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组成原理试题

计算机组成原理总复习

第一章概论

1、计算机组成示意图，图1-1，P1

2、计算机系统的组织，图1-5，P6

3、计算机的主要性能指标：

基本字长、运算速度、数据通路宽度与数据传输率、存储容量

知识点：

1、计算机的硬件组成以及控制器的作用

2、冯·诺伊曼机工作的基本方式的特点

3、RISC与CISC的特点比较

第二章计算机中的信息表示

1、不同数制之间的转换（2、8、10、16）

2、带符号数的表示：

原码、反码、补码

3、定点整数与定点小数的表示范围

4、浮点数的组成（符号、阶码、尾数）及表示范围；

5、浮点数规格化

6、指令结构

7、常用寻址方式：

立即、直接、寄存器、间接寻址、寄存器间接、变址、基址、基址加变址

8、常见指令类型：

传送、I/O、算术运算指令、逻辑运算指令

9、外设与主存的变址方式：

统一变址、独立变址

知识点：

1、补码的表示范围与数值确定

2、浮点数的表示范围和精度

3、常用的寻址方式

4、指令长度与扩展方式，图2-6

5、根据寄存器的长度与指令中的寻址方式，能够确定寻址空间

第三章CPU子系统

1、理解掌握CPU的基本组成：

运算部件、寄存器组（通用寄存器组、IR、PC、MAR、MDR）

2、掌握PSW的若干位：

C、V、Z、N

3、时序信号的组成：

脉冲、节拍、周期

4、理解时序控制的两种方式：

同步、异步

5、控制器的分类及其各自特点：

组合逻辑控制器（图3-8）、微程序控制器（图3-9）

6、了解信息传送的三种控制方式：

直接程序传送方式（查询）、程序中断传送方式、DMA传送方式

7、理解加法器的构成

公式3-5，P90，理解进位产生函数与进位传递函数的作用

8、理解加法器采用的不同的进位方式：

串行进位（行波进位）、并行进位、分组进位

9、了解SN74181与SN74182，根据图3-24

10、掌握溢出的判断方法，有三个公式。

P101

11、理解逻辑移位与算术移位

12、舍入处理的两种原则：

0舍1入、末位恒置1

13、理解掌握原码一位乘法，例3-13，P104

14、理解掌握补码一位乘法，例3-14，P107

15、理解掌握原码不恢复余数除法，例3-16，P112

16、理解掌握补码不恢复余数除法，例3-19，P115

17、熟悉浮点加减运算的操作步骤

18、熟悉浮点乘除运算的操作步骤

19、模型机的常用寻址方式，表3-7，P121

20、掌握图3-33，模型机数据通路结构，P124

掌握各类信息的传送路径：

指令、地址、数据

21、一个机器周期分为四个子周期：

FT、ST、DT、ET

22、掌握操作时间表的写法，模仿课件第三章4（5）第48页的内容，能够写出不同指令的操作时间表

23、理解掌握图3-39MOV指令流程图

24、理解掌握图3-40双操作数指令流程图

25、理解掌握图3-42转移指令流程图与图3-43转子程序流程图

26、理解图3-47模型机微指令的格式，了解各个字段的作用

27、根据表格3-13模型机的微程序及我给出的补充表格，对于给出的某个指令，能够写出其对应的微地址。

28、结合本章第5，两种控制器的比较：

组合逻辑控制：

综合化简产生微命令的条件，形成相应逻辑式，用组合逻辑电路实现。

执行指令时，由组合逻辑电路（微命令发生器）在相应时间发出所需微命令，控制有关操作；

微程序控制：

1将微命令以代码形式编成微指令，控制一步操作

2若干微指令编成一段微程序，解释执行一条机器指令

3微程序事先存放在控制存储器CM中，执行机器指令时再取出

注意区分：

①微指令：

产生微命令，控制完成机器指令功能的一步操作

②机器指令：

实现指令系统功能所规定的一种操作

③微程序：

包含若干微指令，解释执行一条机器指令

④工作程序：

包含若干机器指令，完成某一特定任务

⑤CM：

存放微程序，位于CPU内部

⑥主存：

存放工作程序，位于CPU外部

关于两种方式的比较，请同学自行总结答案

知识点：

1、超标量流水技术

2、引起指令流水阻塞的条件

3、控制器的种类与各自的核心器件

4、控制器的多级时序系统的构成

5、时序系统由几级构成，电平型微命令一般维持的时间

6、溢出判断条件

7、74181与74182的功能，组合使用时的位数关系

8、浮点数加减运算步骤

9、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系

10、对于微命令进行分段的基本原则

11、微指令的编码方式

12、微指令的执行顺序的断定方法

13、熟练掌握单向内总线的数据通路结构图，用寄存器传送指令写出一条指令的执行流程，并写出执行周期中用到的微命令。

第四章存储系统

1、存储单元的层次，CPURCache主存外存，图4-1，P170

2、了解静态MOS与动态MOS的存储原理与主要单元，动态RAM为何需要刷新，并且掌握：

①SRAM：

利用双稳态触发器存储信息

②DRAM：

利用电容存储电荷的原理存储信息

3、理解存储芯片，地址线（容量）与片选信号（高位起始地址）的关系

4、熟练掌握主存储器的逻辑设计：

位扩、字扩、三总线（AB、DB、CB）连接、片选信号

5、熟悉常用的校验方法：

奇偶校验、和校验、CRC，了解海明码校验

6、熟练掌握Cache与主存地址映射的三种方法：

直接映像、全相连映像、组相连映像

7、理解Cache的替换算法：

FIFO、LRU

8、了解虚拟存储器VM与主存的地址映像方法

知识点：

1、SRAM与DRAM的存储单元

2、静态与动态RAM存储的原理

3、已知存储器的容量、字长、模块数、存储周期等参数，又已知数据总线宽度位数和总线传送周期，如何求存储器的带宽

4、已知地址线的数量和数据线的数量，并结合/BHE与A0,以区分字节访问与字访问，能够画出系统连接图（需要区分ROM与RAM），分别计算按字节和字访问的空间大小。

如果给定了芯片，则需要用十六进制确定每个芯片的存储空间。

5、谁来负责Cache与主存的地址映射

6、与Cache的命中率有关的因素有哪些

7、Cache与主存的地址映射，采用直接映像或组相联映像，能够画出主存地址字段中各段的位数，会计算CACHE的命中率。

第五章I/O系统

1、理解几个基本概念：

并行与串行、同步与异步

2、按信息传送的控制方式划分，I/O接口可以分为：

程序查询方式接口、中断接口、DMA接口

3、熟悉异步应答关系中，请求与回答信号的互锁，图5-7，P246

4、中断的定义、作用及其分类

5、理解中断子程序与普通子程序的区别，P253

6、理解中断请求信号的传送机制

7、掌握中断判优的原理，图5-16，P260

8、理解中断服务程序入口地址的获取的两种方法：

①向量中断方式：

将中断服务程序的入口地址（中断向量）组织在中断向量表中，响应中断时，由硬件直接产生对应于中断源的向量地址，访问向量表，取得响应服务程序入口，转入服务程序；

中断向量：

服务程序入口地址，服务程序状态字

中断向量表：

存放中断向量的存储区

向量地址：

访问向量表的地址（指向中断向量的首址）

②非向量中断方式

将服务程序的入口组织在查询查询中，CPU响应时执行查询程序，确定中断源，转入相应服务程序

9、理解中断向量表的作用与构成

10、综合论述中断从产生、判优、响应、处理、返回等过程

①初始化：

设置接口和中断控制器工作方式，送屏蔽字，送中断号

②发启动命令，即送命令字，启动设备

③设备完成工作，申请中断

④中断控制器汇集各个请求，经屏蔽、判优，形成中断号，并向CPU送公共请求信号INT

⑤CPU响应，发批准INTA，并关中断，保存断点

⑥中断控制器送出中断号

⑦CPU执行中断隐指令操作（将中断号转换为向量地址，查向量表，取中断子程序入口），进入中断服务程序。

⑧中断服务程序结束，开中断，返回断点

11、DMA的定义与特点

定义：

P276

注意：

①I/O与主存，而不是I/O与CPU或I/O与主机交换数据

②直接依靠硬件传送，而不是执行程序传送

③传送前的初始化和传送结束处理，需要CPU的干预

应用：

高速、简单、批量数据传送

12、DMA的传送方式：

单字，成组

13、理解DMA控制器的功能

①接收初始化信息（传送方向、主存首址、交换量）

②接收接口的DMA请求，向CPU申请总线

③接收CPU的总线响应，向接口发回DMA应答

4接管总线权，控制DMA传送

14、理解DMA接口的功能

①接收初始化信息（外设寻址信息）

②接收CPU发向设备的命令，反映设备、接口的状态

③传送数据

15、说明DMA工作的全过程

①初始化，CPU通过程序向DMA控制器和接口送出初始化信息，启动设备

②DMA传送，DMA控制器获得总线权，控制直传，并自动修改地址、交换量

③结束处理，批量传送完毕，接口申请中断，CPU执行中断处理程序，做结束处理

请同学们思考：

三个阶段各采用什么方式（程序传送方式、硬件传送方式、中断方式）？

各完成哪些操作？

知识点：

1、常用总线标准的英文缩写

2、计数器定时查询的总线仲裁方式，设备号与优先级的关系

3、微处理器与外部数据总线，数据传输速率的计算方法

4、中断向量表的作用

5、中断优先排队方法中的菊花链方式的特点

6、响应一条中断请求的必要条件

7、给定不同中断源的中断屏蔽字，能够画出中断优先级排队判优电路和CPU执行程序的轨迹。

8、单级中断系统中，中断服务程序执行的顺序

9、DMA数据传送对总线的占用时间

10、DMA方式：

依靠硬件在主存与外设之间传递数据

11、DMA的工作时序，控制信号的变化规律

第六章输入输出设备及接口

1、了解输入输出设备的一般功能，P295

2、理解掌握键盘的行列扫描法，图6-6，图6-7

3、理解分辨率和灰度的概念

知识点：

1、显示器的刷新存储器容量计算方法

2、I/O接口的编址方式有哪些，各自的访问方法

3、键盘矩阵行列扫描原理

补充关于cache的计算