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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
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