计算机组成原理复习总结.docx
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计算机组成原理复习总结
第1章概论
一、名词解释：
历年真题：
名词解释题：
（2002年）1．主机：
由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。
（2003年）16．主机：
由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。
（2004年）18．ALU算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。
（2005年）21．应用软件：
完成应用功能的软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。
近4年都考了名称解释，所以第一章的名称解释是考试的重点，这里给大家列出了名词解释大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，也有利于做选择题及填空题。
1．主机：
由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。
2．CPU：
中央处理器，是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。
3．运算器：
计算机中完成运算功能的部件，由ALU和寄存器构成。
4．ALU：
算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。
5．外围设备：
计算机的输入输出设备，包括输入设备，输出设备和外存储设备。
6．数据：
编码形式的各种信息，在计算机中作为程序的操作对象。
7．指令：
是一种经过编码的操作命令，它指定需要进行的操作，支配计算机中的信息传递以及主机与输入输出设备之间的信息传递，是构成计算机软件的基本元素。
8．透明：
在计算机中，从某个角度看不到的特性称该特性是透明的。
9．位：
计算机中的一个二进制数据代码，计算机中数据的最小表示单位。
10．字：
数据运算和存储的单位，其位数取决于具体的计算机。
11．字节：
衡量数据量以及存储容量的基本单位。
1字节等于8位二进制信息。
12．字长：
一个数据字中包含的位数，反应了计算机并行计算的能力。
一般为8位、16位、32位或64位。
13．地址：
给主存器中不同的存储位置指定的一个二进制编号。
14．存储器：
计算机中存储程序和数据的部件，分为内存和外存。
15．总线：
计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线．地址总线和控制总线。
16．硬件：
由物理元器件构成的系统，计算机硬件是一个能够执行指令的设备。
17．软件：
由程序构成的系统，分为系统软件和应用软件。
18．兼容：
计算机部件的通用性。
19．软件兼容：
一个计算机系统上的软件能在另一个计算机系统上运行，并得到相同的结果，则称这两个计算机系统是软件兼容的。
20．程序：
完成某种功能的指令序列。
21．寄存器：
是运算器中若干个临时存放数据的部件，由触发器构成，用于存储最频繁使用的数据。
22．容量：
是衡量容纳信息能力的指标。
23．主存：
一般采用半导体存储器件实现，速度较高．成本高且当电源断开时存储器的内容会丢失。
24．辅存：
一般通过输入输出部件连接到主存储器的外围设备，成本低，存储时间长。
25．操作系统：
主要的系统软件，控制其它程序的运行，管理系统资源并且为用户提供操作界面。
26．汇编程序：
将汇编语言程序翻译成机器语言程序的计算机软件。
27．汇编语言：
采用文字方式（助记符）表示的程序设计语言，其中大部分指令和机器语言中的指令一一对应，但不能被计算机的硬件直接识别。
28．编译程序：
将高级语言程序转换成机器语言程序的计算机软件。
29．解释程序：
解释执行高级语言程序的计算机软件，解释并立即执行源程序的语句。
30．系统软件：
计算机系统的一部分，进行命令解释、操作管理、系统维护、网络通信、软件开发和输入输出管理的软件，与具体的应用领域无关。
31．应用软件：
完成应用功能的软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。
32．指令流：
在计算机的存储器与CPU之间形成的不断传递的指令序列。
从存储器流向控制器。
33．数据流：
在计算机的存储器与CPU之间形成的不断传递的数据序列。
存在于运算器与存储器以及输入输出设备之间。
34．接口：
计算机主机与外围设备之间传递数据与控制信息的电路。
计算机可以与多种不同的外围设备连接，因而需要有多种不同的输入输出接口。
选择题没有考过
二、填空题：
（2000年）系统软件主要包括：
＿＿＿和＿＿＿及诊断程序等。
操作系统 语言处理程序
（2005年）18．构成中央处理器的两大部件是＿＿＿和＿＿＿。
运算器 控制器
三、改错题：
（2000年）1．运算器的功能就是执行加、减、乘、除四则运算。
运算器的功能就是算术运算和逻辑运算
（2005年）18．构成中央处理器的两大部件是＿＿＿和＿＿＿。
硬盘的存储容量常用GB表示，1GB=1024MB
第2章数据编码和数据运算
一、名词解释：
历年真题：
（2001年，2002年）基数：
在浮点数据编码中，对阶码所代表的指数值的数据，在计算机中是一个常数，不用代码表示。
（2003年）移码：
带符号数据表示方法之一，符号位用1表示正，0表示负，其余位与补码相同。
（2004年）溢出：
指数的值超出了数据编码所能表示的数据范围。
（2005年）偶校验码：
让编码组代码中1的个数为偶数，违反此规律为校验错。
近5年每年都考名称解释，所以第二章的名称解释是考试的重点，这里给大家列出了名词解释大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，有利于做选择题及填空题。
1．原码：
带符号数据表示方法之一，一个符号位表示数据的正负，0代表正号，1代表负号，其余的代表数据的绝对值。
2．补码：
带符号数据表示方法之一，正数的补码与原码相同，负数的补码是将二进制位按位取反后在最低位上加1。
3．反码：
带符号数据的表示方法之一，正数的反码与原码相同，负数的反码是将二进制位按位取反
4．阶码：
在浮点数据编码中，表示小数点的位置的代码。
5．尾数：
在浮点数据编码中，表示数据有效值的代码。
6．机器零：
在浮点数据编码中，阶码和尾数都全为0时代表的0值。
7．上溢：
指数的绝对值太大，以至大于数据编码所能表示的数据范围。
8．下溢：
指数的绝对值太小，以至小于数据编码所能表示的数据范围。
9．规格化数：
在浮点数据编码中，为使浮点数具有唯一的表示方式所作的规定，规定尾数部分用纯小数形式给出，而且尾数的绝对值应大于1/R，即小数点后的第一位不为零。
10．Booth算法：
一种带符号数乘法，它采用相加和相减的操作计算补码数据的乘积。
11．海明距离：
在信息编码中，两个合法代码对应位上编码不同的位数。
12．冯?
诺依曼舍入法：
浮点数据的一种舍入方法，在截去多余位时，将剩下数据的最低位置1。
13．检错码：
能够发现某些错误或具有自动纠错能力的数据编码。
14．纠错码：
能够发现某些错误并且具有自动纠错能力的数据编码。
15．奇校验码：
让编码组代码中1的个数为奇数，违反此规律为校验错。
16．海明码：
一种常见的纠错码，能检测出两位错误，并能纠正一位错误。
17．循环码：
一种纠错码，其合法码字移动任意位后的结果仍然是一个合法码字。
18．桶形移位器：
可将输入的数据向左、向右移动1位或多位的移位电路。
二、数制度的转换：
历年真题：
（2001年）1．若十进制数据为137.5则其八进制数为（）。
A．89.8 B．211.4 C．211.5 D．1011111.101
【分析】：
十进制数转化为八进制数时，整数部分和小数部分要用不同的方法来处理。
整数部分的转化采用除基取余法：
将整数除以8，所得余数即为八进制数的个位上数码，再将商除以8，余数为八进制十位上的数码……如此反复进行，直到商是0为止；对于小数的转化，采用乘基取整法：
将小数乘以8，所得积的整数部分即为八进制数十分位上的数码，再将此积的小数部分乘以8，所得积的整数部分为八进制数百分位上的数码，如此反复……直到积是0为止。
此题经转换后得八进制数为211.40。
【答案】：
B
（2002年）1．若十进制数为132.75，则相应的十六进制数为（ ）。
A．21.3 B．84.c C．24.6 D．84.6
【分析】：
十进制数转化为十六进制数时，采用除16取余法；对于小数的转化，采用乘16取整法：
将小数乘以16，所得积的整数部分转换为十六进制。
此题经转换后得十六进制数为84.c。
【答案】：
B
（2003年）14．若十六进制数为A3.5，则相应的十进制数为（ ）。
A．172.5 B．179.3125 C．163.3125 D．188.5
【分析】：
将十六进制数A3.5转换为相应的十进制数，可采用乘幂相加法完成，即：
10×161+3×160+5×16-1=163.3125。
【答案】：
C
（2004年）1．若二进制数为1111.101，则相应的十进制数为（ ）。
A．15.625 B．15.5 C．14.625 D．14.5
【分析】：
将二进制数1111.101转换为相应的十进制数，可采用乘幂相加法完成，即：
1×23+1×22++1×21+1×20+1×2-1+1×2-3=15.625。
【答案】：
A
（2005年）2．若十六进制数为B5.4，则相应的十进制数为（ ）。
A．176.5 B．176.25 C．181.25 D．181.5
【分析】：
将十六进制数B5.4转换为相应的十进制数，可采用乘幂相加法完成，即：
11×161+5×160+4×16-1=181.25。
【答案】：
C
可见，数制的转换每年必考，必须掌握。
还可能考的题型：
（1）十进制转换为二进制
方法：
整数部分除2取余，小数部分乘2取整。
（2）二进制转换为八进制
方法：
以小数点为界，整数部分从右向左每三位分为一组，最左端不够三位补零；小数部分从左向右每三位分为一组，最右端不够三位补零；最后将每小组转换位一位八进制数。
（3）二进制转换为十六进制
方法：
以小数点为界，整数部分从右向左每四位分为一组，最左端不够四位补零；小数部分从左向右每四位分为一组，最右端不够四位补零；最后将每小组转换位一位十六进制数。
三、数据编码：
定点数编码：
（2000年）2．如果X为负数，由[X]补求[-X]补是将（ ）。
A．[X]补各值保持不变
B．[X]补符号位变反，其它各位不变
C．[X]补除符号位外，各位变反，未位加1
D．[X]补连同符号位一起各位变反，未位加1
【分析】：
不论X是正数还是负数，由[X]补求[-X]补的方法是对[X]补求补，即连同符号位一起按位取反，末位加1。
【答案】：
D
（2001年）2．若x补=0.1101010，则x原=（ ）。
A．1.0010101 B．1.0010110 C．0.0010110 D．0.1101010
【分析】：
正数的补码与原码相同，负数的补码是用正数的补码按位取反，末位加1求得。
此题中X补为正数，则X原与X补相同。
【答案】：
D
（2002年）2．若x=1011,则[x]补=（ ）。
A．01011 B．1011 C．0101 D．10101
【分析】：
x为正数，符号位为0,数值位与原码相同，结果为01011。
【答案】：
A
（2003年）8．若［X］补=1.1011，则真值X是（ ）。
A．-0.1011 B．-0.0101 C．0.1011 D．0.0101
【分析】：
[X]补=1.1011，其符号位为1，真值为负；真值绝对值可由其补码经求补运算得到，即按位取后得0.0100再末位加1得0.0101，故其真值为-0.0101。
【答案】：
B
（2004年）13．设有二进制数x=－1101110，若采用8位二进制数表示，则［X］补（ ）。
A． B． C．00010011 D．
【分析】：
x=－1101110为负数，负数的补码是将二进制位按位取反后在最低位上加1，故[x]补=。
【答案】：
D
（2005年）1．若[X]补=0.1011，则真值X=（ ）。
A．0.1011 B．0.0101 C．1.1011 D．1.0101
【分析】：
[X]补=0.1011，其符号位为0，真值为正；真值就是0.1011。
【答案】：
A
由上可见，有关补码每年都考。
同学也要注意一下移码。
（2001）3．若定点整数64位，含1位符号位，补码表示，则所能表示的绝对值最大负数为（ ）。
A．-264 B．-（264-1） C．-263 D．-（263-1）
【分析】：
字长为64位，符号位为1位，则数值位为63位。
当表示负数时，数值位全0为负绝对值最大，为-263。
【答案】：
C
（2002年）3．某机字长8位，含一位数符，采用原码表示，则定点小数所能表示的非零最小正数为（ ）
A．2-9 B．2-8 C．1- D．2-7
【分析】：
求最小的非零正数，符号位为0,数值位取非0中的原码最小值，此8位数据编码为：
00000001，表示的值是：
2-7。
【答案】：
D
（2003年）13．n+1位的定点小数，其补码表示的是（ ）。
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】：
编码方式最小值编码最小值最大值编码最大值数值范围
n+1位无符号定点整数000…0000111…1112n+1-10≤x≤2n+1-1
n+1位无符号定点小数0.00…00000.11…1111-2-n0≤x≤1-2-n
n+1位定点整数原码1111…111-2n+10111…1112n-1-2n+1≤x≤2n-1
n+1位点定小数原码1.111…111-1+2-n0.111…1111-2-n-1+2-n≤x≤1-2-n
n+1位定点整数补码1000…000-2n0111…1112n-1-2n≤x≤2n-1
n+1位点定小数补码1.000…000-10.111…1111-2-n-1≤x≤1-2-n
n+1位定点整数反码1000…000-2n+10111…1112n-1-2n+1≤x≤2n-1
n+1位点定小数反码1.000…000-1+2-n0.111…1111-2-n-1+2-n≤x≤1-2-n
n+1位定点整数移码0000…000-2n1111…1112n-1-2n≤x≤2n-1
n+1位点定小数移码小数没有移码定义
【答案】：
A
（2004年）12．定点小数反码[x]反=x0.x1…xn表示的数值范围是（ ）。
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）3．一个n+1位整数原码的数值范围是（ ）。
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
由上可见，有关定点数编码表示的数值范围每年都考。
今年可能考移码，大家要注意。
浮点数编码：
（2002年）4．设某浮点数共12位。
其中阶码含1位阶符共4位，以2为底，补码表示；尾数含1位数符共8位，补码表示，规格化。
则该浮点数所能表示的最大正数是（ ）。
A．27 B．28 C．28-1 D．27-1
【分析】：
为使浮点数取正数最大，可使尾数取正数最大，阶码取正数最大。
尾数为8位补码（含符号位），正最大为01111111，为1-2-7，阶码为4位补码（含符号位），正最大为0111，为7，则最大正数为：
（1-2-7）×27=27-1。
【答案】：
D
四、定点数加减法：
定点数编码：
（2001年）5．若采用双符号位，则发生正溢的特征是：
双符号位为（ ）。
A．00 B．01 C．10 D．11
【分析】：
采用双符号位时，第一符号位表示最终结果的符号，第二符号位表示运算结果是否溢出。
当第二位和第一位符号相同，则未溢出；不同，则溢出。
若发生正溢出，则双符号位为01，若发生负溢出，则双符号位为10。
【答案】：
B
（2003年）12．加法器中每一位的进位生成信号g为（ ）。
A．xi+yi B．xiyi C．xiyici D．xi+yi+ci
【分析】：
在设计多位的加法器时，为了加快运算速度而采用了快速进位电路，即对加法器的每一位都生成两个信号：
进位生成信号g和进位传播信号p，其中g和p定义为：
gi=xiyi，p=xi+yi。
【答案】：
B
（2004年）10．多位二进制加法器中每一位的进位传播信号p为（ ）。
A．xi+yi B．xiyi C．xi+yi+ci D．xiyici
【分析】：
在设计多位的加法器时，为了加快运算速度而采用了快速进位电路，即对加法器的每一位都生成两个信号：
进位生成信号g和进位传播信号p其中g和p定义为：
gi=xiyi，p=xi+yi。
【答案】：
A
（2005年）4．若采用双符号位补码运算，运算结果的符号位为01，则（ ）。
A．产生了负溢出（下溢） B．产生了正溢出（上溢）
C．结果正确，为正数 D．结果正确，为负数
【分析】：
采用双符号位时，第一符号位表示最终结果的符号，第二符号位表示运算结果是否溢出。
当第二位和第一位符号相同，则未溢出；不同，则溢出。
若发生正溢出，则双符号位为01，若发生负溢出，则双符号位为10。
【答案】：
B
可见溢出的判断是重要考点，同学还要注意其他两种判断溢出的方法：
（1）两正数相加结果为负或两负数相加结果为正就说明产生了溢出
（2）最高位进位和次高位进位不同则发生了溢出
另外要注意快速进位加法器的进位生成信号g和进位传播信号p其中g和p定义为：
gi=xiyi，p=xi+yi。
第i位的进位：
。
五、定点数的乘除法：
（2001年）请用补码一位乘中的Booth算法计算x?
y=？
x=0101，y=-0101，列出计算过程。
【分析】：
补码一位乘法中的Booth算法是一种对带符号数进行乘法运算的十分有效的处理方法，采用相加和相减的操作计算补码数据的乘积。
做法是从最低位开始，比较相临的数位，相等时不加不减，只进行右移位操作；不相等（01）时加乘数，不相等（10时）相减乘数，再右移位；直到所有位均处理完毕
【答案】：
x=0101，x补=0101，-x补=1011，y=-0101，y补=1011
循环 步骤 乘积（R0R1P）
0 初始值 000010110
1 减0101 101110110
右移1位 110111011
2 无操作 110111011
右移1位 111011101
3 加0101 001111101
右移1位 000111110
4 减0101 110011110
右移1位 111001111
所以结果为[x?
y]补=，真值为-00011001，十进制值为-25。
（2002年）已知x=0011,y=-0101，试用原码一位乘法求xy=？
请给出规范的运算步骤，求出乘积。
【分析】：
原码一位乘法中，符号位与数值位是分开进行计算的。
运算结果的数值部分是乘数与被乘数数值位的乘积，符号是乘数与被乘数符号位的异或。
原码一位乘法的每一次循环的操作是最低位为1，加被乘数的绝对值后右移1位；最低位为0，加0后右移1位。
几位乘法就循环几次。
【答案】：
x原=00011，y原=10101，|x|=0011,|y|=0101结果的符号位10=1
循环 步骤 乘积（R0R1）
0 初始值 00000101
1 加0011 00110101
右移1位 00011010
2 加0 00011010
右移1位 00001101
3 加0011 00111101
右移1位 00011110
4 加0 00011110
右移1位 00001111
所以结果为-00001111
（2003年）32．用Booth算法计算7×（-3）。
要求写出每一步运算过程及运算结果。
参考2001年考题
（2004年）32．用原码的乘法方法进行0110×0101的四位乘法。
要求写出每一步运算过程及运算结果。
参考2002年考题
（2005年）32．用原码加减交替一位除法进行7÷2运算。
要求写出每一步运算过程及运算结果。
【分析】：
是教材P46原题
【答案】：
7的原码0111，3的原码0011，结果符号是00=0
原码加减交替除法求x/y的分步运算过程。
循环 步骤 余数（R0R1）
0 初始值 00000111
左移，商0 00001110
1 减0011 11011110
加0011，商0 00001110（0）
左移1位 00011100
2 减0011 11101100
加0011，商0 00011100（0）
左移1位 00111000
3 减0011 00001000
商1 00001000
（1）
左移1位 00010001
4 减0011 11100001
加0011，商0 00010001（0）
左移1位 00100010
R0右移1位00010010
所以，商是0010，即2；余数是0001，即1。
由上可见，定点数乘除法计算题每年必考（10分），同学除了掌握已经考过的三种题型外，还要特别注意原码恢复余数除法的计算过程，教材P44页例题：
计算7/2。
我们利用这种方法计算一下7/3。
（2000年）1．在原码一位乘中，当乘数Yi为1时，（ ）。
A．被乘数连同符号位与原部分积相加后，右移一位
B．被乘数绝对值与原部分积相加后，右移一位
C．被乘数连同符号位右移一位后，再与原部分积相加
D．被乘数绝对值右移一位后，再与原部分积相加
【分析】：
原码一位乘法中，符号位与数值位是分开进行计算的。
运算结果的数值部分是乘数与被乘数数值位的乘积，符号是乘数与被
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