计算机组成原理期末复习资料(完美高分通过版)

1计算机组成原理一、缩写词解释CPU:中央处理器ALU:算术逻辑单元I/O:输入输出接口RAM:随机存储器SRAM:静态随机访问存储器DRAM:动态随机访问存储器ROM:只读存储器PROM:用户可编程的只读存储器EPROM:紫外线可擦除可编程只读存储器FLASH:闪速存储器EEPROM:用电可擦除可编程只读存储器ISA:工业标准总线EISA:扩展工业标准总线PCI:外围部件互连总线USB:通用串行总线RS—232C:串行通信总线Cache:高速缓存FIFO:先进先出算法LRU:近期最少使用算法CRC:循环冗余校验码A/D:模拟/数字转换器D/A:数字/模拟转换器DMA:直接存储器存取方式DMAC:直接内存访问控制器LED:发光二极管FA:全加器OP:操作码CISC:复杂指令系位计算机RISC:精简指令系位计算机VLSI:超大规模集成电路LSI:大规模集成电路MAR:存储器地址寄存器MDR:存储器数据寄存器CU:控制单元CM:控制存储器二、选择题（自己看书吧····）三、名词解释1.计算机系统：由硬件和软件两大部分组成，有多种层次结构。2.主机：CPU、存储器和输入输出接口合起来构成计算机的主机。3.主存：用于存放正在访问的信息4.辅存：用于存放暂时不用的信息。5.高速缓存：用于存放正在访问信息的付本。6.中央处理器：是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。7.硬件：是指计算机实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备的实物组成。软件：指看不见摸不着，由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。8.系统软件：又称系统程序，主要用来管理整个计算机系统，监视服务，使系统资源得到合理调度，高效运行。应用软件：又称应用程序，它是用户根据任务需要所编制的各种程序。9.源程序：通常由用户用各种编程语言编写的程序。目的程序：由计算机将其翻译机器能识别的机器语言程序。10.总线：是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。11.系统总线：是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。通信总线：是指用于计算机系统之间或者计算机系统与其他系统（如控制仪表、移动通信）之间的通信的线路。按传送方式分并行和串行。串行通信是指数据在单条1位宽的传输线上，一位一位的按顺序分时传送。并行通信是指数据在多条并行1位宽的传输线上，同时由源传送到目的地。12.带宽：单位时间内可以传送的最大的信息量。13.机器字长：是指CPU一次并行处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。14.主存容量：是指主存中存放二进制代码的总位数。15.机器数：符号位数字化，0代表正数，1代表负数。16.定点数：小数点固定在某一位位置的数。17.浮点数：小数点的位置可以浮动的数。18.补码：带符号数据表示方法之一，正数的反码和原码相同，负数的反码是将二进制按位取反后在最低位再加1.219.溢出：在计算机中，超出机器字长，发生错误的结果。20.非编码键盘：采用软件判断键是否按下及设键、译键、计算键值的方法的键盘。21.A/D转换器：它能将模拟量转换成数字量，是计算机的输入设备。22.I/O接口：指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及器相应的软件控制。23.端口：指接口电路中的一些寄存器，用来存放数据信息、控制信息和状态信息。24.中断：计算机在执行程序的过程中，当出现异常情况或特殊请求时，计算机停止现行程序的运行转向对这些异常情况或特殊请求处理，处理结束后再返回到现行程序的间断处，继续执行源程序。25.中断源：凡能向CPU提出中断请求的各种因素统称为中断源。26.中断嵌套：计算机在处理中断的过程中，有可能出现新的中断请求，此时CPU暂停现行中断服务程序，转向新的中断请求，这种现象称为中断嵌套。27.优先级：为使系统能及时响应并处理发生的所有中断，系统根据引起中断事件的重要性和紧迫程度，硬件将中断源分为若干个级别。28.DMA方式：用硬件在主存与外设之间直接进行数据传送，不须CPU，用软件控制。29.指令系统：将全部机器指令的集合称为机器的指令系统。30.寻址方式：是指确定本条指令的数据地址以及下一条将要执行的指令地址的方法，它与硬件结构紧密相关，而且直接影响指令格式和指令功能。31.指令周期：完成一条指令的时间，由若干机器周期组成。机器周期：完成摸个独立操作，由若干时钟周期组成。时钟周期：最基本时间单位，由主频决定。32.微操作：在微程序控制器中，执行部件接受微指令后所进行的最基本的操作。33.微指令：控制器存储的控制代码，分为操作控制部分和顺序控制部分，由微命令组成。34.微程序：存储在控制存储器中的完成指令功能的程序，由微指令组成。35.控制存储器：CPU内用于存放实现指令系统全部指令的微程序的只读存储器。二、计算3.14.设总线的时钟频率为8MHZ，一个总线周期等于一个时钟周期。如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线的带宽是多少？解：由于：f=8MHz,T=1/f=1/8M秒，因为一个总线周期等于一个时钟周期所以：总线带宽=16/（1/8M）=128Mbps=16MBps3.15.在一个32位的总线系统中，总线的时钟频率为66MHZ，假设总线最短传输周期为4个时钟周期，试计算总线的最大数据传输率。若想提高数据传输率，可采取什么措施？解：总线传输周期=4*1/66M秒总线的最大数据传输率=32/(4/66M)=528Mbps=66MBps若想提高数据传输率，可以提高总线时钟频率、增大总线宽度或者减少总线传输周期包含的时钟周期个数。3.16.在异步串行传送系统中，字符格式为：1个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终止位。若要求每秒传送120个字符，试求传送的波特率和比特率。解：一帧包含：1+8+1+2=12位故波特率为：（1+8+1+2）*120=1440bps比特率为：8*120=960bps4.5.什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？解：存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。存储器带宽=1/200ns×32位=160M位/秒=20MB/秒（注：1ns=10-9s）4.7.一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位，8K×8位解：地址线和数据线的总和=14+32=46根；选择不同的芯片时，各需要的片数为：1K×4：（16K×32）/（1K×4）=16×8=128片2K×8：（16K×32）/（2K×8）=8×4=32片34K×4：（16K×32）/（4K×4）=4×8=32片16K×1：（16K×32）/（16K×1）=1×32=32片4K×8：（16K×32）/（4K×8）=4×4=16片8K×8：（16K×32）/（8K×8）=2×4=8片6.4.设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。-13/64，-87解：真值与不同机器码对应关系如下：真值-13/64-87原码1.00110101，1010111补码1.11001101，0101001反码1.11001011，01010006.5.已知[x]补，求[x]原和x。[x1]补=1.1100;[x2]补=1.1001;[x4]补=1.0000;[x5]补=1,0101;[x6]补=1,1100;[x8]补=1,0000;解：[x]补与[x]原、x的对应关系如下：真值-1/4-7/16-1-11-4-16[x]补1.11001.10011.00001,01011,11001,0000[x]原1.01001.0111无1,10111,0100无x-0.0100-0.0111-1.0000-1011-0100-100006.9.当十六进制数9B和FF分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用一位符号位）？解：真值和机器数的对应关系如下：原码补码移码无符号数9BH-27-101+27155原码补码移码无符号数FFH-128-1+1282566.12.设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符）。写出-27/1024、-86.5所对应的机器数。要求如下：（1）阶码和尾数均为原码。（2）阶码和尾数均为补码。（3）阶码为移码，尾数为补码。解：据题意画出该浮点数的格式：阶符1位阶码4位数符1位尾数10位将十进制数转换为二进制:x1=-27/1024=-0.0000011011B=2-5*(-0.11011B）x3=-86.5=-1010110.1B=27*(-0.10101101B)则以上各数的浮点规格化数为：（1）[x1]原=1，0101；1.1101100000[x3]原=0，0111；1.1010110100（2）[x1]补=1，1011；1.0010100000[x3]补=0，0111；1.0101001100（3）[x1]移补=0，1011；1.0010100000[x3]移补=1，0111；1.01010011006.19.设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。（2）A=19/32，B=-17/128，求A-B。（4）A=-87，B=53，求A-B。解：（2）A=19/32=0.1001100B,B=-17/128=-0.0010001B[A]补=00.1001100,[B]补=11.1101111,[-B]补=00.0010001[A-B]补=[A]补+[-B]补=00.1001100+00.0010001=00.1011101——无溢出A-B=0.1011101B=93/128B4（4）A=-87=-1010111B,B=53=110101B[A]补=11,0101001,[B]补=00,0110101,[-B]补=11,1001011[A-B]补=[A]补+[-B]补=11,0101001+11,1001011=10,1110100——溢出6.20.用原码一位乘和补码一位乘（Booth算法）、两位乘计算x·y。（1）x=0.110111，y=-0.101110；（4）x=0.11011，y=-0.11101。解：先将数据转换成所需的机器数，然后计算，最后结果转换成真值。（1）[x]原=0.110111，[y]原=1.101110，x*=0.110111，y*=0.101110原码一位乘：部分积乘数y*说明0.000000101110乘数为0右移0.000000+0.110111010111乘数为1，加上x*0.1101110.011011+0.110111010111101011右移一位乘数为1，加上x*1.0100100.101001+0.110111101011010101右移一位乘数为1，加上x*1.1000000.110000010101001010右移一位乘数为0，右移一位0.011000+0.110111000101乘数为1，加上x*1.0011110.100111000101100010右移一位即x*×y*=0.100111100010，z0=x0y0=01=1，[x×y]原=1.100111100010；x·y=-0.100111100010补码一位乘：[x]补=00.110111，[-x]补=11.001001，[y]补=11.010010部分积乘数Yn+1说明00.00000000.000000+11.0010011010010010100100Ynyn+1=00，部分积右移1位Ynyn+1=10，部分积加[-x]补11.001001右移1位11.100100+00.11011110101001Ynyn+1=01，部分积加[x]补00.011011右移1位00.00110100.000110+11.0010011101010111010100Ynyn+1=00，部分积右移1位Ynyn+1=10，部分