2010级计算机组成原理复习。
一、 题型及分值。
1、选择题30分 2*15=30
2、填空题20分 1*20=20
3、名词解释20分 4*5=20
4、问答题25分 6+7+12=25
5、设计题、分析题15分 15*1=15
二、重点内容。
1、选择、填空、名词解释:全面覆盖。
2、问答题
1)寻址方式。
2)中断源、中断服务程序与中断屏蔽字。
3)扩展操作码。
4)指令执行速度。
5)数据通路、微操作与节拍。
6)cache组相联映射。
3、设计题主存储器的设计。
4、分析题中断、dma与cpu的使用效率。
三、具体要求。
1、第1章概论。
p31:mar地址寄存器在主存储器中,不在cpu中。
2、第3章系统总线。
1)p53:三总线结构包括i/o总线、主存总线和dma总线三组传输线。
2)p57:总线仲裁即总线判优,主要解决在多个主设备申请占用总线时,由总线控制器仲裁出优先级别最高的设备,允许其占用总线。
3)p58:集中式总线控制:对故障最敏感的方式是链式查询。
4)p59:总线传输周期4个阶段,申请分配阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段。
3、第4章存储器。
1)p71:(cache)缓存-主存解决的问题主要是速度匹配。
2)p74-p75:ram芯片中数据线、地址线的数目,寻址范围的计算方法编址单元数*单元位数。
3)p86:动态ram靠电容存储电荷原理存储信息,电容上的电荷要放电,信息即丢失。为了维持所存信息,需在一定时间(2ms)内,将所存信息读出再重新写入(恢复),这一过程称作刷新,刷新是一行一行进行的,由cpu自动完成。
4)p94:例4.1
5)p117-p119:全相联映射、直接映射和组相联映射的特点,比较灵活性、成本,实现简单,不需要替换算法。
第5章输入输出系统。
1)p163:cpu和i/o设备串行工作程序查询方式,程序中断方式部分串行、部分并行,通道、dma方式几乎完全并行。
2)p196-p197:中断向量,向量地址的概念,中断向量就是中断服务程序的入口地址。采用硬件向量法形成中断服务程序的入口地址,cpu在中断周期需完成硬件关中断、保护程序断点和向量地址送至pc。
3)p201:中断周期:cpu响应中断时间、响应中断条件(外设工作完成、系统允许)
4)p202:停止cpu访问主存,dma访问主存时,让cpu处于等待状态,等dma的一批数据访问结束后,cpu再恢复工作。区别于周期挪用和dma和cpu交替访问主存两种方式。
在dma方式中,cpu和dma。控制器通常采用三种方法来分时使用主存。
5)习题 p152 4.30
第6章计算机运算方法。
1)补码运算:简化计算机的设计。计算机系统中采用补码运算的目的是为了简化计算机的设计:
使用补码,可以将符号位和其它位统一处理;同时,减法也可按加法来处理。另外,两个用补码表示的数相加时,如果最高位(符号位)有进位,则进位被舍弃。
2)原、反、补码表示范围。定点整数与定点小数,在字长一定时,原码、反码和补码的表示范围。
3)浮点数表示范围(阶码尾数)与精度(尾数位数):最大正数、最小正数、最大负数和最小负数。
4)p247:原码一位乘 n+1(含符号位)加法n次,移位n次。
5)p253:补码一位乘booth法 n+1(含符号位)加法n次,移位n+1次。
6)习题 p6.16
第7章指令系统。
1)p300:机器指令的概念机器机器指令由**组成,能被机器直接识别。由操作码和地址码构成,机器指令可由有序微指令组成的微程序来解释,微指令也是由**组成,也能被机器直接识别。
2)p306-p307:数据传送(常见的数据传送类指令的功能)、寄存器和寄存器 ,或寄存器和存储器。转移、控制类指令(改变程序执行顺序)
3)p310:寻址方式。如取数指令(lda)在不同取值方式时acc的内容:
直接寻址、立即寻址、间接寻址、相对寻址、变址寻址、基址寻址。给定pc、变址寄存器xr和基址寄存器的值。
4)p311-p312:隐含寻址操作数地址来自某个寄存器或隐含在(操作操作码)中。直接寻址(无条件转移指令)直接寻址的无条件转移指令功能是将指令中的地址码送入pc
5)p315 变址寻址基址寻址。变址寻址方式中,操作数的有效地址是:变址寄存器内容加上形式地址。基址寻址方式中,操作数的有效地址是基址寄存器内容加上形式地址(位移量)
6)习题p335 第16题。
第8章 cpu的结构和功能。
1)p339: pc 程序计数器,转移指令,指定待执行指令所在的地址用以指定待执行指令所在地址的是程序计数器pc
2)p357 : 超流水线技术概念。超流水线:
超流水线(super pipe lining)技术是将一些流水线寄存器插入到流水线段中,好比将流水线再分道,提高了原来流水线的速度,在一个时钟周期内一个功能部件被使用多次。
3)习题 p8.25,p8.28 中断屏蔽字和cpu运行轨迹。
第9章控制单元的功能。
1)p374:指令周期指cpu从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间,取指+间址+执行,三类指令的执行周期各不相同,中断周期响应中断的时间,硬件关中断完成一条指令一般分为:取指周期和执行周期,前者完成取指和指令译码操作,后者完成执行指令操作。
cpu响应中断的时间:执行周期结束,指令的地址码给出存储器地址的加法指令,在执行周期一定访存。所有指令的取指令操作都是相同的是错误的,因为指令的长度可能不一致。
2)p386:时钟周期是控制计算机操作的时间单位。多级时序是机器周期和节拍。
计算机操作的最小单位时间是时钟周期。**时序体系:指令周期、机器周期和节拍,二级时序体系:
机器周期和节拍。
在中断周期中,将允许中断触发器置“0”的操作由硬件隐指令完成。
3)p387:操作控制器从主存取出指令,完成指令操作码译码,产生有关的操作控制信号。在指令长度相同时,取指操作都是相同的。
习题 p393 9.7
第10章控制单元的设计。
1)p395:微操作控制信号,指令操作码、时序和状态条件。
2)p403:微程序控制单元的核心控制部件cm,微程序控制器中,机器指令与微指令的关系是:每一条机器指令由一段微指令编成的微程序来解释执行。
3)p411-p412:水平型微指令的特点一次能定义并执行多个并行操作的微指令。垂直型微指令的特点采用类似机器指令操作码的方式,在微指令字中,设置微操作码字段,由微操作码规定微指令的功能。
两者的比较第3点。
4)习题p420:10.2
平均指令执行速度:先通过主频求出时钟周期,再求出机器周期和平均指令周期,最后通过平均指令周期的倒数求出平均指令执行速度。
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