→R3的功能操作，画出其指令周期流程图，并列出相应的微操作控制信号序列。