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2011年自考“計算機(jī)組成原理”串講資料

更新時間:2011-02-23 10:38:07 來源:|0 瀏覽0收藏0

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  第1章 概論 $lesson$

  一、名詞解釋:

  歷年真題:

  名詞解釋題:轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

  (2002年)1.主機(jī):由CPU、存儲器與I/O接口合在一起構(gòu)成的處理系統(tǒng)稱為主機(jī)。

  (2003年)16.主機(jī):由CPU、存儲器與I/O接口合在一起構(gòu)成的處理系統(tǒng)稱為主機(jī)。

  (2004年)18.ALU算術(shù)邏輯運(yùn)算單元,負(fù)責(zé)執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。

  (2005年)21.應(yīng)用軟件:完成應(yīng)用功能的軟件,專門為解決某個應(yīng)用領(lǐng)域中的具體任務(wù)而編寫。

  近4年都考了名稱解釋,所以第一章的名稱解釋是考試的重點,這里給大家列出了名詞解釋大家要熟悉一下,這都是本章的基本概念,也有利于做選擇題及填空題。

  1.主機(jī):由CPU、存儲器與I/O接口合在一起構(gòu)成的處理系統(tǒng)稱為主機(jī)。

  2.CPU:中央處理器,是計算機(jī)的核心部件,由運(yùn)算器和控制器構(gòu)成。

  3.運(yùn)算器:計算機(jī)中完成運(yùn)算功能的部件,由ALU和寄存器構(gòu)成。

  4.ALU:算術(shù)邏輯運(yùn)算單元,負(fù)責(zé)執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。

  5.外圍設(shè)備:計算機(jī)的輸入輸出設(shè)備,包括輸入設(shè)備,輸出設(shè)備和外存儲設(shè)備。

  6.數(shù)據(jù):編碼形式的各種信息,在計算機(jī)中作為程序的操作對象。

  7.指令:是一種經(jīng)過編碼的操作命令,它指定需要進(jìn)行的操作,支配計算機(jī)中的信息傳遞以及主機(jī)與輸入輸出設(shè)備之間的信息傳遞,是構(gòu)成計算機(jī)軟件的基本元素。轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

  8.透明:在計算機(jī)中,從某個角度看不到的特性稱該特性是透明的。

  9.位:計算機(jī)中的一個二進(jìn)制數(shù)據(jù)代碼,計算機(jī)中數(shù)據(jù)的最小表示單位。

  10.字:數(shù)據(jù)運(yùn)算和存儲的單位,其位數(shù)取決于具體的計算機(jī)。

  11.字節(jié):衡量數(shù)據(jù)量以及存儲容量的基本單位。1字節(jié)等于8位二進(jìn)制信息。

  12.字長:一個數(shù)據(jù)字中包含的位數(shù),反應(yīng)了計算機(jī)并行計算的能力。一般為8位、16位、32位或64位。

  13.地址:給主存器中不同的存儲位置指定的一個二進(jìn)制編號。

  14.存儲器:計算機(jī)中存儲程序和數(shù)據(jù)的部件,分為內(nèi)存和外存。

  15.總線:計算機(jī)中連接功能單元的公共線路,是一束信號線的集合,包括數(shù)據(jù)總線。地址總線和控制總線。

  16.硬件:由物理元器件構(gòu)成的系統(tǒng),計算機(jī)硬件是一個能夠執(zhí)行指令的設(shè)備。

  17.軟件:由程序構(gòu)成的系統(tǒng),分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

  18.兼容:計算機(jī)部件的通用性。

  19.軟件兼容:一個計算機(jī)系統(tǒng)上的軟件能在另一個計算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行,并得到相同的結(jié)果,則稱這兩個計算機(jī)系統(tǒng)是軟件兼容的。

  20.程序:完成某種功能的指令序列。

  21.寄存器:是運(yùn)算器中若干個臨時存放數(shù)據(jù)的部件,由觸發(fā)器構(gòu)成,用于存儲最頻繁使用的數(shù)據(jù)。

  22.容量:是衡量容納信息能力的指標(biāo)。

  23.主存:一般采用半導(dǎo)體存儲器件實現(xiàn),速度較高。成本高且當(dāng)電源斷開時存儲器的內(nèi)容會丟失。

  24.輔存:一般通過輸入輸出部件連接到主存儲器的外圍設(shè)備,成本低,存儲時間長。

  25.操作系統(tǒng):主要的系統(tǒng)軟件,控制其它程序的運(yùn)行,管理系統(tǒng)資源并且為用戶提供操作界面。

  26.匯編程序:將匯編語言程序翻譯成機(jī)器語言程序的計算機(jī)軟件。

  27.匯編語言:采用文字方式(助記符)表示的程序設(shè)計語言,其中大部分指令和機(jī)器語言中的指令一一對應(yīng),但不能被計算機(jī)的硬件直接識別。

  28.編譯程序:將高級語言程序轉(zhuǎn)換成機(jī)器語言程序的計算機(jī)軟件。

  29.解釋程序:解釋執(zhí)行高級語言程序的計算機(jī)軟件,解釋并立即執(zhí)行源程序的語句。

  30.系統(tǒng)軟件:計算機(jī)系統(tǒng)的一部分,進(jìn)行命令解釋、操作管理、系統(tǒng)維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)通信、軟件開發(fā)和輸入輸出管理的軟件,與具體的應(yīng)用領(lǐng)域無關(guān)。

  31.應(yīng)用軟件:完成應(yīng)用功能的軟件,專門為解決某個應(yīng)用領(lǐng)域中的具體任務(wù)而編寫。

  32.指令流:在計算機(jī)的存儲器與CPU之間形成的不斷傳遞的指令序列。從存儲器流向控制器。

  33.數(shù)據(jù)流:在計算機(jī)的存儲器與CPU之間形成的不斷傳遞的數(shù)據(jù)序列。存在于運(yùn)算器與存儲器以及輸入輸出設(shè)備之間。

  34.接口:計算機(jī)主機(jī)與外圍設(shè)備之間傳遞數(shù)據(jù)與控制信息的電路。計算機(jī)可以與多種不同的外圍設(shè)備連接,因而需要有多種不同的輸入輸出接口。

  選擇題沒有考過

  二、填空題:

  (2000年)系統(tǒng)軟件主要包括:___和___及診斷程序等。

  操作系統(tǒng) 語言處理程序

  (2005年)18.構(gòu)成中央處理器的兩大部件是___和___。

  運(yùn)算器 控制器

  三、改錯題:

  (2000年)1.運(yùn)算器的功能就是執(zhí)行加、減、乘、除四則運(yùn)算。

  運(yùn)算器的功能就是算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算

  (2005年)18.構(gòu)成中央處理器的兩大部件是___和___。

  硬盤的存儲容量常用 GB 表示,1GB=1024MB

  第2章 數(shù)據(jù)編碼和數(shù)據(jù)運(yùn)算

  一、名詞解釋:

  歷年真題:

  (2001年,2002年)基數(shù):在浮點數(shù)據(jù)編碼中,對階碼所代表的指數(shù)值的數(shù)據(jù),在計算機(jī)中是一個常數(shù),不用代碼表示。

  (2003年)移碼:帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一,符號位用1表示正,0表示負(fù),其余位與補(bǔ)碼相同。

  (2004年)溢出:指數(shù)的值超出了數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。

  (2005年)偶校驗碼:讓編碼組代碼中1的個數(shù)為偶數(shù),違反此規(guī)律為校驗錯。

  近5年每年都考名稱解釋,所以第二章的名稱解釋是考試的重點,這里給大家列出了名詞解釋大家要熟悉一下,這都是本章的基本概念,有利于做選擇題及填空題。

  1.原碼:帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一,一個符號位表示數(shù)據(jù)的正負(fù),0代表正號,1代表負(fù)號,其余的代表數(shù)據(jù)的絕對值。

  2.補(bǔ)碼:帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一,正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同,負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是將二進(jìn)制位按位取反后在最低位上加1.

  3.反碼:帶符號數(shù)據(jù)的表示方法之一,正數(shù)的反碼與原碼相同,負(fù)數(shù)的反碼是將二進(jìn)制位按位取反

  4.階碼:在浮點數(shù)據(jù)編碼中,表示小數(shù)點的位置的代碼。

  5.尾數(shù):在浮點數(shù)據(jù)編碼中,表示數(shù)據(jù)有效值的代碼。

  6.機(jī)器零:在浮點數(shù)據(jù)編碼中,階碼和尾數(shù)都全為0時代表的0值。

  7.上溢:指數(shù)的絕對值太大,以至大于數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。

  8.下溢:指數(shù)的絕對值太小,以至小于數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。

  9.規(guī)格化數(shù):在浮點數(shù)據(jù)編碼中,為使浮點數(shù)具有唯一的表示方式所作的規(guī)定,規(guī)定尾數(shù)部分用純小數(shù)形式給出,而且尾數(shù)的絕對值應(yīng)大于1/R,即小數(shù)點后的第一位不為零。

  10.Booth算法:一種帶符號數(shù)乘法,它采用相加和相減的操作計算補(bǔ)碼數(shù)據(jù)的乘積。

  11.海明距離:在信息編碼中,兩個合法代碼對應(yīng)位上編碼不同的位數(shù)。

  12.馮?諾依曼舍入法:浮點數(shù)據(jù)的一種舍入方法,在截去多余位時,將剩下數(shù)據(jù)的最低位置1.

  13.檢錯碼:能夠發(fā)現(xiàn)某些錯誤或具有自動糾錯能力的數(shù)據(jù)編碼。

  14.糾錯碼:能夠發(fā)現(xiàn)某些錯誤并且具有自動糾錯能力的數(shù)據(jù)編碼。

  15.奇校驗碼:讓編碼組代碼中1的個數(shù)為奇數(shù),違反此規(guī)律為校驗錯。

  16.海明碼:一種常見的糾錯碼,能檢測出兩位錯誤,并能糾正一位錯誤。

  17.循環(huán)碼:一種糾錯碼,其合法碼字移動任意位后的結(jié)果仍然是一個合法碼字。

  18.桶形移位器:可將輸入的數(shù)據(jù)向左、向右移動1位或多位的移位電路。

  二、數(shù)制度的轉(zhuǎn)換:

  歷年真題:

  (2001年)1.若十進(jìn)制數(shù)據(jù)為 137.5 則其八進(jìn)制數(shù)為( )。

  A.89.8    B.211.4    C.211.5    D.1011111.101

  「分析」:十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制數(shù)時,整數(shù)部分和小數(shù)部分要用不同的方法來處理。整數(shù)部分的轉(zhuǎn)化采用除基取余法:將整數(shù)除以8,所得余數(shù)即為八進(jìn)制數(shù)的個位上數(shù)碼,再將商除以8,余數(shù)為八進(jìn)制十位上的數(shù)碼……如此反復(fù)進(jìn)行,直到商是0為止;對于小數(shù)的轉(zhuǎn)化,采用乘基取整法:將小數(shù)乘以8,所得積的整數(shù)部分即為八進(jìn)制數(shù)十分位上的數(shù)碼,再將此積的小數(shù)部分乘以8,所得積的整數(shù)部分為八進(jìn)制數(shù)百分位上的數(shù)碼,如此反復(fù)……直到積是0為止。此題經(jīng)轉(zhuǎn)換后得八進(jìn)制數(shù)為211.40.

  「答案」:B

  (2002年)1.若十進(jìn)制數(shù)為132.75,則相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)為( )。

  A.21.3    B.84.c     C.24.6     D.84.6

  「分析」:十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)時,采用除16取余法;對于小數(shù)的轉(zhuǎn)化,采用乘16取整法:將小數(shù)乘以16,所得積的整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制。此題經(jīng)轉(zhuǎn)換后得十六進(jìn)制數(shù)為84.c.

  「答案」:B

  (2003年)14.若十六進(jìn)制數(shù)為 A3.5 ,則相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為( )。

  A.172.5   B.179.3125   C.163.3125   D.188.5

  「分析」:將十六進(jìn)制數(shù)A3.5轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù),可采用乘冪相加法完成,即:10×161+3×160+5×16-1=163.3125.

  「答案」:C

  (2004年)1.若二進(jìn)制數(shù)為 1111.101 ,則相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為 ( )。

  A.15.625  B.15.5     C.14.625    D.14.5

  「分析」:將二進(jìn)制數(shù)1111.101轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù),可采用乘冪相加法完成,即:1×23+1×22++1×21+1×20+1×2-1+1×2-3=15.625.

  「答案」:A

  (2005年)2.若十六進(jìn)制數(shù)為B5.4,則相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為( )。

  A.176.5  B.176.25     C.181.25    D.181.5

  「分析」:將十六進(jìn)制數(shù)B5.4轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù),可采用乘冪相加法完成,即:11×161+5×160+4×16-1=181.25.

  「答案」:C

  可見,數(shù)制的轉(zhuǎn)換每年必考,必須掌握。

  還可能考的題型:

  (1)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

  方法:整數(shù)部分除2取余,小數(shù)部分乘2取整。

  (2)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制

  方法:以小數(shù)點為界,整數(shù)部分從右向左每三位分為一組,最左端不夠三位補(bǔ)零;小數(shù)部分從左向右每三位分為一組,最右端不夠三位補(bǔ)零;最后將每小組轉(zhuǎn)換位一位八進(jìn)制數(shù)。

  (3)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制

  方法:以小數(shù)點為界,整數(shù)部分從右向左每四位分為一組,最左端不夠四位補(bǔ)零;小數(shù)部分從左向右每四位分為一組,最右端不夠四位補(bǔ)零;最后將每小組轉(zhuǎn)換位一位十六進(jìn)制數(shù)。

  三、數(shù)據(jù)編碼:

  定點數(shù)編碼:

  (2000年)2.如果X為負(fù)數(shù),由[X]補(bǔ)求[-X]補(bǔ)是將( )。

  A.[X]補(bǔ)各值保持不變

  B.[X]補(bǔ)符號位變反,其它各位不變

  C.[X]補(bǔ)除符號位外,各位變反,未位加1

  D.[X]補(bǔ)連同符號位一起各位變反,未位加1

  「分析」:不論X是正數(shù)還是負(fù)數(shù),由[X]補(bǔ)求[-X]補(bǔ)的方法是對[X]補(bǔ)求補(bǔ),即連同符號位一起按位取反,末位加1.

  「答案」:D

  (2001年)2.若x補(bǔ) =0.1101010 ,則 x 原=(  )。

  A.1.0010101  B.1.0010110  C.0.0010110  D.0.1101010

  「分析」:正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同,負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是用正數(shù)的補(bǔ)碼按位取反,末位加1求得。此題中X補(bǔ)為正數(shù),則X原與X補(bǔ)相同。

  「答案」:D

  (2002年)2.若x=1011,則[x]補(bǔ)=(  )。

  A.01011    B.1011     C.0101     D.10101

  「分析」:x為正數(shù),符號位為0,數(shù)值位與原碼相同,結(jié)果為01011.

  「答案」:A

  (2003年)8.若[X]補(bǔ)=1.1011 ,則真值 X 是( )。

  A.-0.1011   B.-0.0101   C.0.1011    D.0.0101

  「分析」:[X]補(bǔ)=1.1011,其符號位為1,真值為負(fù);真值絕對值可由其補(bǔ)碼經(jīng)求補(bǔ)運(yùn)算得到,即按位取后得0.0100再末位加1得0.0101,故其真值為-0.0101.

  「答案」:B

  (2004年)13.設(shè)有二進(jìn)制數(shù) x=-1101110,若采用 8 位二進(jìn)制數(shù)表示,則[X]補(bǔ)( )。

  A.11101101  B.10010011   C.00010011  D.10010010

  「分析」:x=-1101110為負(fù)數(shù),負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是將二進(jìn)制位按位取反后在最低位上加1,故[x] 補(bǔ) =10010010.

  「答案」:D

  (2005年)1.若[X]補(bǔ)=0.1011,則真值X=( )。

  A.0.1011   B.0.0101     C.1.1011   D.1.0101

  「分析」:[X]補(bǔ)=0.1011,其符號位為0,真值為正;真值就是0.1011.

  「答案」:A

  由上可見,有關(guān)補(bǔ)碼每年都考。同學(xué)也要注意一下移碼。

  (2001)3.若定點整數(shù) 64 位,含 1 位符號位,補(bǔ)碼表示,則所能表示的絕對值最大負(fù)數(shù)為( )。

  A.-264    B.-(264-1 )  C.-263    D.-(263-1)

  「分析」:字長為64位,符號位為1位,則數(shù)值位為63位。當(dāng)表示負(fù)數(shù)時,數(shù)值位全0為負(fù)絕對值最大,為-263.

  「答案」:C

  (2002年)3.某機(jī)字長8位,含一位數(shù)符,采用原碼表示,則定點小數(shù)所能表示的非零最小正數(shù)為( )

  A.2-9    B.2-8      C.1-     D.2-7

  「分析」:求最小的非零正數(shù),符號位為0,數(shù)值位取非0中的原碼最小值,此8位數(shù)據(jù)編碼為:00000001,表示的值是:2-7.

  「答案」:D

  (2003年)13.n+1 位的定點小數(shù),其補(bǔ)碼表示的是( )。

  A.-1 ≤ x ≤ 1-2-n      B.-1 < x ≤ 1-2-n

  C.-1 ≤ x < 1-2-n      D.-1 < x < 1-2-n

  「分析」:

  編碼方式 最小值編碼 最小值 最大值編碼 最大值 數(shù)值范圍

  n+1位無符號定點整數(shù) 000…000 0 111…111 2n+1-1 0≤x≤2n+1-1

  n+1位無符號定點小數(shù) 0.00…000 0 0.11…111 1-2-n 0≤x≤1-2-n

  n+1位定點整數(shù)原碼 1111…111 -2n+1 0111…111 2n-1 -2n+1≤x≤2n-1

  n+1位點定小數(shù)原碼 1.111…111 -1+2-n 0.111…111 1-2-n -1+2-n≤x≤1-2-n

  n+1位定點整數(shù)補(bǔ)碼 1000…000 -2n 0111…111 2n-1 -2n≤x≤2n-1

  n+1位點定小數(shù)補(bǔ)碼 1.000…000 -1 0.111…111 1-2-n -1≤x≤1-2-n

  n+1位定點整數(shù)反碼 1000…000 -2n+1 0111…111 2n-1 -2n+1≤x≤2n-1

  n+1位點定小數(shù)反碼 1.000…000 -1+2-n 0.111…111 1-2-n -1+2-n≤x≤1-2-n

  n+1位定點整數(shù)移碼 0000…000 -2n 1111…111 2n-1 -2n≤x≤2n-1

  n+1位點定小數(shù)移碼 小數(shù)沒有移碼定義

  「答案」:A

  (2004年)12.定點小數(shù)反碼 [x] 反 =x0. x1 … xn表示的數(shù)值范圍是( )。

  A.-1+2-n < x ≤ 1-2-n     B.-1+2-n ≤ x <1-2-n

  C.-1+2-n ≤ x ≤ 1-2-n     D.-1+2-n < x <1-2-n

  答案:C

  (2005年)3.一個n+1位整數(shù)原碼的數(shù)值范圍是( )。

  A.-2n+1< x <2n-1       B.-2n+1≤ x <2n-1

  C.-2n+1< x ≤2n-1       D.-2n+1≤ x ≤2n-1

  答案:D

  由上可見,有關(guān)定點數(shù)編碼表示的數(shù)值范圍每年都考。今年可能考移碼,大家要注意。

  浮點數(shù)編碼:

  (2002年)4.設(shè)某浮點數(shù)共12位。其中階碼含1位階符共4位,以2為底,補(bǔ)碼表示;尾數(shù)含1位數(shù)符共8位,補(bǔ)碼表示,規(guī)格化。則該浮點數(shù)所能表示的最大正數(shù)是( )。

  A.27      B.28      C.28-1        D.27-1

  「分析」:為使浮點數(shù)取正數(shù)最大,可使尾數(shù)取正數(shù)最大,階碼取正數(shù)最大。尾數(shù)為8位補(bǔ)碼(含符號位),正最大為01111111,為1-2-7,階碼為4位補(bǔ)碼(含符號位),正最大為0111,為7,則最大正數(shù)為:(1-2-7)×27=27-1.

  「答案」:D

  四、定點數(shù)加減法:

  定點數(shù)編碼:

  (2001年)5.若采用雙符號位,則發(fā)生正溢的特征是:雙符號位為( )。

  A.00       B.01       C.10         D.11

  「分析」:采用雙符號位時,第一符號位表示最終結(jié)果的符號,第二符號位表示運(yùn)算結(jié)果是否溢出。當(dāng)?shù)诙缓偷谝晃环栂嗤?,則未溢出;不同,則溢出。若發(fā)生正溢出,則雙符號位為01,若發(fā)生負(fù)溢出,則雙符號位為10.

  「答案」:B

  (2003年)12.加法器中每一位的進(jìn)位生成信號 g 為( )。

  A.xi+yi     B.xiyi     C.xiyici        D.xi+yi+ci

  「分析」:在設(shè)計多位的加法器時,為了加快運(yùn)算速度而采用了快速進(jìn)位電路,即對加法器的每一位都生成兩個信號:進(jìn)位生成信號g和進(jìn)位傳播信號p,其中g(shù)和p定義為:gi=xiyi,p=xi+yi.

  「答案」:B

  (2004年)10.多位二進(jìn)制加法器中每一位的進(jìn)位傳播信號 p 為( )。

  A.xi+yi      B.xiyi     C.xi+yi+ci       D.xiyici

  「分析」:在設(shè)計多位的加法器時,為了加快運(yùn)算速度而采用了快速進(jìn)位電路,即對加法器的每一位都生成兩個信號:進(jìn)位生成信號g和進(jìn)位傳播信號p其中g(shù)和p定義為:gi=xiyi,p=xi+yi.

  「答案」:A

  (2005年)4.若采用雙符號位補(bǔ)碼運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)果的符號位為01,則( )。

  A.產(chǎn)生了負(fù)溢出(下溢)       B.產(chǎn)生了正溢出(上溢)

  C.結(jié)果正確,為正數(shù)          D.結(jié)果正確,為負(fù)數(shù)

  「分析」:采用雙符號位時,第一符號位表示最終結(jié)果的符號,第二符號位表示運(yùn)算結(jié)果是否溢出。當(dāng)?shù)诙缓偷谝晃环栂嗤?,則未溢出;不同,則溢出。若發(fā)生正溢出,則雙符號位為01,若發(fā)生負(fù)溢出,則雙符號位為10.

  「答案」:B

  可見溢出的判斷是重要考點,同學(xué)還要注意其他兩種判斷溢出的方法:

  (1)兩正數(shù)相加結(jié)果為負(fù)或兩負(fù)數(shù)相加結(jié)果為正就說明產(chǎn)生了溢出

  (2)最高位進(jìn)位和次高位進(jìn)位不同則發(fā)生了溢出

  另外要注意快速進(jìn)位加法器的進(jìn)位生成信號g和進(jìn)位傳播信號p其中g(shù)和p定義為:gi=xiyi ,p=xi+yi.第i位的進(jìn)位: .

  五、定點數(shù)的乘除法:

  (2001年)請用補(bǔ)碼一位乘中的 Booth 算法計算 x?y=?x=0101,y=-0101,列出計算過程。

  「分析」:補(bǔ)碼一位乘法中的Booth算法是一種對帶符號數(shù)進(jìn)行乘法運(yùn)算的十分有效的處理方法,采用相加和相減的操作計算補(bǔ)碼數(shù)據(jù)的乘積。做法是從最低位開始,比較相臨的數(shù)位,相等時不加不減,只進(jìn)行右移位操作;不相等(01)時加乘數(shù),不相等(10時)相減乘數(shù),再右移位;直到所有位均處理完畢

  「答案」:

  x=0101,x補(bǔ)=0101, -x補(bǔ)=1011,y=-0101,y補(bǔ)=1011

  循環(huán)   步驟    乘積(R0 R1 P)

  0     初始值   0000 1011 0

  1     減0101   1011 1011 0

  右移1位   1101 1101 1

  2     無操作   1101 1101 1

  右移1位  1110 1110 1

  3     加0101   0011 1110 1

  右移1位   0001 1111 0

  4     減0101   1100 1111 0

  右移1位   1110 0111 1

  所以結(jié)果為[x?y]補(bǔ)=11101111,真值為-00011001,十進(jìn)制值為-25.

  (2002年)已知x=0011, y=-0101,試用原碼一位乘法求xy=?請給出規(guī)范的運(yùn)算步驟,求出乘積。

  「分析」:原碼一位乘法中,符號位與數(shù)值位是分開進(jìn)行計算的。運(yùn)算結(jié)果的數(shù)值部分是乘數(shù)與被乘數(shù)數(shù)值位的乘積,符號是乘數(shù)與被乘數(shù)符號位的異或。原碼一位乘法的每一次循環(huán)的操作是最低位為1,加被乘數(shù)的絕對值后右移1位;最低位為0,加0后右移1位。幾位乘法就循環(huán)幾次。

  「答案」:

  x原=00011,y原=10101,|x|=0011, |y|=0101結(jié)果的符號位1 0=1

  循環(huán)    步驟     乘積(R0 R1)

  0      初始值    0000 0101

  1      加0011    0011 0101

  右移1位   0001 1010

  2      加0     0001 1010

  右移1位    0000 1101

  3      加0011    0011 1101

  右移1位    0001 1110

  4      加0      0001 1110

  右移1位    0000 1111

  所以結(jié)果為-00001111

  (2003年)32.用 Booth 算法計算7×(-3)。要求寫出每一步運(yùn)算過程及運(yùn)算結(jié)果。

  參考2001年考題

  (2004年)32. 用原碼的乘法方法進(jìn)行 0110×0101 的四位乘法。要求寫出每一步運(yùn)算過程及運(yùn)算結(jié)果。

  參考2002年考題

  (2005年)32.用原碼加減交替一位除法進(jìn)行7÷2運(yùn)算。要求寫出每一步運(yùn)算過程及運(yùn)算結(jié)果。

  「分析」:是教材P46原題

  「答案」:

  7的原碼0111,3的原碼0011,結(jié)果符號是0 0=0

  原碼加減交替除法求x/y的分步運(yùn)算過程。

  循環(huán)   步驟    余數(shù)(R0 R1)

  0     初始值   0000 0111

  左移,商0    0000 1110

  1    減0011    1101 1110

  加0011,商0   0000 1110(0)

  左移1位     0001 1100

  2    減0011    1110 1100

  加0011,商0  0001 1100(0)

  左移1位     0011 1000

  3    減0011    0000 1000

  商1    0000 1000(1)

  左移1位  0001 0001

  4    減0011  1110 0001

  加0011,商0  0001 0001(0)

  左移1位    0010 0010

  R0右移1位 0001 0010

  所以,商是0010,即2;余數(shù)是0001,即1.

  由上可見,定點數(shù)乘除法計算題每年必考(10分),同學(xué)除了掌握已經(jīng)考過的三種題型外,還要特別注意原碼恢復(fù)余數(shù)除法的計算過程,教材P44頁例題:計算7/2.我們利用這種方法計算一下7/3.

  (2000年)1.在原碼一位乘中,當(dāng)乘數(shù)Yi為1時,( )。

  A.被乘數(shù)連同符號位與原部分積相加后,右移一位

  B.被乘數(shù)絕對值與原部分積相加后,右移一位

  C.被乘數(shù)連同符號位右移一位后,再與原部分積相加

  D.被乘數(shù)絕對值右移一位后,再與原部分積相加

  「分析」:原碼一位乘法中,符號位與數(shù)值位是分開進(jìn)行計算的。運(yùn)算結(jié)果的數(shù)值部分是乘數(shù)與被乘數(shù)數(shù)值位的乘積,符號是乘數(shù)與被乘數(shù)符號位的異或。數(shù)值位相乘時,當(dāng)乘數(shù)某位為1時,將被乘數(shù)絕對值與原部分積相加后,右移一位。

  「答案」:B

  (2001年)7.原碼乘法是( )。

  A.先取操作數(shù)絕對值相乘,符號位單獨(dú)處理

  B.用原碼表示操作數(shù),然后直接相乘

  C.被乘數(shù)用原碼表示,乘數(shù)取絕對值,然后相乘

  D.乘數(shù)用原碼表示,被乘數(shù)取絕對值,然后相乘

  「分析」:原碼一位乘法中,符號位與數(shù)值位是分開進(jìn)行計算的。運(yùn)算結(jié)果的數(shù)值部分是乘數(shù)與被乘數(shù)數(shù)值位的乘積,符號是乘數(shù)與被乘數(shù)符號位的異或。

  「答案」:A

  8.原碼加減交替除法又稱為不恢復(fù)余數(shù)法,因此( )。

  A.不存在恢復(fù)余數(shù)的操作

  B.當(dāng)某一步運(yùn)算不夠減時,做恢復(fù)余數(shù)的操作

  C.僅當(dāng)最后一步余數(shù)為負(fù)時,做恢復(fù)余數(shù)的操作

  D.當(dāng)某一步余數(shù)為負(fù)時,做恢復(fù)余數(shù)的操作

  「分析」:在用原碼加減交替法作除法運(yùn)算時,商的符號位是由除數(shù)和被除數(shù)的符號位異或來決定的,商的數(shù)值是由除數(shù)、被除數(shù)的絕對值通過加減交替運(yùn)算求得的。由于除數(shù)、被除數(shù)取的都是絕對值,那么最終的余數(shù)當(dāng)然應(yīng)是正數(shù)。如果最后一步余數(shù)為負(fù),則應(yīng)將該余數(shù)加上除數(shù),將余數(shù)恢復(fù)為正數(shù),稱為恢復(fù)余數(shù)。

  「答案」:C

  (2002年)5.原碼乘法是指( )。

  A.用原碼表示乘數(shù)與被乘數(shù),直接相乘

  B.取操作數(shù)絕對值相乘,符號位單獨(dú)處理

  C.符號位連同絕對值一起相乘

  D.取操作數(shù)絕對值相乘,乘積符號與乘數(shù)符號相同

  答案:B

  六、邏輯運(yùn)算:

  (2005年)5.已知一個8位寄存器的數(shù)值為11001010,將該寄存器小循環(huán)左移一位后,結(jié)果為( )。

  A.01100101     B.10010100   C.10010101   D.01100100

  「分析」:

  移位種類 運(yùn)算規(guī)則

  算術(shù)左移 每位左移一位,最右位移入0,最高位移出進(jìn)入標(biāo)志寄存器C位

  算術(shù)右移 每位右移一位,最高位符號復(fù)制,最低位移出進(jìn)入標(biāo)志寄存器C位

  邏輯左移 每位左移一位,最右位移入0,最高位移出進(jìn)入標(biāo)志寄存器C位

  邏輯右移 每位右移一位,最右位移入0,最低位移出進(jìn)入標(biāo)志寄存器C位

  小循環(huán)左移 每位左移一位,最高位進(jìn)入最低位和標(biāo)志寄存器C位

  小循環(huán)右移 每位右移一位,最低位進(jìn)入最高位和標(biāo)志寄存器C位

  大循環(huán)左移 每位左移一位,最高位進(jìn)入標(biāo)志寄存器C位,C位進(jìn)入最低位

  大循環(huán)右移 每位右移一位,最低位進(jìn)入標(biāo)志寄存器C位,C位進(jìn)入最高位

  「答案」:C

  七、浮點數(shù)運(yùn)算:

  (2001)6.浮點加減中的對階的( )。

  A.將較小的一個階碼調(diào)整到與較大的一個階碼相同

  B.將較大的一個階碼調(diào)整到與較小的一個階碼相同

  C.將被加數(shù)的階碼調(diào)整到與加數(shù)的階碼相同

  D.將加數(shù)的階碼調(diào)整到與被加數(shù)的階碼相同

  「分析」:浮點加減法中的對階是向較大階碼對齊,即將較小的一個階碼調(diào)整到與較大的一個階碼相同。

  「答案」:A

  注意有關(guān)浮點數(shù)的運(yùn)算

  例:用浮點數(shù)運(yùn)算步驟對56+5進(jìn)行二進(jìn)制運(yùn)算,浮點數(shù)格式為1位符號位、5位階碼、10位尾碼,基數(shù)為2.

  「答案」:

  5610=1110002=0.111000×26  510=1012=0.101×23

 ?、?對階:0.101×23=0.000101×26

 ?、?尾數(shù)相加:0.111000+0.000101=0.111101

 ?、?規(guī)格化結(jié)果:0.111101×26

 ?、?舍入:數(shù)據(jù)己適合存儲,不必舍入

 ?、?檢查溢出:數(shù)據(jù)無溢出。

  第二章一般不考簡答題

  第3章 存儲系統(tǒng)

  一、名詞解釋:

  歷年真題:

  (2001年)2.DRAM:動態(tài)隨機(jī)訪問存儲器,利用電容電荷存儲信息。

  (2001年)6.邏輯地址:程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產(chǎn)生的地址。

  (2001年)10.隨機(jī)存取方式:可按地址訪問存儲器任一編址單元,其訪問時間相同且與地址無關(guān)。

  六年以來就考了這3個名稱解釋,而且近4年都沒有考,所以第三章的名稱解釋不是考試的重點,這里給大家列出了名詞解釋大家要熟悉一下,這都是本章的基本概念,有利于做選擇題及填空題。

  1.RAM:隨機(jī)訪問存儲器,能夠快速方便的訪問地址中的內(nèi)容,訪問的速度與存儲位置無關(guān)。

  2.ROM:只讀存儲器,一種只能讀取數(shù)據(jù)不能寫入數(shù)據(jù)的存儲器。

  3.SRAM:靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲器,采用雙穩(wěn)態(tài)電路存儲信息。

  4.DRAM:動態(tài)隨機(jī)訪問存儲器,利用電容電荷存儲信息。

  5.EDO DRAM:增強(qiáng)數(shù)據(jù)輸出動態(tài)隨機(jī)訪問存儲,采用快速頁面訪問模式并增加了一個數(shù)據(jù)鎖存器以提高數(shù)據(jù)傳輸速率。

  6.PROM:可編程的ROM,可以被用戶編程一次。

  7.EPROM:可擦寫可編程的ROM,可以被用戶編程多次??孔贤饩€激發(fā)浮置柵上的電荷以達(dá)到擦除的目的。

  8.EEPROM:電可擦寫可編程的ROM,能夠用電子的方法擦除其中的內(nèi)容。

  9.SDRAM:同步型動態(tài)隨機(jī)訪問存儲器,在系統(tǒng)時鐘控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。

  10.快閃存儲器:一種非揮發(fā)性存儲器,與EEPROM類似,能夠用電子的方法擦除其中的內(nèi)容。

  11.相聯(lián)存儲器:一種按內(nèi)容訪問的存儲器,每個存儲單元有匹配電路,可用于是cache中查找數(shù)據(jù)。

  12.多體交叉存儲器:由多個相互獨(dú)立、容量相同的存儲體構(gòu)成的存儲器,每個存儲體獨(dú)立工作,讀寫操作重疊進(jìn)行。

  13.訪存局部性:CPU的一種存取特性,對存儲空間的90%的訪問局限于存儲空間的10%的區(qū)域中,而另外10%的訪問則分布在90%的區(qū)域中。

  14.直接映象:cache的一種地址映象方式,一個主存塊只能映象到cache中的唯一一個指定塊。

  15.全相聯(lián)映象:cache的一種地址映象方式,一個主存塊可映象到任何cache塊。

  16.組相聯(lián)映象:cache的一種地址映象方式,將存儲空間分成若干組,各組之間用直接映象,組內(nèi)各塊之間用全相聯(lián)映象。

  17.全寫法(寫直達(dá)法):cache命中時的一種更新策略,寫操作時將數(shù)據(jù)既寫入cache又寫入主存,但塊變更時不需要將調(diào)出的塊寫回主存。

  18.寫回法:cache命中時的一種更新策略,寫cache時不寫主存,而當(dāng)cache數(shù)據(jù)被替換出去時才寫回主存。

  19.按寫分配:cache不命中時的一種更新策略,寫操作時把對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊從主存調(diào)入cache.

  20.不按寫分配:cache不命中時的一種更新策略,寫操作時該地址的數(shù)據(jù)塊不從主存調(diào)入cache.

  一般寫回法采用按寫分配法,寫直達(dá)法則采用不按寫分配法。

  21.虛擬存儲器:為了擴(kuò)大容量,把輔存當(dāng)作主存使用,所需要的程序和數(shù)據(jù)由輔助的軟件和硬件自動地調(diào)入主存,對用戶來說,好像機(jī)器有一個容量很大的內(nèi)存,這個擴(kuò)大了的存儲空間稱為虛擬存儲器

  22.層次化存儲體系:把各種不同存儲容量、不同訪問速度、不同成本的存儲器件按層次構(gòu)成多層的存儲器,并通過軟硬件的管理將其組成統(tǒng)一的整體,使所存儲的程序和數(shù)據(jù)按層次分布在各種存儲器件中。

  23.訪問時間:從啟動訪問存儲器操作到操作完成的時間。

  24.訪問周期時間:從一次訪問存儲的操作到操作完成后可啟動下一次操作的時間。

  25.帶寬:存儲器在連續(xù)訪問時的數(shù)據(jù)吞吐率。

  26.段式管理:一種虛擬存儲器的管理方式,把虛擬存儲空間分成段,段的長度可以任意設(shè)定,并可以放大或縮小。

  27.頁式管理:一種虛擬存儲器的管理方式,把虛擬存儲空間和實際存儲空間等分成固定容量的頁,需要時裝入內(nèi)存,各頁可裝入主存中不同的實際頁面位置。

  28.段頁式管理:一種虛擬存儲器的管理方式,將存儲空間邏輯模塊分成段,每段又分成若干頁。

  29.固件:固化在硬件中的固定不變的常用軟件。

  30.邏輯地址:程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產(chǎn)生的地址。

  31.物理地址:實際的主存儲器的地址稱為“真實地址”。

  二、選擇填空題:

  歷年真題評析:

  2000年:

  5.動態(tài)半導(dǎo)體存儲器的特點是( )。

  A.在工作中存儲器內(nèi)容會產(chǎn)生變化

  B.每次讀出后,需要根據(jù)原存內(nèi)容重新寫入一遍

  C.每隔一定時間,需要根據(jù)原存內(nèi)容重新寫入一遍

  D.在工作中需要動態(tài)地改變訪存地址

  「分析」:動態(tài)半導(dǎo)體存儲器是利用電容存儲電荷的特性記錄信息,由于電容會放電,必須在電荷流失前對電容充電,即刷新。方法是每隔一定時間,根據(jù)原存內(nèi)容重新寫入一遍。

  「答案」:C

  8.地址線A15~A0(低),若選取用16K×1存儲芯片構(gòu)成64KB存儲器則應(yīng)由地址碼   譯碼產(chǎn)生片選信號。

  「分析」:用16K×1芯片構(gòu)成64KB的存儲器,需要的芯片數(shù)量為:(64K×8)/(16K×1)=32,每8片一組分成4組,每組按位擴(kuò)展方式組成一個16K×8位的模塊,4個模塊按字?jǐn)U展方式構(gòu)成64KB的存儲器。存儲器的容量為64K=216,需要16位地址,選用A15-A0為地址線;每個模塊的容量為16K=214需要14位地址,選用A13-A0為每個模塊提供地址;A15、A14通過2-4譯碼器對4個模塊進(jìn)行片選。

  「答案」:Al5,A14

  9.有靜態(tài)RAM與動態(tài)RAM可供選擇,在構(gòu)成大容量主存時,一般就選擇(   )。

  「分析」:靜態(tài)RAM特點是存取速度快,單位價格(每字節(jié)存儲空間的價格)較高;動態(tài)RAM則是存取速度稍慢,單位價格較低。所以考慮價格因素,在構(gòu)成大容量的存儲器時一般選擇動態(tài)存儲器。

  「答案」:動態(tài)RAM

  2001年:

  11.高速緩沖存儲器 Cache 一般采取( )。

  A.隨機(jī)存取方式

  B.順序存取方式

  C.半順序存取方式

  D.只讀不寫方式

  「分析」:Cache是為提高存儲器帶寬而在主存儲器和CPU之間增加的存儲器,目的是用來存儲使用頻繁的數(shù)據(jù)和指令,存取方式應(yīng)與主存儲器相同,均為隨機(jī)存取方式。

  「答案」:A

  12.若存儲周期 250ns ,每次讀出 16 位,則該存儲器的數(shù)據(jù)傳送率為( )。

  A.4 × 10 6 字節(jié) / 秒       B.4M 字節(jié) / 秒

  C.8 × 10 6 字節(jié) / 秒       D.8M 字節(jié) / 秒

  「分析」:存儲周期250ns,換算為250×10-9秒;每個存儲周期可讀出16位,為兩個字節(jié),則數(shù)據(jù)傳送率為:2字節(jié)/(250×10-9)秒,即8×106字節(jié)/秒。

  「答案」:C

  13.半導(dǎo)體靜態(tài)存儲器 SRAM 的存儲原理是( )。

  A.依靠雙穩(wěn)態(tài)電路         B.依靠定時刷新

  C.依靠讀后再生          D.信息不再變化

  「分析」:半導(dǎo)體靜態(tài)存儲器SRAM是由雙穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成,并依靠其穩(wěn)態(tài)特性來保存信息;動態(tài)存儲器DRAM是利用電容器存儲電荷的特性存儲數(shù)據(jù),依靠定時刷新和讀后再生對信息進(jìn)行保存,而ROM中的信息一經(jīng)寫入就不再變化。

  「答案」:A

  2002年:

  6.一般來講,直接映象常用在( )。

  A.小容量高速Cache        B.大容量高速Cache

  C.小容量低速Cache        D.大容量低速Cache

  「分析」:直接映象的地址轉(zhuǎn)換速度快,但塊的沖突概率較高。在大容量高速Cache系統(tǒng)中使用直接映象方式,即可以發(fā)揮Cache的高速度,又可以減少塊的沖突概率。

  「答案」:B

  7.下列存儲器中,( )速度最快。

  A.硬盤     B.光盤     C.磁帶       D.半導(dǎo)體存儲器

  「分析」:由于存儲器原理和結(jié)構(gòu)的不同,各種存儲器的訪問速度各不相同。以上存儲器中訪問速度由快到慢的順序為:半導(dǎo)體存儲器、硬盤、光盤、磁帶。

  「答案」:D

  2003年:

  15.在下列 Cache 替換算法中,一般說來哪一種比較好( )。

  A.隨機(jī)法            B.先進(jìn)先出法

  C.后進(jìn)先出法          D.近期最少使用法

  「分析」:在Cache替換算法中,隨機(jī)法是隨機(jī)地確定替換的存儲單元,先進(jìn)先出法是替換最早調(diào)入的存儲單元,它們都沒有根據(jù)程序訪存局部性原理,命中率較低;近期最少使用法比較正確地利用了程序訪存局部性原理,替換出近期用得最少的存儲塊,命中率較高,是一種比較好的替換算法。而后進(jìn)先出法不是Cache所使用的替換算法,此法在堆棧存儲結(jié)構(gòu)中使用。

  「答案」:D

  2004年:

  8. 表示主存容量的常用單位為( )。

  A.數(shù)據(jù)塊數(shù)  B.字節(jié)數(shù)     C.扇區(qū)數(shù)      D.記錄項數(shù)

  「分析」:表示主存容量的常用單位字節(jié)B,是基本單位。此外還有KB、MB、GB、TB.

  「答案」:B

  11. 存儲器的隨機(jī)訪問方式是指( )。

  A.可隨意訪問存儲器

  B.按隨機(jī)文件訪問存儲器

  C.可對存儲器進(jìn)行讀出與寫入

  D.可按地址訪問存儲器任一編址單元,其訪問時間相同且與地址無關(guān)

  「分析」:存儲器的隨機(jī)訪問方式是指可按地址訪問存儲器任一編址單元,其訪問時間相同且與地址無關(guān)。

  「答案」:D

  2005年:

  6.動態(tài)存儲器的特點是( )。

  A.工作中存儲內(nèi)容會產(chǎn)生變化

  B.工作中需要動態(tài)改變訪存地址

  C.工作中需要動態(tài)地改變供電電壓

  D.需要定期刷新每個存儲單元中存儲的信息

  「分析」:此題與2000年考題基本相同。動態(tài)半導(dǎo)體存儲器是利用電容存儲電荷的特性記錄信息,由于電容會放電,必須在電荷流失前對電容充電,即刷新。方法是每隔一定時間,根據(jù)原存內(nèi)容重新寫入一遍。

  「答案」:D

  7.組相聯(lián)映象和全相聯(lián)映象通常適合于( )。

  A.小容量Cache           B.大容量Cache

  C.小容量ROM            D.大容量ROM

  「分析」:直接映象的地址轉(zhuǎn)換速度快,但塊的沖突概率較高。在大容量高速Cache系統(tǒng)中使用直接映象方式,即可以發(fā)揮Cache的高速度,又可以減少塊的沖突概率。組相聯(lián)映象和全相聯(lián)映象速度較低,通常適合于小容量Cache.

  「答案」:A

  第4章 指令系統(tǒng)

  一、名詞解釋:

  歷年真題:

  2001年

  3.堆棧:數(shù)據(jù)的寫入寫出不需要地址,按先進(jìn)后出的順序讀取數(shù)據(jù)的存儲區(qū)。

  4.立即尋址方式:操作數(shù)直接在指令中給出。

  六年以來就考了這2個名稱解釋,而且近4年都沒有考,所以第四章的名稱解釋不是考試的重點,這里給大家列出了名詞解釋大家要熟悉一下,這都是本章的基本概念,有利于做選擇題、改錯題和填空題。

  1.指令系統(tǒng):計算機(jī)中各種指令的集合,它反映了計算機(jī)硬件具備的基本功能。

  2.計算機(jī)指令:計算機(jī)硬件能識別并能直接執(zhí)行操作的命令,描述一個基本操作。

  3.指令編碼:將指令分成操作碼和操作數(shù)地址碼的幾個字段來編碼。

  4.指令格式:指定指令字段的個數(shù),字段編碼的位數(shù)和編碼的方式。

  5.立即數(shù):在指令中直接給出的操作數(shù)。

  6.指令字長度:一個指令字所占有的位數(shù)。

  7.助記符:用容易記憶的符號來表示指令中的操作碼和操作數(shù)。

  8.匯編語言:采用文字方式(助記符)表示的程序設(shè)計語言,其中大部分指令和機(jī)器語言中的指令一一對應(yīng),但是不能被計算機(jī)的硬件直接識別。

  9.偽指令:匯編語言程序所提供的裝入內(nèi)存中的位置信息,表示程序段和數(shù)據(jù)段開始信息及結(jié)束信息等。且不轉(zhuǎn)換成2進(jìn)制機(jī)器指令。

  10.大數(shù)端:當(dāng)一個數(shù)據(jù)元素的位數(shù)超過一個字節(jié)或者一個字的寬度,需存儲在相鄰的多個字節(jié)的存儲位置時,將數(shù)據(jù)的最低字節(jié)存儲在最大地址位置的存儲方式。

  11.小數(shù)端:當(dāng)一個數(shù)據(jù)元素的位數(shù)超過一個字節(jié)或者一個字的寬度,需存儲在相鄰的多個字節(jié)的存儲位置時,將數(shù)據(jù)的最低字節(jié)存儲在最小地址位置的存儲方式。

  12.操作數(shù)尋址方式:指令中地址碼的內(nèi)容及編碼方式。

  13.系統(tǒng)指令:改變計算機(jī)系統(tǒng)的工作狀態(tài)的指令。

  14.特權(quán)指令:改變執(zhí)行特權(quán)的指令,用于操作系統(tǒng)對系統(tǒng)資源的控制。

  15.自陷指令:特殊的處理程序,又叫中斷指令。

  16.尋址方式:對指令的地址碼進(jìn)行編碼,以得到操作數(shù)在存儲器中的地址的方式。

  17.相對轉(zhuǎn)移:轉(zhuǎn)移到的目標(biāo)指令的地址與當(dāng)前指令的地址有關(guān),是用當(dāng)前指令的PC與一個偏移量相加,和為目標(biāo)指令的PC.

  18.絕對轉(zhuǎn)移:轉(zhuǎn)移到的目標(biāo)指令的地址與當(dāng)前指令的地址無關(guān),指令中給定的目標(biāo)地址即為目標(biāo)指令的PC.

  19.無條件轉(zhuǎn)移:一種轉(zhuǎn)移指令類型,不管狀態(tài)如何,一律進(jìn)行轉(zhuǎn)移操作。

  20.條件轉(zhuǎn)移:一種轉(zhuǎn)移指令類型,根據(jù)計算機(jī)中的狀態(tài)決定是否轉(zhuǎn)移。

  21.RISC:精簡指令系統(tǒng)計算機(jī),即指令系統(tǒng)中的指令數(shù)量少,且指令功能相對簡單。

  22.CISC:復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機(jī),即指令系統(tǒng)中的指令數(shù)量多,且指令功能相對較強(qiáng)。

  23.堆棧:數(shù)據(jù)的寫入寫出不需要地址,按先進(jìn)后出的順序讀取數(shù)據(jù)的存儲區(qū)。

  二、選擇填空題:

  歷年真題

  2000年:

  3.在堆棧尋址中,設(shè)A為累加器,SP為堆棧指示器,Msp為SP指示的棧頂單元。如果進(jìn)棧操作順序是:(SP)-1→SP,(A)→Msp;那么出棧操作的順序應(yīng)是( )。

  A.(Msp)→A,(SP)+1→SP

  B.(SP)+1→SP,(Msp)→A

  C.(SP)-1→SP,(Msp)→A

  D.(Msp)→A,(SP)-1→SP

  「分析」:堆棧是按特定順序進(jìn)行訪問的存儲區(qū),其訪問方式是后進(jìn)先出,即先存入的數(shù)據(jù)后讀出。對堆棧的操作有入棧和出棧兩種,兩者的操作完全相反,包括功能和順序均相反。

  「答案」:A

  6.在按字節(jié)編址的存儲器中,每個編址單元中存放( )。

  A.1位        B.8位       C.16位       D.32位

  「分析」:在按字節(jié)編址在存儲器中,每個編址單元的容量為一個字節(jié),一個字節(jié)由8位二進(jìn)制數(shù)組成,一個字節(jié)存儲單元可以存放8位二進(jìn)制位。

  「答案」:B

  4.在CPU的狀態(tài)寄存器中,常設(shè)置以下狀態(tài)位:零標(biāo)志位(Z),負(fù)標(biāo)志位(N),(  )和(  )。

  「分析」:在CPU中專門設(shè)置有一個存儲計算機(jī)狀態(tài)的寄存器,稱為狀態(tài)寄存器SR,其中通常包括如下標(biāo)志位:零標(biāo)志位(Z)、負(fù)標(biāo)志位(N)、溢出標(biāo)志位(V)、進(jìn)位或借位標(biāo)志位(C)等。

  「答案」:溢出標(biāo)志位(V)、進(jìn)位或借位標(biāo)志位(C)

  5.如指令中給出形式地址為D,則間接尋址方式獲得操作數(shù)的有效地址為   。

  「分析」:在存儲器間接尋址方式中,操作數(shù)的地址在主存儲器中,其存儲器地址在指令中給出。也就是說在指令中給出的既不是操作數(shù),也不是操作數(shù)的地址,而是操作數(shù)地址的地址,則有效地址為以形式地址D為地址的存儲單元的內(nèi)容。

  「答案」:以D為地址的存儲單元的內(nèi)容

  13.如果說變址尋址方式主要是面向用戶的,那么基址尋址一般是面向(    )的。

  「分析」:變址尋址方式是面向用戶的,常用于訪問字符串、向量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和循環(huán)程序設(shè)計;而基址尋址方式是面向系統(tǒng)的,對由邏輯地址空間到物理地址空間的變換提供支持,用以解決程序在存儲器中再定位和擴(kuò)大尋址空間等問題。

  「答案」:系統(tǒng)

  2001年:

  9.為了縮短指令中某個地址段的位數(shù),有效的方法是采取( )。

  A.立即尋址           B.變址尋址

  C.間接尋址           D.寄存器尋址

  「分析」:由于計算機(jī)中寄存器的數(shù)量一般很少,采用寄存器尋址時可用少量的代碼來指定寄存器,這樣可以減少對應(yīng)地址段的代碼位數(shù),也可減少整個指令的代碼長度。

  「答案」:D

  10.堆棧指針 SP 的內(nèi)容是( )。 A.棧頂單元內(nèi)容 B.棧頂單元地址 C.棧底單元內(nèi)容 D.棧底單元地址

  「分析」:堆棧是按特定順序進(jìn)行訪問的存儲區(qū),其訪問方式是后進(jìn)先出,即先存入的數(shù)據(jù)后讀出。對堆棧的訪問由堆棧指針寄存器SP控制,其內(nèi)容為堆棧中棧項單元的地址,即入棧時數(shù)據(jù)保存在SP指向的單元,出棧時將SP指向單元的內(nèi)容取出。

  「答案」:B

  2002年:

  8.采用直接尋址方式,則操作數(shù)在( )中。

  A.主存        B.寄存器     C.直接存取存儲器    D.光盤

  「分析」:直接尋址方式是指在指令中直接給出操作數(shù)在存儲器中的地址,操作數(shù)在主存儲器中,指令中的地址直接作為有效地址,對存儲器進(jìn)行訪問即可取得操作數(shù)。

  「答案」:A

  9.零地址指令的操作數(shù)一般隱含在( )中。

  A.磁盤        B.磁帶      C.寄存器        D.光盤

  「分析」:零地址指令只有操作碼,沒有操作數(shù)。這種指令有兩種情況:一是無需操作數(shù),另一種是操作數(shù)為默認(rèn)的(隱含的),默認(rèn)為操作數(shù)在寄存器中,指令可直接訪問寄存器。

  「答案」:C

  2003年:

  3.假設(shè)寄存器 R 中的數(shù)值為 200 ,主存地址為 200 和 300 的地址單元中存效的內(nèi)容分別是 300 和 400 ,則什么方式下訪問到的操作數(shù)為 200( )。

  A.直接尋址 200

  B.寄存器間接尋址(R)

  C.存儲器間接尋址(200)

  D.寄存器尋址 R

  「分析」:直接尋址200的操作數(shù)為300,寄存器間接尋址(R)的操作數(shù)300,存儲器間接尋址(200)的操作數(shù)為400,寄存器尋址R的操作數(shù)為200.

  「答案」:D

  5.單地址指令( )。

  A.只能對單操作數(shù)進(jìn)行加工處理

  B.只能對雙操作數(shù)進(jìn)行加工處理

  C.無處理雙操作數(shù)的功能

  D.既能對單操作數(shù)進(jìn)行加工處理,也能在隱含約定另一操作數(shù)(或地址)時,對雙操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算

  「分析」:單地址指令既能對單操作數(shù)進(jìn)行加工處理,也能對雙操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。當(dāng)處理雙操作數(shù)時,一個操作數(shù)在指令中給出,另一個操作數(shù)則是隱含約定的,例如堆棧操作指令中的入棧指令PUSH,指令中只給出源操作數(shù),而目的操作數(shù)則由計算機(jī)中的堆棧指針(SP)確定,在指令中不需要指定。

  「答案」:D

  2004年:

  14.反映計算機(jī)基本功能的是( )。

  A.操作系統(tǒng)      B.系統(tǒng)軟件      C.指令系統(tǒng)     D.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

  「分析」:指令系統(tǒng):計算機(jī)中各種指令的集合,它反映了計算機(jī)硬件具備的基本功能。

  「答案」:C

  2005年:

  8.在大多數(shù)情況下,一條機(jī)器指令中是不直接用二進(jìn)制代碼來指定( )。

  A.下一條指令的地址

  B.操作的類型

  C.操作數(shù)地址

  D.結(jié)果存放地址

  答案:A

  9.在存儲器堆棧中,若棧底地址為A,SP指針初值為A-1,當(dāng)堆棧采用從地址小的位置向地址大的位置生成時,彈出操作應(yīng)是( )。

  A.先從堆棧取出數(shù)據(jù),然后SP指針減1

  B.先從堆棧取出數(shù)據(jù),然后SP指針加1

  C.SP指針先加1,然后從堆棧取出數(shù)據(jù)

  D.SP指針先減1,然后從堆棧取出數(shù)據(jù)

  「分析」:堆棧是按特定順序進(jìn)行訪問的存儲區(qū),其訪問方式是后進(jìn)先出,即先存入的數(shù)據(jù)后讀出。對堆棧的訪問由堆棧指針寄存器SP控制,當(dāng)堆棧采用從地址小的位置向地址大的位置生成時,入棧操作是SP指針先加1,然后將數(shù)據(jù)存入堆棧,從堆棧取出彈出操作是先從堆棧取出數(shù)據(jù),然后SP指針減1.

  「答案」:A

  10.轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行結(jié)束后,程序計數(shù)器PC中存放的是( )。

  A.該轉(zhuǎn)移指令的地址

  B.順序執(zhí)行的下條指令地址

  C.轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址

  D.任意指令地址

  「分析」:轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行過程中,將轉(zhuǎn)移指令所指的子程序的起始地址裝入PC,因此轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行結(jié)束后,程序計數(shù)器PC中存放的是轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址。

  「答案」:C

  三、改錯題:

  3.在寄存器尋址方式中,指定寄存器中存放的是操作數(shù)地址。(2000)

  「分析」:在寄存器間接尋址方式中,指定寄存器中存放的是操作數(shù)地址;而在寄存器尋址方式中,指定寄存器中存放著操作數(shù)。

  「答案」:在寄存器尋址方式中,指定寄存器中存放著操作數(shù)。

  1.在計算機(jī)中,各指令周期的時間長度是相同的。(2002)

  「分析」:在計算機(jī)中,由于指令的種類不同,功能不同,執(zhí)行每條指令時機(jī)器所進(jìn)行的操作可能就不同,所需要的時間長短也可能不相同,所以各指令周期的時間長度不一定相同。

  「答案」:一般說,由于各指令功能的不同,它們的指令周期有長有短,不一定相同。

  22.轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行結(jié)束后,目標(biāo)地址可放在任意寄存器中。(2004年)

  「分析」:轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行過程中,將轉(zhuǎn)移指令所指的子程序的起始地址裝入PC,因此轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行結(jié)束后,程序計數(shù)器PC中存放的是轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址。

  「答案」:轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行結(jié)束后,目標(biāo)地址放在程序計數(shù)器PC中。

  第5章 控制器

  一、名詞解釋:

  歷年真題:

  (2001年)6.邏輯地址:程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產(chǎn)生的地址。 與內(nèi)存物理地址無固定對應(yīng)關(guān)系的地址。

  (2001年)7.微程序控制器:將執(zhí)行指令所需要的微命令以代碼形式編成微指令序列(微程序),存入一個控制存儲器,需要時從該存儲器中讀取。按這種方式工作的控制器為微程序控制器。

  (2002年)3.控制存儲器(CPU內(nèi)的) :CPU內(nèi)用于存放實現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲器稱為控制存儲器。

  (2004年)20.垂直型微指令:一種微指令類型,設(shè)置微操作碼字段,采用微操作碼編碼法,由微操作碼規(guī)定微指令的功能。

  (2005年)23.微程序控制器:將執(zhí)行指令所需要的微命令以代碼形式編成微指令序列(微程序),存入一個控制存儲器,需要時從該存儲器中讀取。按這種方式工作的控制器為微程序控制器。

  近年以來每年考本章的名詞解釋,所以第五章的名稱解釋是考試的重點。這里給大家列出了本章的名詞解釋,大家要熟悉一下,這都是本章的基本概念,有利于做名稱解釋、選擇題、改錯題和填空題。

  1.指令周期:從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間。

  2.機(jī)器周期:指令執(zhí)行中每一步操作所需的時間。

  3.指令仿真:通過改變微程序?qū)崿F(xiàn)不同機(jī)器指令系統(tǒng)的方式,使得在一種計算機(jī)上可以運(yùn)行另一種計算機(jī)上的指令代碼。

  4.指令模擬:在一種計算機(jī)上用軟件來解釋執(zhí)行另一種計算機(jī)的指令。

  5.硬連線邏輯:一種控制器邏輯,用一個時序電路產(chǎn)生時間控制信號,采用組合邏輯電路實現(xiàn)各種控制功能。

  6.微程序:存儲在控制存儲中的完成指令功能的程序,由微指令組成。

  7.微指令:控制器存儲的控制代碼,分為操作控制部分和順序控制部分。

  8.微操作:在微程序控制器中,執(zhí)行部件接受微指令后所進(jìn)行的操作。

  9.微地址:微每時令在控制存儲器中的存儲地址。

  10.控制存儲器:CPU內(nèi)用于存放實現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲器稱為控制存儲器。

  11.相容性微操作:在同時或同一個CPU周期內(nèi)可以并行執(zhí)行的微操作。

  12.相斥性微操作:不能在同時或不能在同一個CPU周期內(nèi)并行執(zhí)行的微操作。

  二、選擇題和填空題:

  2000年:

  4.在取指周期中,是按照( )的內(nèi)容訪問主存,以讀取指令。

  A.指令寄存器IR            B.程序狀態(tài)寄存器PS

  C.存儲器數(shù)據(jù)寄存器MDR         D.程序計數(shù)器PC

  「分析」:每一條指令的執(zhí)行都是從取指令開始,需要對主存儲器進(jìn)行訪問。程序計數(shù)器PC是用來存放將要讀取并執(zhí)行的指令在主存儲器中的地址,對主存儲器訪問時所需要的地址由程序計數(shù)器PC來提供,即需要按程序計數(shù)器PC的內(nèi)容來訪問主存儲器。

  「答案」:D

  7.在微程序控制中,一個節(jié)拍中所需要的一組微命令,被編成一條(   。

  「分析」:控制部件通過控制總線向執(zhí)行部件發(fā)出的控制命令稱為微命令,它是計算機(jī)中最基本的、不可再分的命令單元。在一個節(jié)拍中,一組實現(xiàn)一定功能的微命令的組合構(gòu)成一條微指令。

  「答案」:微指令

  2002年:

  10.微程序存放在( )。

  A.主存中       B.堆棧中     C.只讀存儲器中    D.磁盤中

  「分析」:微程序控制的基本思想是把指令執(zhí)行所需的所有控制信號存放在存儲器中,需要時從這個存儲器中讀取。由于每一條微指令執(zhí)行時所發(fā)出的控制信號是事先設(shè)計好的,不需要改變,故此存放所有控制信號的存儲器應(yīng)為只讀存儲器,并將其集成到CPU內(nèi),稱其為控制存儲器。

  「答案」:C

  11.在微程序控制方式中,機(jī)器指令和微指令的關(guān)系是( )。

  A.每一條機(jī)器指令由一條微指令來解釋執(zhí)行

  B.每一條機(jī)器指令由一段(或一個)微程序來解釋執(zhí)行

  C.一段機(jī)器指令組成的工作程序可由一條微指令來解釋執(zhí)行

  D.一條微指令由若干條機(jī)器指令組成

  「分析」:在微程序控制方式中,控制部件通過控制總線向執(zhí)行部件發(fā)出的各種控制命令稱為微命令,在一個CPU周期中,一組實現(xiàn)一定功能的微命令的組合構(gòu)成一條微指令,有序的微指令序列構(gòu)成一段微程序。微程序的作用是實現(xiàn)一條對應(yīng)的機(jī)器指令,即每一條機(jī)器指令是由一段(或一個)微程序來解釋執(zhí)行的。

  「答案」:B

  2003年:

  7.下列說法中,合理的是( )。

  A.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)相同,各機(jī)器周期的長度均勻

  B.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)相同,各機(jī)器周期的長度可變

  C.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)可變,各機(jī)器周期的長度均勻

  D.執(zhí)行各條指令的機(jī)器周期數(shù)可變,各機(jī)器周期的長度可變

  「分析」:機(jī)器周期是指令執(zhí)行中每一步操作所需要的時間,一般以CPU中完成一個運(yùn)算操作所需的時間作為機(jī)器周期的基本時間,其長度是均勻的,而各種指令的功能不同,因而各指令執(zhí)行時所需的機(jī)器周期數(shù)是可變的。

  「答案」:C

  10.微地址是指微指令( )。

  A.在主存的存儲位置         B.在堆棧的存儲位置

  C.在磁盤的存儲位置         D.在控制存儲器的存儲位置

  「分析」:微程序控制的基本思想是:把指令執(zhí)行所需要的所有控制信號存放在控制存儲器中,需要時從這個存儲器中讀取,即把操作控制信號編成微指令,存放在控制存儲器中。一條機(jī)器指令的功能通常用許多條微指令組成的序列來實現(xiàn),這個微指令序列稱為微程序。微指令在控制存儲器中的存儲位置稱為微地址。

  「答案」:D

  2004年:

  5.在微程序控制中,把操作控制信號編成( )。

  A.微指令        B.微地址       C.操作碼      D.程序

  「分析」:微程序控制的基本思想是:把指令執(zhí)行所需要的所有控制信號存放在控制存儲器中,需要時從這個存儲器中讀取,即把操作控制信號編成微指令,存放在控制存儲器中。一條機(jī)器指令的功能通常用許多條微指令組成的序列來實現(xiàn),這個微指令序列稱為微程序。微指令在控制存儲器中的存儲位置稱為微地址。

  「答案」:A

  6.從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間稱為( )。

  A.時鐘周期       B.機(jī)器周期       C.工作周期    D.指令周期

  「分析」:指令周期:從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間。機(jī)器周期:指令執(zhí)行中每一步操作所需的時間,又稱CPU周期。時鐘周期:計算機(jī)主頻周期。

  「答案」:D

  2005年:

  11.通常,微指令的周期對應(yīng)一個( )。

  A.指令周期       B.主頻周期       C.機(jī)器周期    D.工作周期

  「分析」:指令周期:從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間。機(jī)器周期:指令執(zhí)行中每一步操作所需的時間,又稱CPU周期。時鐘周期:計算機(jī)主頻周期。微指令周期等于讀出一條微指令加上執(zhí)行該微指令的所需時間。通常微指令周期與指令的機(jī)器周期相等。

  「答案」:C

  19.在微程序控制器中,控制存儲器由(  )構(gòu)成,用于存放   。

  「分析」:CPU內(nèi)用于存放實現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲器稱為控制存儲器。

  「答案」:只讀存儲器  微程序

  三、改錯題:

  歷年真題:

  (2000年)9.單總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是指:各大功能部件之間用一根信號線連接。

  「答案」:單總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是指各寄存器及ALU之間的數(shù)據(jù)通路只用一條總線構(gòu)成。

  (2002年)2.CPU只是計算機(jī)的控制器。

  「分析」:計算機(jī)硬件系統(tǒng)是由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五大部分組成,其中將運(yùn)算器和控制器合在一起稱為中央處理器,簡稱為CPU.

  「答案」:CPU是由控制器和運(yùn)算器組成的。

  (2003年)21.硬連線方式是用時序電路產(chǎn)生時間控制信號,用存儲邏輯電路實現(xiàn)各種控制功能。

  「分析」:在采用組合邏輯和時鐘信號相結(jié)合的硬連線控制器中,時間控制信號是由時序電路產(chǎn)生,而各種控制功能則是由組合邏輯電路實現(xiàn)。

  「答案」:硬連線方式是用時序電路產(chǎn)生時間控制信號,用組合邏輯電路實現(xiàn)各種控制功能。

  (2004年)21.在一條微指令中,順序控制部分的作用是發(fā)出指揮全機(jī)工作的控制信號。

  「分析」:在一條微指令中,控制字部分的作用是發(fā)出指揮全機(jī)工作的控制信號;順序控制部分的作用是產(chǎn)生后繼微指令的地址。

  「答案」:在一條微指令中,順序控制部分的作用是產(chǎn)生后繼微指令的地址。

  四、簡答題:

  歷年真題:

  (2000年)4.在CPU中,哪些寄存器屬于控制用的指令部件?它們各起什么作用?(5分)

  「答案」:

  (1)程序計數(shù)器PC,提供取指地址,從而控制程序執(zhí)行順序。

  (2)指令寄存器IR,存放現(xiàn)行指令,作為產(chǎn)生各種微操作命令的基本邏輯依據(jù)。

  (3)程序狀態(tài)寄存器PS,記錄程序運(yùn)行結(jié)果的某些特征標(biāo)志,或用來設(shè)置程序運(yùn)行方式與優(yōu)先級,參與形成某些微操作命令。

  (2001年)1.硬連線控制器如何產(chǎn)生微命令?產(chǎn)生微命令的主要條件是哪些?

  「答案」:

  硬連線控制器依靠組合邏輯電路產(chǎn)生命令;(1分)

  組合邏輯電路的輸入是產(chǎn)生微命令的條件,主要有:① 指令代碼;② 時序信號;③ 程序狀態(tài)信息與標(biāo)志位;④ 外部請求信號。(4分)

  (2002年)3.微程序控制器怎么產(chǎn)生操作控制信號,這種控制器有何優(yōu)缺點?

  「答案」:

  操作控制信號的產(chǎn)生:事先把操作控制信號以代碼形式構(gòu)成微指令,然后存放到控制存儲器中,取出微指令時,其代碼直接或譯碼產(chǎn)生操作控制信號。

  優(yōu)點:規(guī)整、易于修改和擴(kuò)展。

  缺點:速度較慢。

  (2003年)26.當(dāng)讀取并執(zhí)行一條指令時,控制器的主要功能是什么?

  「答案」:

 ?、?從主存取指令,并計算下一條指令在主存中的地址;

  ② 對指令進(jìn)行譯碼,產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號;

 ?、?控制指令執(zhí)行的步驟和數(shù)據(jù)流動的方向。

  (2004年)28.與硬連線控制器相比,微程序控制器有哪些優(yōu)缺點?

  「答案」:與硬連線控制器相比,微程序控制器的優(yōu)點是設(shè)計規(guī)整、易于修改和擴(kuò)展。缺點是比硬連線控制器速度慢。

  (2005年)28.硬連線控制器主要由哪幾部分構(gòu)成?它是如何產(chǎn)生控制信號的?

  「答案」:硬連線控制器主要由時鐘源、環(huán)形脈沖發(fā)生器、控制信號編碼器電路和指令譯碼器電路構(gòu)成。硬連線控制器采用組合邏輯與時鐘信號結(jié)合的方式產(chǎn)生控制信號。

  由上可見,每年都會考本章的簡答題??荚嚨膬蓚€重點:一個是硬連線控制器的有關(guān)知識,另一個是微程序控制器有關(guān)內(nèi)容。這兩方面大家一定重點掌握。

  下面一些知識也要求大家了解

  微程序控制器的構(gòu)成:控制存儲器、微指令寄存器μIR、微地址寄存器μAR、地址轉(zhuǎn)移邏輯等。

  微指令控制字編碼的方式:微指令編碼的3種方式分別是:直接表示法、編碼表示法、混合表示法。

  直接表示法是將每個控制信號都作為微指令中的一個位。這種方法的特點是簡單直觀,其輸出直接用于控制,但編碼效率低。

  編碼表示法是將微指令進(jìn)行分組編碼,將不同時出現(xiàn)的相斥信號分在一個組中,然后將其編碼成較短的代碼。這種方法減少了控制存儲器所需要的存儲器的代碼的數(shù)量,但是編碼的指令代碼需要譯碼器譯碼,增加了控制信號的延遲,影響CPU的工作頻率。

  混合表示法是把直接表示法與編碼方法相結(jié)合使用,即采用部分直接表示部分編碼的方法,將一些速度要求較高,或與其他控制信號都相容的控制信號以直接方式表示,而將剩余信號以編碼方式?;旌媳硎痉ū阌诰C合考慮指令字長、靈活性和執(zhí)行速度方面的要素。

  微地址的形成方法:(微指令中順序控制字段的編碼)微地址的形成方法有三種方式:計數(shù)器方式、斷定方式和結(jié)合方式。

  計數(shù)器方式,又稱增量方式。用微程序計數(shù)器μPC來產(chǎn)生指令的微地址,將微程序中的各條微指令按順序安排在控制存儲器中,后繼地址由現(xiàn)行微地址加上一個增量形成。

  斷定方式,根據(jù)機(jī)器狀態(tài)決定下一條微指令的地址,下一條微指令的地址包含在當(dāng)前微指令的代碼中。

  結(jié)合方式,是將計數(shù)器方式和斷定方式相結(jié)合。

  中央處理器的基本功能:計算機(jī)的中央處理器(CPU)具有以下4個方面的基本功能:

  (1)指令控制,即對程序運(yùn)行的控制;

  (2)操作控制,即對指令內(nèi)操作步驟的控制;

  (3)數(shù)據(jù)運(yùn)算,即對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算,這是CPU的最基本功能;

  (4)異常處理和中斷處理,如處理運(yùn)算中的溢出等錯誤情況以及處理外部設(shè)備的服務(wù)請求等

  此外,CPU還具有存儲管理、總線管理、電源管理等擴(kuò)展功能

  第6章 總線系統(tǒng)

  一、名詞解釋:

  歷年真題:

  (2001年)5.總線:計算機(jī)中連接功能單元的公共線路,是一束信號線的集合,包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。

  (2001年)8.同步通信方式:采用這種方式的總線傳輸中,所有的設(shè)備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

  (2002年)4.主設(shè)備:獲得總線控制權(quán)的設(shè)備。

  (2003年)19.猝發(fā)數(shù)據(jù)傳輸方式:在一個總線周期內(nèi)傳輸存儲地址連續(xù)的多個數(shù)據(jù)字的總線傳輸方式。

  (2004年)16.總線的同步通信方式:采用這種方式的總線傳輸中,所有的設(shè)備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

  (2005年)24.總線從設(shè)備:被主設(shè)備訪問的設(shè)備。

  近年以來每年考本章的名詞稱解釋,所以第五章的名稱解釋是考試的重點。這里給大家列出了本章的名詞解釋,大家要熟悉一下,這都是本章的基本概念,有利于做名稱解釋、選擇題、改錯題和填空題。

  1、猝發(fā)轉(zhuǎn)輸方式:在一個總線周期內(nèi)傳輸存儲地址連續(xù)的多個數(shù)據(jù)字的總線傳輸方式。

  2、四邊沿協(xié)議(全互鎖):全互鎖的總線通信異步方式,就緒信號和應(yīng)答信號的上升邊沿和下降邊沿都是觸發(fā)邊沿。

  3、碼元:信息傳輸通道中,攜帶數(shù)據(jù)信息的信號單元。

  4、波特率:碼元傳輸速率,每秒通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)。(傳的是信號)

  5、比特率:信息位傳輸速率,每秒鐘通過信道傳輸?shù)挠行畔⒘俊?傳的是信息)

  6、UART:通用異步接收器/發(fā)送器,一種典型的集成電路異步串行接口電路。

  7、主設(shè)備:獲得總線控制權(quán)的設(shè)備。

  8、從設(shè)備:被主設(shè)備訪問的設(shè)備。

  9、總線事務(wù):從總線的請求到完成總線的使用的操作序列。

  10、總線協(xié)議:總線通信同步方式規(guī)則,規(guī)定實現(xiàn)總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩〞r規(guī)則。

  11、總線訪問延遲:是主設(shè)備為獲得總線控制權(quán)而等待的時間。

  12、總線周期:是主設(shè)備占用總線的時間。

  13、總線裁決方式:決定總線由哪個設(shè)備進(jìn)行控制的方式。

  14、系統(tǒng)總線:是用來連接系統(tǒng)內(nèi)各大功能模塊或設(shè)備,實現(xiàn)系統(tǒng)種各電路板的連接。

  15、數(shù)據(jù)幀:串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈桓袷?,包括起始位,?shù)據(jù)位,校驗位,結(jié)束位和空閑位。

  16、同步通信:所有的設(shè)備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

  17、異步通信:使用一個在CPU和設(shè)備之間的“握手”信號,去除了公共的時鐘信號,從而使得操作變成異步的。非互鎖、半互鎖、全互鎖。

  18、鏈?zhǔn)讲樵兎绞?菊花鏈方式):各申請總線的設(shè)備合用一條總線作為請求信號線,而總線控制設(shè)備的響應(yīng)信號線則串接在各設(shè)備間。

  19、計數(shù)器定時查詢方式:集中式總線裁決方式之一,設(shè)備要求使用總線時通過一條公用請求線發(fā)出,總線控制器按計數(shù)的值對各設(shè)備進(jìn)行查詢。

  20、獨(dú)立請求方式:集中式總線裁決方式之一,每一個設(shè)備都有一個獨(dú)立的總線請求信號線送到總線控制器,控制器也給各設(shè)備分別發(fā)送一個總線響應(yīng)信號。

  21、串行傳輸:是指數(shù)據(jù)的傳輸在一條線路上按位進(jìn)行。(只需一條數(shù)據(jù)傳輸線,線路的成本低,適合于長距離的數(shù)據(jù)傳輸)

  22、并行傳輸:每個數(shù)據(jù)位都需要單獨(dú)一條傳輸線,所有的數(shù)據(jù)位同時進(jìn)行傳輸。(在采用并行傳輸方式的總線中,除了有傳輸數(shù)據(jù)的線路外,還可以具有傳輸?shù)刂泛涂刂菩盘柕木€路,地址線用于選擇存儲單元和設(shè)備,控制線用于傳遞操作信號)

  23、復(fù)合傳輸:又稱總線復(fù)用的傳輸方式,它使不同的信號在同一條信號線上傳輸,不同的信號在不同的時間片中輪流地身總線的同一條信號線上發(fā)出。(它與并串傳輸?shù)膮^(qū)別在于分時地傳輸同一數(shù)據(jù)源的不同信息。)

  24、消息傳輸方式:總線的信息傳輸方式之一,將總線需要傳送的數(shù)據(jù)信息、地址信息、和控制信息等組合成一個固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以猝發(fā)方式進(jìn)行傳輸。

  25、總線:一組可由多個部件分時共享的信息傳輸線。

  二、選擇填空題:

  歷年真題:

  2000年:

  8.“總線忙”信號由( )建立。

  A.獲得總線控制權(quán)的設(shè)備      B.發(fā)出“總線請求”的設(shè)備

  C.總線控制器           D.CPU

  「分析」:在總線控制機(jī)制中,準(zhǔn)備使用總線的設(shè)備向總線控制器發(fā)出“總線請求”由總線控制器進(jìn)行裁決。如果經(jīng)裁決允許該設(shè)備使用總線,就由總線控制器向該設(shè)備發(fā)出一個“總線允許”信號。該設(shè)備接收到此信號后,發(fā)出一個“總線忙”信號用來通知其他設(shè)備總線己被占用。當(dāng)該設(shè)備使用完總線時,將“總線忙”信號撤銷,釋放總線。

  「答案」:A

  12.系統(tǒng)總線是用來連接(  )的總線。

  「分析」:按總線的連線類型不同,總線可分為:① 芯片級總線(CPU內(nèi)部總線):連接CPU內(nèi)部運(yùn)算器、控制器、寄存器等的數(shù)據(jù)通路。② 扳級總線:連接主板中的CPU和主存等部件,也稱局部總線。③ 系統(tǒng)總線是用來連接系統(tǒng)內(nèi)各大功能模塊或設(shè)備。

  「答案」:系統(tǒng)內(nèi)各大功能模塊或設(shè)備

  14.并行接口與I/O設(shè)備之間同時傳送的位數(shù),大多是 (  )位。

  「分析」:并行接口與I/O設(shè)備之間同時傳送的8位數(shù)(1個字節(jié))

  「答案」:8

  2001年:

  14.在不同速度的設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù),( )。

  A.必須采用同步控制方式

  B.必須采用異步控制方式

  C.可以選用同步方式,也可選用異步方式

  D.必須采用應(yīng)答方式

  「分析」:在不同速度的設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,既可以使用同步方式,也可以使用異步方式。異步方式主要是用于在不同的設(shè)備之間進(jìn)行通信,而如果兩種速度的設(shè)備使用同一個時鐘信號進(jìn)行控制,采用同步的數(shù)據(jù)傳送方式,同樣可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送,只是快速設(shè)備的速度性能發(fā)揮不出來。

  「答案」:C

  15.掛接在總線上的多個部件( )。

  A.只能分時向總線發(fā)送數(shù)據(jù),并只能分時從總線接收數(shù)據(jù)

  B.只能分時向總線發(fā)送數(shù)據(jù),但可同時從總線接收數(shù)據(jù)

  C.可同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù),并同時從總線接收數(shù)據(jù)

  D.可同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù),但只能分時從總線接收數(shù)據(jù)

  「分析」:為了使總線上的數(shù)據(jù)不發(fā)生“碰撞”,掛接在總線上的多個設(shè)備只能分時地向總線發(fā)送數(shù)據(jù),即每一個時刻只能有一個設(shè)備可以向總線傳送數(shù)據(jù),而從總線上接收數(shù)據(jù)的設(shè)備可有多個,因為接收數(shù)據(jù)的設(shè)備不會對總線產(chǎn)生“干擾”。

  「答案」:B

  2002年:

  12.異步傳送方式常用于( )中,作為主要控制方式。

  A.微型機(jī)的CPU內(nèi)部控制

  B.硬連線控制器

  C.微程序控制器

  D.串行I/O總線

  「分析」:異步傳輸方式主要用于控制兩種速度有一定差別的設(shè)備的信息傳送,一般用在快速CPU與慢速的外設(shè)之間進(jìn)行串行通信的場合。

  「答案」:D

  13.串行總線主要用于( )。

  A.連接主機(jī)與外圍設(shè)備

  B.連接主存與CPU

  C.連接運(yùn)算器與控制器

  D.連接CPU內(nèi)部各部件

  「分析」:串行通信方式由于其信息傳送速度慢、信息傳送的距離較長、所使用的信號線數(shù)量較少等特點,主要用于連接主機(jī)和慢速的外圍設(shè)備,例如主機(jī)與串行鼠標(biāo)之間的信息傳送。

  「答案」:A

  2003年:

  4.下列說法中正確的是( )。

  A.半雙工總線只能在一個方向上傳輸信息,全雙工總線可以在兩個方向上輪流傳輸信息

  B.半雙工總線只能在一個方向上傳輸信息,全雙工總線可以在兩個方向上同時傳輸信息

  C.半雙工總線可以在兩個方向上輪流傳輸信息,全雙工總線可以在兩個方向上同時傳輸信息

  D.半雙工總線可以在兩個方向上同時傳輸信息,全雙工總線可以在兩個方向上輪流傳輸信息

  「分析」:根據(jù)總線上信號的傳遞方向,總線可分為單向傳輸(單工)總線和雙向傳輸(雙工)總線,而雙工總線又可分為半雙工總線和全雙工總線。其中單工總線只能向一個方向傳遞信號,半雙工總線可以在兩個方向上輪流傳遞信號,全雙工總線可以在兩個方向上同時傳遞信號?!  复鸢浮梗篊

  9.在總線上,同一時刻( )。

  A.只能有一個主設(shè)備控制總線傳輸操作

  B.只能有一個從設(shè)備控制總線傳輸操作

  C.只能有一個主設(shè)備和一個從設(shè)備控制總線傳輸操作

  D.可以有多個主設(shè)備控制總線傳輸操作

  「分析」:總線上的設(shè)備要控制總線必須先獲得總線的控制權(quán),獲得總線控制權(quán)的設(shè)備稱為主設(shè)備,被主設(shè)備訪問的設(shè)備稱為從設(shè)備。在總線上信息的傳輸由主設(shè)備啟動,一條總線上可以有多個設(shè)備能成為主設(shè)備,但在同一時刻只能有一個主設(shè)備控制總線的傳輸操作。

  「答案」:A

  2004年:

  4.系統(tǒng)級的總線是用來連接( )。

  A.CPU 內(nèi)部的運(yùn)算器和寄存器

  B.主機(jī)系統(tǒng)板上的所有部件

  C.主機(jī)系統(tǒng)板上的各個芯片

  D.系統(tǒng)中的各個功能模塊或設(shè)備

  「分析」:按總線的連線類型不同,總線可分為:① 芯片級總線(CPU內(nèi)部總線):連接CPU內(nèi)部運(yùn)算器、控制器、寄存器等的數(shù)據(jù)通路。② 扳級總線:連接主板中的CPU和主存等部件,也稱局部總線。③ 系統(tǒng)總線是用來連接系統(tǒng)內(nèi)各大功能模塊或設(shè)備。

  「答案」:D

  15.總線從設(shè)備是( )。

  A. 掌握總線控制權(quán)的設(shè)備

  B.申請作為從設(shè)備的設(shè)備

  C. 被主設(shè)備訪問的設(shè)備

  D.總線裁決部件

  「分析」:主設(shè)備:獲得總線控制權(quán)的設(shè)備。從設(shè)備:被主設(shè)備訪問的設(shè)備。

  「答案」:C

  2005年:

  12.波特率表示傳輸線路上( )。

  A.信號的傳輸速率

  B.有效數(shù)據(jù)的傳輸速率

  C.校驗信號的傳輸速率

  D.干擾信號的傳輸速率

  「分析」:波特率是碼元傳輸速率,每秒通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)。(傳的是信號)。比特率是信息位傳輸速率,每秒鐘通過信道傳輸?shù)挠行畔⒘俊?傳的是信息)

  「答案」:A

  13.不同信號在同一條信號線上分時傳輸?shù)姆绞椒Q為( )。

  A.總線復(fù)用方式

  B.并串行傳輸方式

  C.并行傳輸方式

  D.串行傳輸方式

  「分析」:串行傳輸是指數(shù)據(jù)的傳輸在一條線路上按位進(jìn)行。并行傳輸是每個數(shù)據(jù)位都需要單獨(dú)一條傳輸線,所有的數(shù)據(jù)位同時進(jìn)行傳輸。不同信號在同一條信號線上分時傳輸?shù)姆绞椒Q為總線復(fù)用方式。

  「答案」:A

  17.按照傳輸定時的方法劃分,總線數(shù)據(jù)通信方式可分為( )和 ( )兩類。

  「分析」:按照傳輸定時的方法劃分,總線數(shù)據(jù)通信方式可分為:① 同步通信:所有的設(shè)備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。② 異步通信:使用一個在CPU和設(shè)備之間的“握手”信號,去除了公共的時鐘信號,從而使得操作變成異步的,有非互鎖、半互鎖、全互鎖三種方式。

  「答案」:同步通信  異步通信

  三、改錯題:

  歷年真題:

  (2002年)3.按時序控制方式分,總線可分為串行總線和并行總線。

  「分析」:對總線的分類有不同的分類標(biāo)準(zhǔn):按傳送格式分為:串行總線、并行總線;按時序控制方式分為:同步總線(含同步擴(kuò)展總線)、異步總線;按功能分為:系統(tǒng)總線、CPU內(nèi)部總線、各種局部總線。

  「答案」:按時序控制方式分,總線可分成同步總線和異步總線。

  (2003年)23.串行通信只能采用異步方式。

  「分析」:串行通信是指數(shù)據(jù)的傳輸是在一條傳輸線路上按位進(jìn)行,它可以采用異步方式,也可以采用同步方式。采用異步方式時,發(fā)送與接收設(shè)備之間采用“握手”信號來進(jìn)行同步,而采用同步方式時,發(fā)送與接收設(shè)備都從同一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

  「答案」:串行通信可以采用異步方式,也可以采用同步方式。

  (2004年)23.總線周期是指:任意總線設(shè)備為獲取總線控制權(quán)而等待的時間與占用總線的時間之和。

  「分析」:總線訪問延遲:是主設(shè)備為獲得總線控制權(quán)而等待的時間??偩€周期:是主設(shè)備占用總線的時間。

  「答案」:總線周期是指主設(shè)備占用總線的時間。

  四、簡答題:

  歷年真題:

  (2000年)1.何謂存儲總線?何謂I/O總線?各有何特點?(4分)

  「答案」:

  存儲總線是連接CPU和主存儲器之間的專用總線,速度高。

  1/O總線是連接主機(jī)(CPU)與1/O設(shè)備之間的總線,可擴(kuò)展性好。

  (2001年)4.總線的分類方法主要有哪幾種?請分別按這幾種法說明總線的分類。

  「答案」:① 按傳送格式分為:串行總線、并行總線;② 按時序控制方式分為:同步總線(含同步擴(kuò)展總線)、異步總線;③ 按功能分為:系統(tǒng)總線、CPU內(nèi)部總線、各種局部總線。

  (2002年)4.何謂串行傳輸,有何優(yōu)缺點?適用什么場合?

  「答案」:

  串行傳輸是指數(shù)據(jù)的傳輸在一條線路上按位進(jìn)行。

  優(yōu)點:線路成本低。

  缺點:傳送速度慢。

  適用場合:主機(jī)與低速外設(shè)間的傳送、遠(yuǎn)距離通信總線的數(shù)據(jù)傳送、系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送。

  (2003年)28.總線的同步通信方式與異步通信方式有什么區(qū)別?各適用于哪些場合?

  「答案」:

  同步通信方式中:數(shù)據(jù)傳送操作由統(tǒng)一的時序信號同步定時控制,有嚴(yán)格的時鐘周期劃分,總線操作有固定的時序,設(shè)備之間沒有應(yīng)答信號。適合各設(shè)備速度固定且一致(或差異不大)的場合。

  異步通信方式中:數(shù)據(jù)傳送操作所需時間視需要而定,總線操作周期時間不固定,沒有時鐘周期劃分,設(shè)備之間采用握手信號的應(yīng)答方式。適合:各設(shè)備速度差異較大的場合。

  (2004年)29.串行總線和并行總線有何區(qū)別? 各適用于什么場合?

  「答案」:

  串行總線的數(shù)據(jù)傳輸是在一條線路上按位進(jìn)行。線路成本低,傳送速度慢。 適用場合:主機(jī)與低速外設(shè)間的傳送、遠(yuǎn)距離通信總線的數(shù)據(jù)傳送、系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送。

  并行總線的每個數(shù)據(jù)位都需要單獨(dú)一條傳輸線,所有的數(shù)據(jù)位同時進(jìn)行傳輸。線路成本高,傳送速度快。適用場合:短距離的高速數(shù)據(jù)傳輸。

  (2005年)29.系統(tǒng)總線接口有哪幾項基本功能?

  「答案」:① 控制:傳遞總線上的控制信息,主設(shè)備會通過總線接口向從設(shè)備發(fā)出控制信息。② 數(shù)據(jù)緩存:在總線傳遞信息時,在總線接口中臨時存放數(shù)據(jù)。③ 狀態(tài)設(shè)置通過總線和轉(zhuǎn)換從設(shè)備的工作信息,便于主設(shè)備了解從設(shè)備的信息。④ 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:某些總線接口需要對傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。⑤ 整理:對接口本身進(jìn)行調(diào)整。⑥ 程序中斷。

  由上可見,每年都會考本章的簡答題。考試的兩個重點:一個是串行總線和并行總線相關(guān)內(nèi)容,另一個是同步通信方式與異步通信方式有關(guān)內(nèi)容。這兩方面大家一定重點掌握。

  下面一些知識也要求大家了解

  1.什么是總線裁決?總線裁決有哪幾種方式?

  「答案」:

  總線裁決就是決定總線由哪個設(shè)備進(jìn)行控制。

  總線裁決方式可分為集中式裁決和分布式裁決兩種。

  集中式裁決將總線的控制功能用一個專門的部件實現(xiàn),這個部件可以位于連接在總線的某個設(shè)備上。當(dāng)一個設(shè)備需要向共享總線傳輸數(shù)據(jù)時,它必須先發(fā)出請求,在得到許可時才能發(fā)出數(shù)據(jù)。裁決部件接收來自各個設(shè)備的總線使用請求信號,向其中某一個設(shè)備發(fā)出總線許可信號。

  分布式裁決將控制功能分布在連接在總線上的各設(shè)備中,一般是固定優(yōu)先級的。每個設(shè)備分配一個優(yōu)先號,發(fā)出總線請求的設(shè)備將自己的優(yōu)先號送往請求線上,與其他設(shè)備的請求信號構(gòu)成一個合成信號,并將這個合成裁決信號讀入以判斷是否有優(yōu)先級更高的設(shè)備申請總線。這樣可使得優(yōu)先級最高的設(shè)備獲得總線使用權(quán)。

  2.集中式裁決有哪幾種方式:

  「答案」:

  鏈?zhǔn)讲樵兎绞?菊花鏈方式):各申請總線的設(shè)備合用一條總線作為請求信號線,而總線控制設(shè)備的響應(yīng)信號線則串接在各設(shè)備間。

  計數(shù)器定時查詢方式:集中式總線裁決方式之一,設(shè)備要求使用總線時通過一條公用請求線發(fā)出,總線控制器按計數(shù)的值對各設(shè)備進(jìn)行查詢。

  獨(dú)立請求方式:集中式總線裁決方式之一,每一個設(shè)備都有一個獨(dú)立的總線請求信號線送到總線控制器,控制器也給各設(shè)備分

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