第十三章 计算机组成原理要点.doc

《计算机组成原理》要点 1. 按计算机内所处理的信号性质的不同，可将计算机分为数字计算机和模拟计算机，现实中我们所常用的计算机都属于数字计算机。 2. 数字计算机与模拟计算机的主要区别 3. 世界上最早的微处理器是Intel公司的Intel4004。 4. 计算机主要性能指标 l 吞吐量 l 响应时间 l 利用率 l 处理机字长 l 总线宽度 l 存储器容量 l 存储器带宽 l 主频/时钟周期 l CPU执行时间 l MIPS l MFLOPS l TFLOPS 5. 冯·诺依曼型计算机 l 存储程序 l 按地址自动执行 l 五大部件：包括控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备 l 以运算器为中心 6. 计算机硬件中五大部分的各自功能简述。 7. 冯.诺依曼体系结构计算机的核心思想是：程序存储和程序控制。 8. 计算机主机通过适配器与外围设备相联以实现不同设备之间速度的匹配及数据格式的转换。 9. 计算机各部件之间通过总线相互联结。 10. 计算机软件主要有两大类： l 系统软件：用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能及用途。它包括以下四类： ①各种服务性程序，如诊断程序、排错程序、练习程序等 ②语言程序，如汇编程序、编译程序、解释程序等 ③操作系统 ④数据库管理系统 l 应用软件：用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序，如工程设计程序、数据处理程序、自动控制程序、企业管理程序、情报检索程序、科学计算程序等。 11. 计算机系统的层次结构 l 第一级是微程序设计级。硬件级。 l 第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由微程序解释机器指令系统。硬件级。 l 第三级是操作系统级。软件级。 l 第四级是汇编语言级。软件级。 l 第五级是高级语言级。软件级。 12.软件与硬件的逻辑等价性 l 随着大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势，计算机系统的软、硬件界限已经变得模糊了。因为任何操作可以由软件来实现，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。任何操作可以由软件来实现也可以有硬件来实现（设计计算机系统时，应考虑各个方面的因素：价格、速度、可靠性、存储容量、变更周期） l 实体硬件机功能的扩大 l 固件的概念（功能上是软件，形态上是硬件） 13.IEEE754标准 l S为符号位。 l M是尾数，采用纯小数表示 l E是阶码，8位，采用移码表示。 l 规格化。 l 32位的浮点数中符号位1位，阶码域8位，尾数域23位，指数偏移值是127。 l 64位的浮点数中符号位1位，阶码域11位，尾数域52位，指数偏移值是1023。 14. 假定机器数为8位定点整数(符号位1位)，分别写出以下十进制数的原码、补码、反码、移码：-35,127,127，-1，同时指明四种不同机器数各自的取值范围。 15. 分别写出27/64及-27/64各自按IEEE754标准的32位浮点规格化数。 16.溢出判断的两种方法：双符号位法和单符号位法。 17.假定机器数为8位，采用双符号位法，请计算x-y的结果，并判断是否发生溢出及发生了什么溢出（正溢出或负溢出）： l x=+111001 y=+111111 l x=+111001 y=-111111 18. 74181是一种4位的多功能ALU。 19. 定点运算器的三种基本结构及各自优缺点。 20. 海明码。 设要传输的信息码为0100，完成以下操作： l 请确定最短的传输码长度（信息码加校验码的总长度） l 如果采用海明码进行校验，请写出正确的海明码 21.CRC码 设要传输的信息码为001，生成多项式为11101，求其CRC。 22. 流水线技术原理及优缺点 23. 三态门电路中的三态是指高电平状态、低电平状态和高电阻状态。 24. 存储器的分类 l 按存储介质分类：磁表面/半导体存储器 l 按存取方式分类：随机/顺序存取（磁带） l 按读写功能分类：ROM，RAM l RAM：双极型/MOS l ROM：MROM/PROM/EPROM/EEPROM l 按信息的可保存性分类：永久性和非永久性的 l 按存储器系统中的作用分类：主/辅/缓/控 25. 存储器的体系结构 采用层次结构的最终目的是达到最佳的性能价格比。 26. 主存储器的技术指标 字存储单元：存放一个机器字的存储单元，相应的单元地址叫字地址。 l 存储容量： l 存取时间： l 存储周期： l 存储器带宽： 27. DRAM几种不同刷新方式的差别 28. 双端口存储器原理 29. 多模块交叉存储器原理 30.CACHE原理 31. CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100次，已知cache存取周期为50ns，主存存取周期为250n