内存
三组信号：控制信号、地址信号、数据信号
控制信号：主要是存储器的读和写，存储器芯片的片选信号
容量：以字节为单位
4G的内存可以是两个2G的内存条。
1G的内存条中有不同的存储器芯片。
存储器扩展的设计。
存储器芯片的容量通常用它能存储多少二进制位来描述。
存储器的组织形式
可以知道地址总线的宽度和数据总线的宽度。
存储器的访问速度
SRAM（静态RAM）
每个存储单元都用一个锁存器或一个触发器来构造的存储器。
DRAM（动态RAM）
每个存储单元都是用电容来构造的存储器
把地址信号拆分为行地址和列地址，根据行和列来找到对应的单元。
行地址信号和列地址信号是共用相同的引脚的。
分成行列的目的是刷新的时候，每次能刷新一行或者一列，而不是刷新一个单元，这样能使刷新更快。
内存与cache对比，内存更注重容量，用动态RAM，cache更注重速度，使用静态RAM。
因为静态RAM的每个存储单元需要用一个锁存器和一个触发器来构造，锁存器和触发器是由多个逻辑门来设计的，每个逻辑门是由多个二极管来实现的，所以容量较小。
动态RAM由于是由电容来设计的，存在电荷泄露的问题，可能会导致1变成0，故要设计刷新电路，防止存储的数据改变，而刷新时是无法访问内存的，所以访问速度较慢。
低位的直接与地址总线相连，高位的地址信号通过一个地址译码器来作为片选信号来选中对应的存储器芯片。
存储器芯片的数据总线直接与系统的数据总线连接，因为存储器芯片已经把三态给设计进去了，如果存储器芯片没有选中，则该芯片的数据总线已经处于高阻态了。
IBM PC的存储器映射表
HMA(high memory area)：高端存储器，286以上的芯片工作在实模式下访问的超过1M 的存储器的范围。
Extended Memory：扩充存储器，在上端存储器（384KB的部分）中，没有被使用的空间可以被用户使用，这部分就称为扩充存储器。
数据的完整性
写入数据后读出来的数据要是一样的。
通过数据本身是无法知道数据是否准确的，需要增加一些额外的冗余信息来作为判断依据，增加了信息传递的可靠性。
信息传递的有效性：信息传递的过程中，单位时间内占用单位资源时传输的有效信息的多少。
信息传递的可靠性：信息传递的过程中，信息准确性。
校验方法：校验和、奇偶校验位、循环冗余校验
1、ROM采用校验和
a)把所有的字节按照二进制加到一起，舍弃进位
b)计算出补码作为校验和字节保留起来
c)每次启动ROM则先检测所有字节加起来之后再与校验和相加是否等于0，如
果不等于0则是出错了
对于批量数据进行校验比较方便
2、RAM采用奇偶校验位
a)加入一个奇偶校验位，使得数据的二进制数含有1的个数为奇数个1则是奇校
验
b)如果读出来的数据有偶数个1，则是错的，出错则触发不可屏蔽中断
由于每次读取内存只读取一个单元，每次读取都要检测，则不能再采用上面的校验
和来校验了，因为要检测一个字节是否准确就需要一个字节，浪费空间，所以采用
奇偶校验法。
奇偶校验法只能检测出1个位出现错误的情况，但是找不到是哪一位出错的。
3、硬盘和信息传递采用循环冗余校验
DMA直接存储器存取
完成IO与存储器之间的传递可以直接在DMA控制器的控制下完成。
DMA控制下数据传送的方式
1、IO与存储器
2、存储器与存储器
3、IO与IO
DMA工作时需要先获得对总线的控制权，需要向CPU发出总线请求信号，得到CPU发出的总线确认信号才能获得对总线的控制权，完成后需要把总线控制权交回给CPU。
获得总线确认信号一定是在总线周期结束之后。
第一章计算机系统概论第一章单元测验 1、计算机硬件能直接执行的是 A、高级语言 B、机器语言 C、汇编语言 D、任何语言 2、下列说法中，错误的是 A、软件与硬件具有逻辑功能的等价性 B、固件功能类似软件，形态类似硬件 C、计算机系统层次结构中，微程序属于硬件级 D、寄存器的数据位对微程序级用户透明 3、完整的计算机系统通常包括 A、运算器、控制器、存储器 B、主机、外部设备 C、主机和应用软件 D、硬件系统与软件系统 4、计算机的字长与下列哪项指标密切相关 A、运算精确度 B、运算速度 C、内存容量 D、存取速度 5、CPU地址线数量与下列哪项指标密切相关 A、运算精确度 B、运算速度 C、内存容量 D、存储数据位 6、下列属于冯?诺依曼计算机的核心思想是 A、存储器按地址访问 B、存储程序和程序控制 C、采用补码 D、采用总线
7、下列关于计算机系统层次结构的描述中，正确的是 A、不同层次面向不同用户，看到计算机的属性不同 B、低层代码执行效率比高层代码执行效率高 C、低层用户对硬件的透明性比高层用户要低 D、指令集架构层是软、硬件间的接口 8、下列关于硬件与软件关系的描述中，正确的是 A、硬件是软件运行的基础 B、硬件的发展推动了软件的发展 C、软件的发展也推动硬件的发展 D、软件能完成的功能及性能与硬件有关 9、下列关于计算机字长的描述中正确的是 A、字长一般与运算器的数据位相同 B、字长一般与通用寄存器的位数相同 C、字长一般与存储器数据位相同 D、字长一般与存储器的地址位相同 10、下列可用于评价计算机系统性能的指标是 A、MIPS B、CPI C、IPC D、字长 11、下列计算机系统性能评价的描述中正确的是 A、程序MIPS值越高，计算机的性能越高 B、程序的CPI值越低，计算机的性能越高 C、主频高的机器性能不一定高 D、同一程序在不同机器上运行时得到的MIPS值不一定相同 12、访问256KB的存储空间，需要的地址线数最少为( ）根？（只需要填阿拉伯数字） 13、程序必须存放在哪里才能被CPU访问并执行 14、某计算机指令集中共有A、B、C、D四类指令，它们占指令系统的比例分别为40% 、20%、20%、20%, 各类指令的CPI分别为2、3、4、5；该机器的主频为600MHZ，则该机的CPI 为（保留到小数点后一位） 15、某计算机指令集中共有A、B、C、D四类指令，它们占指令系统的比例分别为40% 、20%、20%、20%, 各类指令的CPI分别为2、3、4、5；该机器的主频为600MHZ，则该机的MIPS为（保留到小数点后一位） 参考答案如下：
计算机组成原理2009年12月期末考试复习大纲 第一章 1.计算机软件的分类。 P11 计算机软件一般分为两大类：一类叫系统程序，一类叫应用程序。 2.源程序转换到目标程序的方法。 P12 源程序是用算法语言编写的程序。 目标程序（目的程序）是用机器语言书写的程序。 源程序转换到目标程序的方法一种是通过编译程序把源程序翻译成目的程序，另一种是通过解释程序解释执行。 3.怎样理解软件和硬件的逻辑等价性。 P14 因为任何操作可以有软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。对于某一机器功能采用硬件方案还是软件方案，取决于器件价格，速度，可靠性，存储容量等因素。因此，软件和硬件之间具有逻辑等价性。 第二章 1.定点数和浮点数的表示方法。 P16 定点数通常为纯小数或纯整数。 X=XnXn-1…..X1X0 Xn为符号位，0表示正数，1表示负数。其余位数代表它的量值。 纯小数表示范围0≤|X|≤1-2-n 纯整数表示范围0≤|X|≤2n -1
浮点数：一个十进制浮点数N=10E.M。一个任意进制浮点数N=R E.M 其中M称为浮点数的尾数，是一个纯小数。E称为浮点数的指数，是一个整数。 比例因子的基数R=2对二进制计数的机器是一个常数。 做题时请注意题目的要求是否是采用IEEE754标准来表示的浮点数。 32位浮点数S（31）E（30-23）M（22-0） 64位浮点数S（63）E（62-52）M（51-0） S是浮点数的符号位0正1负。E是阶码，采用移码方法来表示正负指数。 M为尾数。P18 P18
2.数据的原码、反码和补码之间的转换。数据零的三种机器码的表示方法。 P21 一个正整数，当用原码、反码、补码表示时，符号位都固定为0，用二进制表示的数位值都相同，既三种表示方法完全一样。 一个负整数，当用原码、反码、补码表示时，符号位都固定为1，用二进制表示的数位值都不相同，表示方法。 1.原码符号位为1不变，整数的每一位二进制数位求反得到反码； 2.反码符号位为1不变，反码数值位最低位加1，得到补码。 例：x= (+122)10=(+1111010)2原码、反码、补码均为01111010 Y=(-122)10=(-1111010)2原码11111010、反码10000101、补码10000110 +0 原码00000000、反码00000000、补码00000000 -0 原码10000000、反码11111111、补码10000000 3.定点数和浮点数的加、减法运算：公式的运用、溢出的判断。 P63 已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出。 （1）x=11011 y=00011 （2）x=11011 y=-10101 （3）x=-10110 y=-00001
变化知识点一：计算机性能指标知识点中，将MFLOPS改成了FLOPS 解析：此改动仅仅是改变了单位的数量级，没有实质意义。FLOPS（Floating-point Operations per Second），即每秒所执行的浮点运算次数。 ——————————————————————————————————————— 变化知识点二：删除了浮点数的表示范围 解析：高分笔记关于这个讲解的也不多，可以直接跳过。——————————————————————————————————————— 变化知识点三：增加了Falsh存储器 解析：相信大家肯定听说过闪存吧。没错，闪存就是Flash存储器的又一别称。闪存属于内存的一种，但是又不同于内存。众所周知，如果没有电流供应，电脑内存的内容即刻消失，也就是易挥发。而闪存则是一种不挥发性内存，在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，其存储特性相当于硬盘，这项特性正是闪存得以成为各类便携型数字设备的存储介质的基础（简单的说就是闪存集合了ROM和RAM的长处）。闪存最典型的应用就是大家常用的U盘和MP3（别说你没用过哦！），U盘就是闪存加上一些控制芯片，然后再用壳子包起来。另外，一般来讲Flash存储器都是按块来读取数据的，而不是字节。最后，Flash 存储器的基本存储单元电路由一个浮栅MOS管构成，它是利用浮栅上的电荷保存信息。 对应习题： （1）以下属于非易失性的存储器有（）。 A.ROM和DRAM B.ROM和SRAM C.闪存和RAM D.闪存和SRAM 解析：RAM都是易失性，ROM和闪存为非易失性，故选C。 （2）从功能上看闪存是一种（）存储器，从基本工作原理上看，闪存是一种（）存储器。 答案：只读存储方式，读/写存储方式。 （3）说明闪存有何特点和用途。它和其它存储器相比较有什么不同？ 解析：闪存是一种具有较高存储容量、较低价格、可在线擦除与编程的新一代读写存储器，从基本工作原理上看，闪存属于ROM型存储器，但由于它又可以随时改写其中的信息，所以从功能上看，它又相当于随机存储器RAM。从这个意义上说，传统的ROM与RAM的界限和区别在闪存上已不明显。它的这些独特性能使其广泛应用于包括嵌入式系统、仪器仪表、汽车器件以及数码影音产品中。 闪存和其它存储器比较其不同点可通过下表体现： 内存类型非易失性高密度一个晶体管单元系统内部写能力闪存是是是是 SRAM不是不是不是是 DRAM不是是是是 ROM是是是不是 EPROM是是是不是
第一章知识总结（一） 2017-04-19马辉安阳师院mh 一个完整的计算机系统包括了硬件和 软件两个子系统。 硬件部分按冯诺依曼观点分为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设 备五大功能部件。它们之间用系统总 线进行连接。系统总线按传输内容分 地址总线、数据总线和控制总线三类。 软件部分包括系统软件和应用软件两类，它们通常使用机器语言、汇编语 言和高级语言三种计算机语言进行编写。由于机器硬件电路只能识别用0、1编写成的机器语言程序，所以用汇编或高级语言编写的源程序在运行前需 使用汇编程序、编译程序或解释程序 进行翻译。 软件的狭义观点是：软件是人们编制 的具有各类特殊功能的程序，广义观 点是：软件是程序以及开发、使用和 维护程序需要的所有文档。 为了简化对复杂的计算机系统的理解，对计算机系统进行了层次结构划分， 通常分为微程序机器、传统机器语言 机器、操作系统虚拟机、汇报语言虚 拟机、高级语言虚拟机等。从不同角度、层次理解机器的功能与使用方法，简化了需要掌握的知识内容。 虚拟机：依赖于一定的系统软件，所 体现出的具有某种结构、功能和使用 方法的计算机。计算机组成原理关注传统机器语言机 器M1和微程序机器M0，它们是实际机器，所看到的机器功能与结构由硬件 电路直接实现。 冯诺依曼关于计算机结构的观点： 1、计算机由五大功能部件组成。 2、指令和数据均用二进制数表示，以同等地位存放于存储器中。 3、存储器按地址进行访问。 4、指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来 表示操作数在存储器中的位置。 5、指令在存储器内按顺序存放，通常被顺序执行，在特定条件下，可根据 运算结果或设定的条件改变执行顺序。 6、机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器 完成。 现代大部分机器仍采用“存储程序” 思想构建，仍属于冯诺依曼结构的计 算机。 典型的冯诺依曼计算机以运算器为中心，现代计算机转化为以存储器为中心。 现代计算机可认为由三大部分组成：CPU（包含了运算器和控制器、及高速缓存）、I/O设备及主存储器。CPU和主存合起来称主机（及电源、总线与 I/O接口），I/O设备也称外设。
第一章 1.说明计算机系统的层次结构。 第一级是微程序级， 第二级是传统机器级， 第三级是操作系统级， 第四级是汇编语言级， 第五级是高级语言级， 第六级是应用语言级 2.冯诺依曼计算机的特点 计算机由运算器、存储器、控制器、输入输出设备五大部分组成 指令和数据以同等地位存放在存储器，并可按地址寻访 指令和数据均用二进制数表示 指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置 指令在存储器内按顺序存放，通常指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定条件改变执行顺序 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。 3.计算机的工作步骤 （1）上机前的准备：建立数学模型、确定计算方法、编制解题程序 （2）上机运行 4.指令和数据都存储于存储器中，计算机如何区分他们？ 计算机区分指令和数据有以下2种方法： 通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。 通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址取出的是操作数。 第三章 1、什么是总线，特点，为了减轻总线的负载，总线上的部件都应具备什么特点 总线是链接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质 特点：某一时刻只能有一路信息在总线上传输 总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通 2、总线的分类：片内总线；系统总线（数据总线，地址总线）；控制总线；通信总线 3、总线的特性：机械特性，电气特性，功能特性，时间特性 4、总线的性能指标：总线宽度，总线带宽，时钟同步/异步，总线复用，信号线数，总线控
第一章 1．比较数字计算机和模拟计算机的特点 解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的； 数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。 两者主要区别见P1 表1.1。 2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、 中型机、小型机、微型机和单片机六类。 分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。
3．数字计算机有那些主要应用？ （略） 4．冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？ 解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。 存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中； 程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？ 解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容 量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。 单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单
元都有唯一的地址编号，称为单元地 址。 数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。 指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。 6．什么是指令？什么是程序？ 解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。 程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。 7．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的 信息即为数据信息。 8．什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。
学习计算机组成原理的心得体会 学习了一个学期的《计算机组成原理》这门课程。在郄君老师给我们讲《计算机组成原理》这门课程的学期了，我们对于计算机都有了更深的认识和了解。计算机技术是世界上发展最快的科学技术之一，产品不断升级换代。当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化等方向发展，计算机本身的性能越来越优越，应用范围也越来越广泛，从而使计算机成为工作、学习和生活中必不可少的工具。对于计算机我们只是一个小小的探索者，还有更大的知识海洋等待着我们去挖掘，去学习。 这学期开始，在郄老师的讲课中我们由浅及深的学习了《计算机组成原理》这门课程。从第一章计算机的概论讲起讲了计算机的发展，分类及应用；计算机的工作过程与性能指标；计算机系统的基本组成；计算机系统的层次结构。然后又分别给我们讲述了计算机中数据的表示；运算方法和运算器；指令系统；中央处理器；储存器等等通过郄老师对于计算机各个方面深入细致的讲解我们对于计算机有了跟多的理解和认识。在对于今后对计算机接触中，给予了我们莫大的帮助，《计算机组成原理》这门课程对我们今后的工作学习也有着不可磨灭的作用。
计算机系统由硬件和软件两大部分组成. (1)硬件的组成(输入设备,输出设备,存储器,运算器,控制器) 输入设备:使计算机从外部获得信息的设备如鼠标,键盘,光笔,扫描仪,话筒,数码相机,摄像头, 手写板输出设备:把计算机处理信息的结果以人们能够识别的形式表示出来的设备如显示器,打印机,绘图仪,音箱,投影仪存储器:如硬盘，光驱，U盘运算器:算术运算,逻辑运算控制器:如从存储器中取出指令,控制计算机各部分协调运行控制器和运算器整合在CPU中(2)软件的组成软件定义:程序和有关文档资料的合称软件分类:系统软件(使用和管理计算机的软件)和应用软件(专为某一应用编制的软件) 常见的系统软件有:操作系统,数据库管理系统和程序设计语言常见的应用软件有:辅助教学软件,辅助设计软件,文字处理软件, 信息管理软件和自动控制软件。《计算机组成原理》中也涉及到1，计算机的特点。发展概况。应用领域。分类。发展趋势。系统的组成。2，数据在计算机中的表示。以及转化。运算规则。和编码。3，运算方法和运算器。4，指令、格式，寻址方式，类型和功能。5，存储系统。6，中央处理器。（CPU），功能，组成，时序。指令周期，基本原理。7，系统总线。概念，分类，组成。借口和总线结构。8，输入输出系统。外设，查询方式。9，外围设备。输入和输出。以及外存、等等有关于计算机的多种方面的知识。
计算机组成原理习题章 带答案 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
第四章 1．一个容量为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 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 4K×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 2．现有1024×1的存储芯片，若用它组成容量为16K×8的存储器。试求： （1）实现该存储器所需的芯片数量？ （2）若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为4K×8位，该存储器所需的地址线总位数是多少？其中几位用于选板？几位用于选片？几位用做片内地址？ 16K×8=2^14×8,地址线为14根.4K×8容量的板,共需要4块板子.则14根地址线的最高2位用于板选（00～11,第1块板子～第4块板 子）,4K*8位＝2^12*8位＝12*1K*8位,也就是在每块板子内需要4*8个芯片,而每8个芯片组成8位,也就是位扩展.也就是说需要4组,则除了
计算机组成原理题解指南 第一部分：简答题 第一章计算机系统概论 1．说明计算机系统的层次结构。 计算机系统可分为：微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级），操作系统级，汇编语言级，高级语言级。 第四章主存储器 1．主存储器的性能指标有哪些？含义是什么？ 存储器的性能指标主要是存储容量. 存储时间、存储周期和存储器带宽。 在一个存储器中可以容纳的存储单元总数通常称为该存储器的存储容量。 存取时间又称存储访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。 存储周期是指连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需间隔的最小时间。 存储器带宽是指存储器在单位时间中的数据传输速率。 2．DRAM存储器为什么要刷新？DRAM存储器采用何种方式刷新？有哪几种常用的刷新方式？ DRAM存储元是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。由于存储的信息电荷终究是有泄漏的，电荷数又不能像SRAM存储元那样由电源经负载管来补充，时间一长，信息就会丢失。为此必须设法由外界按一定规律给栅极充电，按需要补给栅极电容的信息电荷，此过程叫“刷新”。 DRAM采用读出方式进行刷新。因为读出过程中恢复了存储单元的MOS栅极电容电荷，并保持原单元的内容，所以读出过程就是再生过程。 常用的刷新方式由三种：集中式、分散式、异步式。 3．什么是闪速存储器？它有哪些特点？ 闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器。从原理上看，它属于ROM型存储器，但是它又可随机改写信息；从功能上看，它又相当于RAM，所以传统ROM与RAM的定义和划分已失去意义。因而它是一种全新的存储器技术。 闪速存储器的特点：（1）固有的非易失性，（2）廉价的高密度，（3）可直接执行，（4）固态性能。4．请说明SRAM的组成结构，与SRAM相比，DRAM在电路组成上有什么不同之处？ SRAM存储器由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成，DRAM还需要有动态刷新电路。 第五章指令系统 1．在寄存器—寄存器型，寄存器—存储器型和存储器—存储器型三类指令中，哪类指令的执行时间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么？ 寄存器-寄存器型执行速度最快,存储器-存储器型执行速度最慢。因为前者操作数在寄存器中，后者操作数在存储器中，而访问一次存储器所需的时间一般比访问一次寄存器所需时间长。 2．一个较完整的指令系统应包括哪几类指令？ 包括：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指令、堆栈指令、字符串指令、特权指令等。 3．什么叫指令？什么叫指令系统？ 指令就是要计算机执行某种操作的命令 一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。 第六章中央处理部件CPU 1．指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。 时间上讲，取指令事件发生在“取指周期”，取数据事件发生在“执行周期”。从空间上讲，从内存读出的指令流流向控制器（指令寄存器）。从内存读出的数据流流向运算器（通用寄存器）。 2．简述CPU的主要功能。 CPU主要有以下四方面的功能：(1)指令控制程序的顺序控制，称为指令控制。 (2)操作控制 CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应部件，从而 控制这些部件按指令的要求进行动作。 (3)时间控制对各种操作实施时间上的控制，称为时间控制。 (4)数据加工对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理。 3．举出CPU中6个主要寄存器的名称及功能。 CPU有以下寄存器： (1)指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。 (2)程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。 (3)地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。
计算机组成原理第1章习题与答案 一、选择题 1．从器件角度看，计算机经历了五代变化。但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（）计算机。 A.并行 B.冯·诺依曼 C.智能 D.串行 2．冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是（）。 A.多指令流单数据流 B.按地址访问并顺序执行指令 C.堆栈操作 D.存贮器按内容选择地址 3．在下面描述的汇编语言基本概念中，不正确的表述是（）。 A.对程序员的训练要求来说，需要硬件知识 B.汇编语言对机器的依赖性高 C.用汇编语言编写程序的难度比高级语言小 D.汇编语言编写的程序执行速度比高级语言慢 4.（2009年考研题）冯·诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是（）。 A.指令操作码的译码结果 B.指令和数据的寻址方式 C.指令周期的不同阶段 D.指令和数据所在的存储单元 5．（2011年考研题）下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是（）。 A.MIPS B.CPI C.IPC D.MFLOPS 6．（2012年考研题）基准程序A在某计算机上的运行时间为100秒，其中90秒为CPU时间，其它时间忽略不计。若CPU速度提高50%，I/O速度不变，则基准程序A所耗费的时间是（）秒。 A.55 B.60 C.65 D.70 7．（2013年考研题）某计算机主频为1.2 GHz，其指令分为4类，它们在基准程序中所占比例及CPI如下表所示。 该机的MIPS数是（）。 A.100 B.200 C.400 D.600
8．（2014年考研题）程序P在机器M上的执行时间是20s，编译优化后，P 执行的指令数减少到原来的70%，而CPI增加到原来的1.2倍，则P在M上的执行时间是（）。 A.8.4秒 B.11.7秒 C.14秒 D.16.8秒 9．（2015年考研题）计算机硬件能够直接执行的是（）。 Ⅰ．机器语言程序Ⅱ．汇编语言程序Ⅲ．硬件描述语言程序 A.仅Ⅰ B.仅ⅠⅡ C.仅ⅠⅢ D.ⅠⅡⅢ 二、名词解释 1．吞吐量2．响应时间3．利用率 4．处理机字长5．总线宽度6．存储器容量 7．存储器带宽8．主频/时钟周期9．CPU执行时间 10．CPI 11．MIPS 12．FLOPS 三、简答题 1．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 2．冯·诺依曼计算机体系结构的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些部件组成？ 3．计算机系统分为哪几个层次？每层分别用软件还是硬件实现？
合肥学院 课程论文 题目计算机类课程综述类论文 系部计算机科学与技术 专业计算机科学与技术 班级10计本（2）班 学生姓名王仲秋 2012 年 5 月10 日 计算机类课程综述
内容摘要 计算机组成原理是计算机专业人员必须掌握的基础知识。显而易见《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。本课程侧重于讲授计算机基本部件的构造和组织方式、基本运算的操作原理以及部件和单元的设计思想等。但计算机硬件技术的发展十分迅速，各类新器件、新概念和新内容不断涌现，这就要求我们要与时俱进，自主学习新知识。计算机是一门应用广泛、使用面积广、技术含量高的一门学科和技术，生活中的任何一个角落都离不开计算机的应用，生活中的无处不在需要我们了解和清楚计算机的相关知识。本文从《计算机组成原理》基础课程的各个方面对计算机组成原理做了详细的解释。 关键字：构造组织方式基本运算操作原理设计思想 （一）、计算机组成原理课程综述 随着计算机和通信技术的蓬勃发展，中国开始进入信息化时代，计算机及技术的应用更加广泛深入，计算机学科传统的专业优势已经不再存在。社会和应用对学生在计算机领域的知识与能力提出了新的要求。专家们指出，未来10～15 年是我国信息技术发展的窗口期、关键期。 《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业必修的一门专业主干课程。课程要求掌握计算机系统各部件的组成和工作原理、相互联系和作用，最终达到从系统、整机的角度理解计算机的结构与组成，并为后续课程的学习奠定基础。因此掌握计算机的组成原理就显得尤为重要，这就要求课程的编写要深入浅出、通俗易懂。本课程在体系结构上改变了自底向上的编写习惯，采用从外部大框架入手，层层细化的叙述方法。这样便更容易形成计算机的整体观念。 该课程总共分为四篇十章，第一篇（第1、2章）主要介绍计算机系统的基本组成、应用与发展。第二篇（第3、4、5章）详细介绍了出CPU外的存储器、输入输出系统以及连接CPU、存储器和I/O之间的通信总线。第三篇（第6、7、8、章）详细介绍了CPU（除控制单元外）的特性、结构和功能，包括计算机的基本运算、指令系统和中断系统等。第四篇（9、10章）专门介绍控制单元的功能，以及采用组合逻辑和微程序方法设计控制单元的设计思想和实现措施。 （二）、课程主要内容和基本原理
学习《计算机组成原理》的心得体会 进入了大二的最后一个学期，本学期都是专业课程，对专业知识的要求也有了提高。本学期学习了《计算机组成原理》让我对计算机系统的组成和工作原理有了较深的理解与感受，也让我对计算机有了一个崭新体会与理解。 《计算机组成原理》是计算机专业一门核心专业基础课，在专业课程内有着非常重要的作用，对于要学习计算机专业的学生来说是一门非常重要的课程，这门课程要求我们通过基础知识的学习，简化问题，理解模型机的工作过程，从而建立计算机系统、计算机整机运行原理的概念，而且计算机的组成及运行原理的基本思想已经渗透到由计算机衍生出来的许多领域，而且我们要想真正理解软件，就必须理解硬件，软件和硬件共存于计算机系统中。 首先计算机组成原理的第一章是计算机概论。计算机是由硬件和软件组成的，计算机的硬件包括运算器，存储器，控制器，适配器，输入输出设备等。软件也是计算机系统结构的重要组成部分，也是计算机不同于一般电子设备的重要根源所在。计算机系统是一个由硬件和软件组成的多层次结构。 而第二章是计算机中的数据表示。我们在这章中要理解计算机中的各种进位计数制，并且必须掌握二进制与十进制之间的转换方法，这是一项学好这门课必须掌握的，接下来要理解数的原码、补码、和反码的概念，还要理解定点数、浮点数的概念和表示方法，掌握数据
校验码的原理。 第三章是运算方法和运算器。尽管有些计算比较麻烦，但是我知道这些是学习这门课的基础。以及相关的指令系统和处理器等的工作原理。使我在概论和数据表示的基础上对计算机组成原理有了更深一步的了解。 第四章是指令系统。这章我们需要了解指令系统的基本概念、要求，并要理解指令的含义，要求我们掌握指令的编码格式、字长和扩展方法，还有几种常用的寻址方式和理解指令的一些基本的执行方式。 第五章是重要的中央处理器。本章我们需要了解CPU的各个组成部分及其功能，要理解指令周期的概念、时序的产生及其功能、CPU 的控制方式和微程序及其相关的概念，了解流水线CPU多核等一些典型的CPU技术。 第六章是存储器。这一章我们需要重点掌握存储器的分类、性能指标和层次结构，掌握随机存储器和只读存储器的工作特征。理解cache的基本原理和工作方式，了解虚拟存储器的工作原理。 第七章是系统总线。计算机总线的功能与组成，总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念和基本功能都需要有深入的了解。 第八章是输入/输出系统。输入/输出系统的功能与组成，教学机的总线与输入/输出系统实例。理解I/O设备的信息交换方式和掌握中断响应过程，还有就是了解DMA方式的基本概念的传送方式和了解
第7章指令系统 7.1复习笔记 一、机器指令 一条指令的结构可用如下形式来表示： 1．操作码 指令的操作码OP表示该指令应进行何种性质的操作。每一个包含n位的操作码最多能够表示2的n次幂条指令，其通常是固定的。 2．地址码 按照地址码个数来分，指令可分为4类，如图7-1所示。 图7-14种指令格式 （1）零地址 零地址指令的指令字中只有操作码，没有地址码（如停机指令）。
（2）一地址指令 一地址指令只有一个地址码，它指定一个操作数地址，另一个操作数地址是隐含的（如运算器的累加寄存器）。 （3）二地址指令 二地址指令常称为双操作数指令，其中地址A1兼做存放操作结果的地址，根据操作数的物理位置，可以将二地址指令格式归结为三种类型： ①存储器-存储器（SS）型指令 ②寄存器-寄存器（RR）型指令 ③寄存器-存储器（RS）型指令 （4）三地址指令 三地址指令有三个操作数，其中A1与A2分别为源操作数地址和操作数地址，A3为操作结果的地址。 3．指令字长度 一个指令字中包含二进制代码的位数，称为指令字长度，而机器字长是指计算机能直接处理的二进制数据的位数，它决定了计算机的运算精度。根据指令字长 ①指令字长度等于机器字长度的指令，称为单字长指令； ②指令字长度等于半个机器字长度的指令，称为半字长指令； ③指令字长度等于两个机器字长度的指令，称为双字长指令。 二、操作数类型和操作类型 1．操作数类型
机器指令对数据进行操作，数据通常分以下四类： （1）地址数据 （2）数值数据 ①定点整数或定点小数； ②浮点数； ③压缩十进制数，一个字节用2位BCD码表示。 （3）字符数据 字符数据也称为文本数据或字符串，目前广泛使用ASCII码。 （4）逻辑数据 一个单元中有若干二进制位项组成，每个位的值可以是1或0，用以判断“真”与“假”。 2．操作类型 （1）数据传送 数据传送包括寄存器与寄存器、寄存器与存储单元、存储单元与存储单元之间的传送。（2）算术逻辑操作 （3）移位 （4）转移 （5）输入输出 （6）其他 三、寻址方式 1．指令寻址
第一章绪论习题及参考答案 一、判断题 1．微型计算机广阔的应用领域中，会计电算化属于科学计算应用方面。( ) 2．决定计算机计算精度的主要技术指标是计算机的字长。( ) 3．利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫做单片机。( ) 4．计算机“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条操作系统的命令。（） 5．兼容性是计算机的一个重要性能，通常是指向上兼容，即旧型号计算机的软件可以不加修改地在新型号计算机上运行。系列机通常具有这种兼容性。（） 二、简答题 1．电子数字计算机与电子模拟计算机的主要区别是什么 2．简单描述计算机的发展过程和应用范围。 3．冯·诺依曼机的主要特点是什么 4．按照冯·诺依曼原理，现代计算机应具备哪些功能 5．如何理解软硬件之间的等价性 6．何谓绿色计算机对它有哪些要求 7．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。 8．计算机系统的主要技术指标有哪些 参考答案 一、判断题 1．错。会计电算化属于计算机数据处理方面的应用。 2．对。 3．错。计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫CPU。 4．错。“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条指令。 5．错。兼容性包括数据和文件的兼容、程序兼容、系统兼容和设备兼容，微型计算机通常具有这种兼容性。 二、简答题 1．电子数字计算机的运算对象是离散的数字量，用数码进行运算，其运算结果也是离散的数字量；电子模拟计算机的运算对象是连续变化的物理量(如电流、电压等)，其运算结果也是连续变化的物理量。数字计算机的运算速度快，运算精度高。现代所说的计算机都是电子数字计算机。 2．从1946年世界上第一台数字电子计算机ENIAC研制成功至今，计算机的发展经历了4个时
《计算机组成原理》第10章在线测试 剩余时间： 59:56 答题须知：1、本卷满分20分。 2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。 3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、Amdahl 提出的系统结构定义中的程序设计是为＿＿＿＿＿＿＿＿设计者所看到的计算机属性。D A、机器语言 B、C++ C、Java D、机器语言或编译程序设计者 2、Cache ，多模块交叉技术是属于＿＿＿＿＿＿＿＿层次技术。A A、存储器 B、控制器 C、运算器 D、总线 3、＿＿＿＿＿＿＿＿主要表现为时间重叠、资源重复和资源共享。C A、并发性 B、同时性 C、并行性 D、共享性
4、不属于RISC的特点的是＿＿＿＿＿＿＿＿。B A、流水线结构 B、寻址种类多 C、指令长度固定 D、指令格式种类少 5、Intel公司制成的80386使得X86微处理器进入第＿＿＿＿＿＿＿＿代。C A、一 B、二 C、三 D、四 第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分） 1、计算机并行性主要表现为哪些方面？ABC A、时间重叠 B、资源重复 C、资源共享 D、集中控制 2、并行性包含哪些方面的含义？AC A、同时性 B、稳定性 C、并发性 D、高效率
3、计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三个概念之间的关系怎样？ABCDE A、系统结构是计算机系统的软、硬件的界面 B、计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现 C、计算机实现是计算机组成的物理实现 D、一种计算机系统结构可以有多种组成实现 E、一种组成也可以有多种物理实现 4、按照指令流和数据流的不同组织方式，指令流和数据流的多重性，将计算机系统分为哪些类别？ABCD A、单指令流单数据流（SISD）计算机系统 B、单指令流多数据流（SIMD）计算机系统 C、多指令流单数据流（MISD）计算机系统 D、多指令流多数据流（MIMD）计算机系统 5、计算机更新换代的标志有哪些？AB A、计算机的器件 B、系统结构的特点 C、指令系统的复杂程度 D、CPU执行指令的速度 第三题、判断题（每题1分，5道题共5分） 1、遵循同一标准，具有开放系统特点的计算之间具有良好的“可移植性”和“互操作性”
微机原理用书<微型计算机原理及接口技术>第二版裘雪红李伯成西电出版社专题一 一微机的组成 P15 图1.2 1 cpu的特点: 8086 (重点) 1> cpu内有6直接指令预取队列 BIU (总线接口单元)读内存存入预取队列 EU (指令执行单元)读预取队列执行 2> 内部有四个段寄存器(20位---1M) 3> 多种模式(最大,最小) 8086可接入另外的cpu 二8086的引线 最小模式P19 图2.1 (重点这个必须熟悉每个引脚什么作用必须知道) 三内部寄存器(重点必须记住其中一些指令才能读懂程序) P26 图2.4 四内存组织 安字节编址没一地址存放1字节 程序地址=ES*16+IP 堆栈地址=SS*16+SP 数据地址=DS/ES*16+EA 五时序 P31 图2.8 六总线形成(知道最小模式) P33 图2.11 专题二寻址方式和指令系统 一寻址方式 1 决定操作数地址(知道) 1> 立即MOV AL, 05H 2> 直接MOV AL, [2000H] MOV [2000H],AL 3> 寄存器MOV AX,BX MOV DS,DX 4> 寄存器间接(稍注意) MOV BX,1000H MOV DS,BX MOV SI,2000H MOV AL,[SI] 5> 寄存器相对MOV AL,[SI+3] 6> 基址,变址偏移地址=基址地址(BX,BP)+变址地址(SI,OI) MOV AL,[SI+BX] 7> 基址,变址,相对MOV AX,-1[SI+BX] MOV [BX],BX 8> 隐含寻址 二指令系统(重点编程序读程序)
1 传送MOV AL,RXYT MOV AX,SEG RXYT(把RXYT所在段地址给AX) MOV SI,OFFSET RXYT(偏移地址给SI) MOV DS,AX MOV AL,[SI] 堆栈地址POSH AX MOV AX,1000H POSH BX MOV SS,AX MOV SP,2000H POSH AX 1> SP-1→SP 2> AH→MSP 3> SP-1→SP 4> AL→SP POP BX 2 算术 要背的: ADD ADC SUB SBB MUL DIV 知道的: CMP INC DEC DAA DAS BCD 3 逻辑移位循环指令(以下写出来的必须会用!) 1> AND OR XOR NOT TEST NEG MOV BL,45H MOV AL,0FH AND BL,AC 2> SAL SHL(逻辑左移相当于乘2) MOV DX,0400H SHL DX,1 (0800) SHL DX,1 (1600) 若定义MOV CL,4 (移位次数一定放在CL) 则SHL DX,CL (移位4次) SHR(逻辑右移) MOV DL,40H SHR DL,1 (20) SHR DL,1 (10H) SHR DL,1 (08H) SAR(算术右移) MOV DL,0C0H (11000000 -64) SAR DL, 1 (11100000 -32) 3> 循环(大概知道) ROL ROR RCL RCR 4 串操作指令(不考!) 5 程序控制指令(重点) JMP(无条件转移不必深究只要知道转移到哪就行)
附录各章习题参考答案 第1章习题参考答案 1. （1）D （2）D （3）B （4）C （5）D （6）D 2. 答：计算机是一种以电子器件为基础的，不需人的直接干预，能够对各种数字化信息进行快速算术和逻辑运算的工具，是一个由硬件﹑软件组成的复杂的自动化设备。 理解计算机的概念，应从六个方面：（1）以电子器件为物质基础，即研究的对象是电子数字计算机（Digital Computer）；（2）不需要人的直接干预，说明具有自动化能力，其前提是存储程序；（3）处理各种数字化信息，计算机以二进制编码作为数字化编码及运算的基础；（4）具有算逻运算能力，基本运算操作是算术和逻辑运算；（5）计算机是快速工具，主要取决于两个因素：一是电子器件，二是存储程序。（6）由硬件和软件组成。 3. 答：见本章小结。 4. 答：计算机的生命力在于它的广泛应用，应用的范围几乎涉及人类社会的所有领域。归纳起来，在科学计算、过程检测与控制、信息管理、计算机辅助系统等领域中的应用成就最为突出。 举例：计算机辅助教学CAI；学生的学籍管理系统；数字图书馆系统；虚拟现实系统；售票系统；学校的一卡通系统等。 5. 答：冯?诺依曼原理的基本思想是： ?采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和地址码组成。 ?将程序和数据存放在存储器中，使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念。 ?指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。 ?计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了5部分的基本功能。
《计算机组成原理》第10章在线测试 《计算机组成原理》第10章在线测试剩余时间：59:55 答题须知：1、本卷满分20分。 2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。 3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、Amdahl 提出的系统结构定义中的程序设计是为＿＿＿＿＿＿＿＿设计者所看到的计算机属性。 A、机器语言 B、C++ C、Java D、机器语言或编译程序设计者 2、Cache ，多模块交叉技术是属于＿＿＿＿＿＿＿＿层次技术。 A、存储器 B、控制器 C、运算器 D、总线 3、＿＿＿＿＿＿＿＿主要表现为时间重叠、资源重复和资源共享。 A、并发性 B、同时性 C、并行性 D、共享性 4、不属于RISC的特点的是＿＿＿＿＿＿＿＿。 A、流水线结构 B、寻址种类多 C、指令长度固定 D、指令格式种类少 5、Intel公司制成的80386使得X86微处理器进入第＿＿＿＿＿＿＿＿代。 A、一 B、二 C、三 D、四 第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分） 1、计算机并行性主要表现为哪些方面？ A、时间重叠 B、资源重复 C、资源共享 D、集中控制
2、并行性包含哪些方面的含义？ A、同时性 B、稳定性 C、并发性 D、高效率 3、计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三个概念之间的关系怎样？ A、系统结构是计算机系统的软、硬件的界面 B、计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现 C、计算机实现是计算机组成的物理实现 D、一种计算机系统结构可以有多种组成实现 E、一种组成也可以有多种物理实现 4、按照指令流和数据流的不同组织方式，指令流和数据流的多重性，将计算机系统分为哪些类别？ A、单指令流单数据流（SISD）计算机系统 B、单指令流多数据流（SIMD）计算机系统 C、多指令流单数据流（MISD）计算机系统 D、多指令流多数据流（MIMD）计算机系统 5、计算机更新换代的标志有哪些？ A、计算机的器件 B、系统结构的特点 C、指令系统的复杂程度 D、CPU执行指令的速度 第三题、判断题（每题1分，5道题共5分） 1、遵循同一标准，具有开放系统特点的计算之间具有良好的“可移植性”和“互操作性” 正确错误 2、只要是开放系统的计算机，其操作系统和应用程序即可互相交换使用，而不必作任何修改。