计算机组成原理复习提纲

第一章 概 论

1. 什么是CPU? 什么是计算机主机？什么是I/O设备？它们的功能分别是什么？ 2． 计算机是如何区分存储器中存储的信息是数据还是程序？ 3. 什么是存储器的容量？什么是数据字？什么是指令字？

4. 计算机软件和计算机硬件在逻辑功能上是否是等效的？为什么？

5. 计算机指令的功能越强，则计算机的性能越高？请对这个问题提出你的观点。 6． 谈谈你对计算机高级语言的编译和解释过程异同点的理解。

7. 什么是主存储器？什么是辅助存储器？它们的功能和作用有何不同？ 8. 简述冯〃诺伊曼计算机五大基本功能部件的作用及其相互联系。 9． 什么是指令？什么是指令系统？什么是程序？ 10．什么是虚拟机？谈谈你对虚拟机的理解。 11. 关于计算机硬件系统的组成：

系统（主机+外设）→主机（CPU，内存，I/O接口，总线AB、DB、CB）→CPU（控制器、运算器）

其中控制器IU（IP、IR、ID）；CU（微程序控制器CM，硬布线控制器）；TU（时钟源、启停逻辑、计数器、译码器）；

其中运算器（ALU、AC、F或PSW，寄存器组Ri） 12. 关于计算机软件系统：

系统（应用软件、系统软件）→系统软件（操作系统、语言处理程序、服务性程序、数据库管理系统、网络管理程序）→操作系统；系统程序、管理软硬件资源、是用户与计算机之间的接口界面。

13. 关于计算机的基本组成和工作原理： 冯·诺伊曼原理：基于二进制原理的程序存储和程序控制原理 14. 关于状态寄存器的F或PSW

用于存放运算器运算的结果特征或状态。CF、SF、OF、ZF、IF的含义

15．计算机系统的层次结构：分为微程序设计级，一般机器级，操作系统级，汇编语言级，高级语言级。

16. 描述计算机性能的字长、容量、速度指标的单位是什么？

第二章 运算器

1． 为什么浮点数的阶码部分通常采用移码表示？

2． 什么是规格化浮点数？如何判断一个数是否是规格化数？

3． 试简述区位码、国标码与机内码的异同点和相互之间的关系。已知某汉字的区位码，求国标码和机内码是多少？

4． 简述采用补码进行加减运算法的特点

①参加运算的操作数为补码 ②连同符号位一起参加运算 ③减法化成加法（即减某数用加某数的补码代替）

5． 简述标志寄存器中的SF、CF、ZF与运算结果之间的关系，并写出其逻辑表达式（设结果为D7D6D5D4D3D2D1D0）

6． 什么是真值？什么是机器数？计算机中常用的机器数有几种表示形式？

7． 简述计算机中常用的四种机器数表示形式各自的特点（设字长为n+1位，其中一位为符号位；表示的是定点整数）

8. 关于定点数的表示：

机器数（原码、反码、补码、移码的定义，作用与特点）→四种码之间的相互转换。已知真值，求它的原码、反码是、补码、移码。 9. 浮点数的表示：

浮点数的基本格式（阶码的作用，阶码的表示，尾数的作用，尾数的表示，尾符的作用）→规格化浮点数的定义（最大，最小，最接近于0的规格化浮点数的表示）→规格化浮点数的机器判断标准。

10. 汉字编码系统中各类编码的作用

外码的作用、内码的作用、字形码（字模码、字库码）的作用；国标码属何种码？其特点如何？

11. 奇偶、海明、CRC校验方法的特点、用途和编码

第三章 存储器

1．简述静态SRAM存储器的工作过程中的读过程是如何进行的？ 读①送地址 AB→MAR→MAD→MM ②送控制信号CS、WR=0有效

③从MM中读出数据→MDR→DB ④撤消地址及控制信号，READY有效 2．简述SRAM存储器工作过程中的写过程是如何进行的？ 写①选地址 AB→MAR→MAD→MM ②送控制信号CS、WR=1

同时送数据DB→MDR→MM。 ③将数据写入内存指定单元 ④撤消地址、控制信号，READY有效

3．简述SRAM和DRAM在结构上和性能上各有什么特点？ 4．简述存取时间和存取周期的定义和它们之间的区别？

5．简述页式虚拟存储器如何页表来实现地址映象（虚实地址变换）。 页式虚拟存储器的工作过程简述：由P︱D（虚拟地址）→ p+d(实址)

①基址寄存器（页表起始地址）+虚拟地址中的P（虚页号）→页表索引S0 ②根据S0查页表，若装入位=1，则取p(实页号)

③ p+D（虚址中的页内地址）= p+d（主存的实地址）

6．简述段式虚拟存储器如何通过段表来实现地址映象（虚实地址变换）。

7．简述Cache集成在CPU芯片内部有什么好处？将指令Cache和数据Cache分开设置又有什么好处？

8．什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方式？

9．什么是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理？ 10．什么是刷新？什么是重写？刷新和重写有什么异同点？ 11.关于存储器的功能与作用：用于存放程序和数据。（内外存的区别）？ 12. 存储器的结构和组成（MAR、MAD、MM、MDR，读写控制逻辑）外接三条总线?（MAD采用单、双译码二种方式）

13.主存的分类与特点（①ROM、RAM的特点与区别，②SRAM、DRAM的特点与区别。 ③统一编址的概念）

14.主存储器的扩展（芯片→模块）的计算

①采用位扩展进行字长的扩展。②采用字扩展进行容量（单元数）的扩展

③进行字扩展时必须将高位地址经编译器编译后产生的译码信号提供给各子模块（芯片）作为其片选CS。

15．刷新与重写的异同点分析

16．何为哈佛结构：指令与数据分区存储的cache结构

17．存储器系统的多级架构是根据什么原理建立的：程序执行的局部性和集中性 18.主存、辅存、缓存相比各具有什么特点。 19.虚存的定义，虚存和缓存的比较 （缓存、虚存地址变换的控制特点）（缓存、虚存的信息块大小特点）等 20.多体交叉存储器的作用与特点：

作用：增加带宽，提高存取速度。特点：由多个模块并联组成；指令与数据在各体（模块）中交叉存储；能并行读取多条指令与多个数据。 21.相联存储器的特点（例cache中的标记存储器）：按内容（特征）寻址，也可按地址线性寻址；相联存储器的操作①比较（寻找）②读/写

22.页表的计算,实、虚地址（物理、逻辑）地址的概念（CPU给出的地址为虚址）

第四章 指令系统

1．零地址指令的操作数通常来自哪里？单地址指令中，另一操作数的地址通常可以采用什么寻址方式获得？

2．试比较间接寻址和寄存器间接寻址方式之间的异同点？ 3．试比较基址寻址和变址寻址方式的异同点？

4．简述哪几种寻址方式在指令的执行阶段不访问存储器，哪几种寻址方式在指令的执行阶段只需访问一次存储器？

5．简述何谓寻址方式？试举例说出其中的6种。

6．简述什么是立即寻址方式和直接寻址方式？它们各有什么特点？ 7．简述什么是寄存器寻址方式和寄存器间址方式？它们各有什么特点？ 8．简述什么是堆栈寻址？堆栈的工作特点是什么？

9.指令的基本格式 OP（OP*规定操作、MOD规定寻址方式、REG规定所涉及的寄存器编号）+ AI(地址部分，由AC取代A1、A3，由IP取代A4) = D 10.霍夫曼编码方法的应用对象和编码原则？

11.操作数来源与寻址方式（CPU、内存、I/O、指令），例寄存器寻址和寄存器间接寻址的操作数来源有何不同？

12.寻址方式及其特点（立即、直接、间接、隐含、寄存器、寄存器间址、基址、变址、相对段寻址）；已知寻址方式，计算实址地址（不考虑段寻址）。

13.程序控制类指令的特点和功能；IP的作用：控制程序执行的顺序（或走向） ①转移指令（条件、无条件、绝对、相对转移） ②调用子程序指令及返回指令（IP →（M）SP，（M）SP →IP） ③中断操作和中断返回（I/O接口中的中断矢量→IP，（M）SP →IP）

总的特点为新地址 → IP。IP具有自动指向下一条指令地址的功能IP+1 → IP 14．堆栈的定义及工作过程①FILO原则②SP指向栈顶③由下往上生成

第五章 CPU

1．简述中央处理器CPU有哪些基本功能？分别由什么部件来实现？ 2．简述取指操作与取数操作有何区别？并简述其过程。

3．简述指令周期、CPU周期、时钟周期的定义及相互之间的关系？

4．简述微程序、微指令、微命令的定义及相互关系

5．简述流水线中导致访存冲突（资源冲突）的原因和常用的解决办法？ 6．微程序控制的基本思想是什么？ 7．微程序控制器的特点是什么？

8．当遇到何种情况时流水线工作将受阻，效率将降低？ 9．什么是指令周期？指令周期是否有一个固定值？为什么？ 10. 指令周期、机器周期、时钟周期的定义及相互关系 11. 同步（异步）控制方式的特点：以时定序（以序定时），由统一的时序信号对微操作的执行进行控制的方式（由非统一的时序信号（根据被控部件的应答）对微操作的执行进行控制的方式

12．取指过程与取数过程的区别，简述其过程？ 13. 控制器的功能：取指、译码，形成控制信号；指令通道（IP→内存→IR→ID→CU（CON）） 14.指令、微程序、微指令、微命令、微操作的定义与相互关系？ 15．微命令分段编译法的分段原则是什么 16.非访内指令和直接访内指令的执行过程 ⑴非访内：

取指（①送出IP→内存，IP+1→IP；②/RD有效（启动存储器）/CS；③读出指令→IR→ID→CU），执指（不同指令过程不尽相同） ⑵直接访内指令： 取指；形成地址（根据各种寻址方式形成地址→AR）；执指（①取数AR→内存；②/RD、/CS有效；③内存数据→DR；④运算，对DR中的内容进行数据处理，其过程对应不同的指令不尽相同）

17．已知结构图，分析指令通道与数据通道的建立 18. 控制ROM与主存ROM的区别 ①位于控制器中（存放微程序） ②位于CPU外（存放程序和数据）

19. 组合逻辑控制方式与微程序控制方式的区别 ①CU由与门和或门阵列构成，不能修改 ②由ROM构成，能进行调整和修改

20.控制ROM容量的计算（求单元数、字长）

21.指令、数据在CPU、总线、存储器之间流动的通路 指令通路IP→AR→内存→DR→IR→CU→控制信号

数据通路由各种寻址方式形成地址→AR→内存→DR→运算器（ALU运算）→AC 22．流水线技术的定义及对指令周期的影响，对程序执行速度的影响 23. 填空题举例

1. 浮点数尾数的加法运算（两位符号位），如果结果高3位是形如 和 ，则需要进

行左规或右规。 2. 某SRAM芯片，有存储容量1M*16位，该芯片的地址线和数据线数目分别为 、 。 3. 使用多体交叉存储器，是通过提高访问的(13)来提高有效访问速度的。

4. 虚拟存储器中的 不要求所划分的信息块大小相同， 对程序员完全透明。 5. 主存-cache存储器中存取信息，地址变换，和替换策略全部由 实现，虚拟存

储器技术主要用来弥补主存的 。

6. 用偶校验法，校验位放在数据后面，则对数据串01101校验后生成的串是 ；

用海明校验码，如果有效信息位为14位，则需要 位校验位。

7. 机器指令一般包括操作码和 。

8. 控制器中指示当前指令执行地址的寄存器为 ，主存储器中存放访问地址的寄

存器是 。

9. 一条指令有16位，地址为3000H，在读取这条指令后，PC的数值变为 。 10. 计算机的CPU包括 和 两个重要的组成部分。

24. 选择题举例

1．对计算机的软、硬件资源进行管理的是（1）_。

A 操作系统 B 数据库管理系统 C 语言处理系统 D 用户程序

2．用64位字长（其中1位符号位）表示定点正小数时，所能表示的数值范围是（2）。 A [ 0，264 – 1 ] B [ 0，263 – 1 ]

C [０，262 – 1 ] D [０，263 ]

3．某机字长32位，存储容量为 1MB，若按字编址，它的寻址范围是（3）。 A 0—1M B 0—512KB C 0—256K D 0—256KB 4．变址寻址方式中,操作数的有效地址等于（4） A. 基址寄存器内容加形式地址。 B. 堆栈指示器内容加形式地址。 C. 变址寄存器内容加形式地址。 D. 程序计数器内容加形式地址。 5．能改变程序执行顺序的是（5）。

A. 数据传送类指令 B. 移位操作类指令

C. 输入输出指令 D. 转移类指令 6．当-1

A. 1-x B. x C. 2+x D。 (2-2-n)-|x| 7．下列因数中，与高速缓存命中率无关的因数是（7）。 A.主存存取速度 B.高速缓存容量

C.高速缓存替换算法 D.高速缓存的地址变换方式 8．在虚拟段页式存储管理方案的特点为（8）。

A.空间浪费大、存储共享不易、存储保护容易、不能动态连接。

B.空间浪费小、存储共享容易、存储保护不易、不能动态连接。 C.空间浪费大、存储共享不易、存储保护容易、能动态连接。 D.空间浪费小、存储共享容易、存储保护容易、能动态连接。 9．CPU的组成中不包含（9）。 A 运算器 Ｂ 控制器 Ｃ ALU D 主存储器 10．层次化存储系统不包括（10）。

A.寄存器 B.高速缓冲存储器 C.主存储器 D.辅助存储器 11．为了确定下一条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想是（11）。

A.用程序计数器PC来产生后继微指令地址

B.用微程序计数器uPC来产生后继微指令地址

C.通过微指令控制字段由设计者指定或者由设计者指定的判别字段控制产生后继

微指令地址

D.通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址 12．一节拍脉冲持续的时间长短是（12）。

A.指令周期 B.机器周期 C.时钟周期 D.以上都不对 13．下列字符码中带有奇校验是（13）。 A 01001011 B 11010111 C 11000001 D 11001001 14．请从下面浮点运算器的描述中选出描述正确的句子（14）。

A.浮点运算器可用两个紧密连接的定点运算部件----阶码部件和尾数部件来实现

B.价码部件可实现加、减、乘、除四种运算 C.阶码部件只进行价码相加、相减和比较操作 D.尾数部件只进行乘法和除法运算

15．Cache存储器的内容应绝对与主存储器相应单元的内容（15）。

A.保持一致 B.可以不一致 C.无关

25. 判断题举例

1． 将补码的符号位改用多位表示，就变成变形补码。一个用双符号位表示的变形补码

01.1010是正数。

2． 机器数可用于进行带符号数的加/减法运算。×

3． 浮点运算结果可能产生两种溢出情况（上、下溢）均属于故障情况，都应发中断信

号。×

4． 所有正的二进制定点小数的真值与它的机器数编码相同。

5． 原则上只读存储器是一种只能读出数据而不能写入数据的存储器，因此，一般用于

存放计算机固化控制程序，如BIOS等。

6． 一个循环码的码字经过多次循环右移后仍然是该循环码的码字。 7． 汇编语言程序用助记符编写，可以直接被硬件系统识别和运行。× 8． 相联存储器是一种按内容访问的存储器。

9． 多体交叉存储技术主要用于解决存储器的容量扩充问题。× 10． 指令系统是计算机具有的各种指令的集合，它反映计算机的基本功能。 11． 微程序控制器用存储逻辑代替硬连线控制器的组合逻辑实现对操作的控制。 12． 指令系统中采用多种寻址方式的目的是为了缩短指令长度，扩大寻址空间，提

高编程灵活性。 13． 算术运算由运算器完成，而逻辑运算由控制器完成。× 14． 存取周期是指存储器两次访问之间的最大间隔时间。× 15． 浮点运算可由阶码运算和尾数运算两部分联合实现。×

26. 简答题举例

1. 什么是主存储器？什么是辅助存储器？它们的功能和作用有何不同？ 2. 什么是规格化浮点数？如何判断一个数是否是规格化数？

3. 简述静态SRAM存储器的工作过程中的读过程是如何进行的？

4. 简述什么是寄存器寻址方式和寄存器间址方式？它们各有什么特点？ 5. 简述取指操作与取数操作有何区别？并简述其过程。

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