组成原理试题

发布 2024-04-16 19:55:10 阅读 4724

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、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sn 74182,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3-39 mov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**3-13模型机的微程序及我给出的补充**,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**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:微指令:产生微命令,控制完成机器指令功能的一步操作。

机器指令:实现指令系统功能所规定的一种操作。

微程序:包含若干微指令,解释执行一条机器指令。

工作程序:包含若干机器指令,完成某一特定任务。

cm:存放微程序,位于cpu内部。

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。

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:

sram:利用双稳态触发器存储信息。

dram: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:

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)

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。

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。

发启动命令,即送命令字,启动设备。

设备完成工作,申请中断。

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

cpu响应,发批准inta,并关中断,保存断点。

中断控制器送出中断号。

cpu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。

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:i/o与主存,而不是i/o与cpu或i/o与主机交换数据。

直接依靠硬件传送,而不是执行程序传送。

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。

接收初始化信息(传送方向、主存首址、交换量)

接收接口的dma请求,向cpu申请总线。

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。

接收初始化信息(外设寻址信息)

接收cpu发向设备的命令,反映设备、接口的状态。

传送数据。15、说明dma工作的全过程。

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。

dma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。

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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