《计算机组成原理》1．指令、指令系统、虚拟存储器、Cache的地址映像、微命令、微指令、输入设备、输出设备、中断系统、中断隐指令、光盘、指令周期、机器周期、节拍的定义指令：指令是指计算机执行某些操作的命令。

指令系统：一台计算机所有指令的集合。

虚拟存储器：将主存储器和辅助存储器的地址空间统一编址，在硬件和系统软件的共同管理下，可以把它们看成一个单一的存储器。

cache的地址映像：在cache中，地址映像是指把主存地址空间映像到cache地址空间，也就是把存放在主存中的程序按照某种规则装入cache中，地址映像有3种方法全相联映像，直接映像，组相联映像微命令：在微程序控制的计算机中，将控制部件向执行部件发出的各种控制命令叫做微命令。

微指令：指控制存储器中的一个单元的内容，即控制字，是若干个微命令的集合。

输入设备：向计算机输入信息的外部设备称为输入设备。

输出设备：接受计算机输出信息的外部设备称为输出设备。

中断系统：是计算机实现中断功能的软、硬件总称。

中断隐指令：CPU响应中断后，经过某些操作，转去执行中断服务程序。

这些操作是由硬件直接实现的。

光盘：用光学方式读写信息的圆盘称为光盘。

指令周期：CPU每取出一条指令并执行这条指令，都要完成一系列的操作，所需要的时间通常叫做一个指令周期。

机器周期：在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一个基本操作。

完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

节拍：在一个机器周期内，要完成若干个微操作。

这些微操作有的时候可以同时执行，有的需要按先后次序串行执行。

因而应把一个机器周期分为若干个相等的时间段，每一个时间段对应一个电位信号，称为节拍电位信号。

2．冯·诺依曼等人提出的存储程序概念（教材P2，共3点）。

1)计算机应由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备5大基本不见组成；2)计算机内部采用二进制来表示指令和数据；3)将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，这就是存储器程序的基本含义。

3．计算机中需要编址的设备主要有哪些。

在计算机中需要编址的设备主要有CPU中的通用寄存器、主存储器、和输入输入设备3种。

4．指令寻址与数据寻址的概念。

寻找下一条将要执行的指令地址称为指令寻址；寻找操作数的地址称为数据寻址。

5．6管SRAM和4管DRAM的主要用途。

6管sram一般用来组成高速缓冲存储器和小容量主存储器；4管dram一般用来组成大容量主存系统6．控制器中各组成部分的主要任务。

控制器由以下几部分组成：指令部件（主要任务是完成取指令并分析指令。

）时序部件（产生一定的时序信号，以保证机器的各功能部件有节奏的进行信息传送。

）微操作信号发生器（不同的机器指令具有不同的微操作序列。

）中断控制逻辑（用来控制中断处理的逻辑硬件。

）7．CPU控制方式中的同步控制方式和异步控制方式。

同步控制方式即固定的时序控制方式，各项操作都由统一的时序信号控制，在每个机器周期中产生统一数目的节拍电位和工作脉冲。

异步控制方式即可变时序控制方式，各项操作不采用统一的时序信号控制，而根据指令或部件的具体情况决定，需要多少时间，就占用多少时间。

8．计算机中各个部件或设备必须通过三态缓冲器挂在总线。

无论是计算机内部各部分之间还是计算机与外部设备之间，数据传送都是通过总线进行的，三态门主要用于总线连接，各个部件或设备必须通过三台缓冲器才能挂上总线，通过控制端选择工作部件或设备。

9．总线的定时控制方式包括哪些。

总线的定时控制方式一般分为同步方式和异步方式。

10．磁介质存储器主要包括哪些种。

磁介质存储器主要包括硬盘存储器、软盘存储器、和磁带存储器。

11．键盘上的键开关分为哪两类。

它们的特点是什么。

键盘上的键开关分为两大类型：接触式和非接触式。

接触式的特点：它是靠按键的机械动作来控制开关开启；非接触式的特点：开关内没有机械接触，只是利用按键动作改变某些参数或利用某些效应来实现电路的通、断转换。

12．主机和外设之间的信息传送控制方式主要有哪4种方式。

信息查询方式、程序中断方式、直接存储器存取方式、I/O通道控制方式13．接口中包含哪些端口，作用是什么。

一个接口中包含数据端口（存放数据信息的寄存器）、命令端口（存放控制命令的寄存器）、状态端口（存放状态信息的寄存器）14．主机和外设之间交换信息为什么一定要通过接口呢？这是因为主机和外设各自具有自己的工作特点，它们在信息形式和工作速度上具有很大的差异，接口正是为了解决这些差异而设置的。

二、计算及其相关概念1．十进制浮点数与短浮点数格式之间的相互转换。

例2-13．将（100.25）10转换成短浮点数格式○1把十进制数转换成二进制数。

（100.25）10=（1100100.01）2○2规格化二进制数。

1100100.01=1.10010001*26○3计算出阶码的移码（偏置值+阶码真值）。

1111111+110=10000101○4以短浮点数格式存储该数。

因为，符号位=0阶码=10000101尾数=10010001000000000000000所以，短浮点数代码为：0；10000101；10010001000000000000000表示为十六进制的代码：42C88000H。

例2-14.把浮点数C1C90000H转换成十进制数。

○1将十六进制代码写成为二进制形式，并分离出符号位、阶码和尾数。

因为，C1C90000H=11000001110010010000000000000000所以，符号位=1阶码=10000011尾数=10010010000000000000000○2计算出阶码真值（移码减去偏置值）10000011-1111111=100○3以规格化二进制数形式写出次数1.1001001*24○4写成非规格化二进制数形式11001.001○5转换成十进制数，并加上符号位（11001.001）2=（25.125）10所以，该浮点数=-25.125通常将IEEE754短浮点数规格化的数值ν表示为：ν=（-1）s*（1.f）*2E-1272．根据有效信息计算相应的奇校验码、8421码。

p413．根据有效信息位，计算汉明校验码。

p434．用补码计算两个操作数的和与差。

p845．计算一个数的原码、反码、补码，以及各种逻辑移位之后的结果。

p（16）6．补码除法运算中的上商规则是什么。

p1027．执行浮点数的加减运算时，经过的步骤是什么。

p1068．主存容量的扩展方法以及所需总的芯片数的计算公式。

p1399．在图形显示方式和在字符显示方式下，VRAM总容量的计算公式是什么。

p272三、其他1．基址寻址和变址寻址之间的区别。

一般来说变址寻址中变址寄存器提供修改量，而指令中提供基准值；基址寻址中基址寄存器提供基准值，而指令中提供位移量，这两中寻址方式应用的场合也不相同，变址寻址是面向用户的，用于访问字符串、向量和数组等成批数据；而基址寻址面向系统，主要用于逻辑地址和物理地址的交换，用以解决程序在主存中的再定位和扩大寻址空间等问题。

2．动态RAM为什么要刷新？一般有几种刷新方式？为了维持动态RAM及一单元的存储信息，所以每个一定时间必须刷新。

一共有三种方式：集中刷新方式、分散刷新方式、异步刷新方式3．微程序控制器的工作过程。

微程序控制器的工作过程实际上就是在微程序控制器的控制下计算机运行机器指令的过程：○1执行取指令公共操作。

○2由机器指令的操作码字段通过微地址形成部件产生该机器指令所对应的微程序的入口地址，并送入μMAR。

○3从CM中逐条取出对应的微指令并执行之。

○4执行完对应于一条机器指令的一个微程序后又回到取指微程序的入口地址，继续第○1步，以完成取下一条机器指令的公共操作。

4．为什么要设立总线仲裁机构？集中式总线控制的常用方式？：由于总线是公共的，为了保证同一时刻只有一个申请者使用总线，总线控制机构中设置有总线判优和仲裁控制逻辑，即按照一定的优先次序来决定哪个部件首先使用总线，只有获得总线使用权的部件，才能开始数据传送。

集中式总线控制有３种常见的优先权仲裁方式：链式查询方式、计数器定时查询方式和独立请求方式。

它们各自的优缺点是：链式查询的优点是只用很少几根线就能按一定的优先次序来实现总线控制，并易于扩充。

缺点是对查询链的故障很敏感，查询的优先级是固定的。

计数器定时查询方式可以方便地改变优先次序，增加系统的灵活性，但控制线数稍多。

独立请求方式的优点是响应时间快，然而这是以增加控制线数和硬件电路为代价的。

此方式对优先次序的控制也是相当灵活的，它可以预先固定，也可以通过程序来改变优先次序。

5．外部设备的主要功能，分类，每类中的典型设备。

功能：主要用来完成数据的输入输出、成批存储以及对信息加工处理的任务。

外部设备按主要功能分类：输入输出设备（键盘鼠标）、辅助存储器（硬磁盘存储器）、终端设备（手机）、过程控制设备6．DMA和中断的区别。

1、中断方式在每个数据传送完成后中断CPU，而DMA方式则是在所要求传送的一批数据全部传送结束时中断CPU；2、中断方式的数据传送是在中断处理时由CPU控制完成的，而DMA方式则是在DMA控制器的控制下完成。

不过，在DMA方式中，数据传送的方向、存放数据的内存始址及传送数据的长度等仍然由CPU控制。

7．转子指令与转移指令的区别。

○1转移指令使程序转移到新的地址继续执行指令，不存在返回的问题，所以没有返回地址；而转子指令要考虑返回问题，所以唏嘘以某种方式保存返回地址，以便返回时能找到原来的位置○2转移指令用于实现同一程序内的转移；而转子指令转去执行一段子程序，实现的是不同程序之间的位置。

8．CPU要实现对存储单元的访问，首先要进行片选。

片选信号的产生方法（名称、简介、优缺点）。

1、线选法，就是用除片内寻址外的高位地址线直接分别接至各个存储芯片的片选端，当某地址线信号为‘0’时，就选中与之对应的存储芯片，线选法的优点：是不需要地址译码器，线路简单，选择芯片无需外加逻辑电路。

缺点：但仅适用于连接存储芯片较少的场合。

不能充分利用系统的存储器空间，且把地址空间分成相互隔离的区域2、全译码法，将除片内寻址外的全部高位地址线都作为地址译码器的输入，译码器的输出作为各芯片的片选信号，将他们分别接到存储芯片的片选端，以实现对存储芯片的选择。

优点：每片芯片的地址范围是唯一确定的，而且是连续的，以便于扩展，不会产生地址重叠的存储区。

缺点：对译码电路要求较高。

3、部分译码法，即用除片内寻址外的高位地址的一部分来译码产生片选信号。

特点：较全译码法简单，缺点：但是存在地址重叠9．微程序和程序的区别。

微程序和程序是两个不同的概念。

微程序是由微指令组成的，用于描述机器指令，微程序实际上是机器指令的实时解释器，是由计算机的社记者事先编制好并存放在控制存储器中的，一般不提供给用户。