电子科技大学计算机组成原理复习汇总.docx

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电子科技大学计算机组成原理复习汇总

第二章计算机中的信息表示

一.数值型数据的表示方法

1.进位计数制及其相互转换(二---八---+---十六进制间的转换)

2.IEEE754标准浮点表示格式

IEEE754有3种浮点表示格式,分别称为:

短浮点数(或称短实数)、长浮点

数(或称长实数)、临时浮点数(或称临时实数)。

它们的具体格式如表所示。

IEEE754的3种浮点表示格式

类型

数符

(位)

阶码

(位)

尾数数值

(位)

总位数

(位)

偏置值

十六进

十进制

短浮点

1

8

23

32

7FH

127

1

11

52

64

3FFH

1023

长浮点

临时浮

点数

1

15

64

80

3FFFH

16383

例:

将(82.25)10转换成短浮点数格式

1)先将(82.25)10转换成二进制数

(82.25)10=(1010010.01)2

2)规格化二进制数(1010010.01)2

1010010.01=1.01001001X26

3)计算移码表示的阶码=偏置值+阶码真值:

(127+6)10=(133)10=

(1)2

4)以短浮点数格式存储该数

因此:

符号位=0表示该数为正数

阶码=10000101由3)可得

尾数=0由2)可得;尾数为23位,不足在后面添15

所以,短浮点数代码为:

0;10000101;0

表示为十六进制代码为:

42A48000H

二.指令信息的表示

,主存开辟(软堆栈)

堆栈fePU中的寄存器组组成(硬堆栈)

寄存器JCPU中的寄存器

i.操作数的位置

存储器C主存(包括cache)

\外存

厂CPU内的寄存器

\r主存

2.CPU能直接访问Y

的操作数位置主存YCache

jI外设接口中的寄存器(统一编址)

结论:

①CPl^够直接访问的操作数只能存放在主存储器或CPUfi的寄存器中,②由丁主存储器的容量远远大丁CPlft的寄存器的容量,因此CPU^够直接访问的操作数主要存放在主存储器中。

厂显式:

直接、间接、变址、基址等

3.指令给出操作数地址方式y

J隐式:

隐含约定寄存器号、主存储器单元号简化地址结构的基本途径:

尽量使用隐地址。

4.寻址方式

大致可将众多的寻址方式归纳为以下四大类,其它的寻址方式则是它们的变

型或组合。

1立即寻址。

在读取指令时也就从指令之中获得了操作数,即操作数包含在指令中。

2直接寻址类。

直接给出主存地址或寄存器编号,从CPU内或主存单元内

读取操作数。

3间接寻址类。

先从某寄存器中或主存中读取地址,再按这个地址访问主存以读取操作数。

4变址类。

指令给出的是形式地址(不是最终地址),经过某种变换(例如相加、相减、高低位地址拼接等),才获得有效地址,据此访问主存储器以读取操作数。

第三章CPU子系统(复习)

一、CPU的逻辑组成及工作机制

1.CPU的逻辑组成(模型机框图)

(1)CPU的逻辑组成T模型机框图;

(2)CPU内每个寄存器的作用;

(3)总线的分类及定义;

(4)控制器的分类及区别;

地址葛tt

内就

2.CPU的指令流程

(1)指令类型:

MOV指令、双操作数算数逻辑运算指令、单操作数算是逻辑运算指令、转移/返回指令、转子指令;

(2)核心是寻址方式:

立即寻址、R、(R)、一(R)、(R)+、@(R)+、X(R);

3.操作时间表的安排(微命令的安排):

(1)CPU数据通路操作:

按照数据的流向分成四段

ALU输入选择tAUL功能选择t移位器功能选择t分配脉冲(打入到寄存器中的脉冲);

(2)与访问主存有关的微命令;

例:

MtMDRtC

FT:

Mir、PC+1tPC

ET:

SR./DR:

RiOPDtMDR,MDRtM,PCtMAR或/SR./DR:

COPAMDR,MDRtM,PCtmar

二、基本概念

1.同步控制,异步控制?

有何主要特征?

应用场合?

2.主/从设备,试举例说明。

3.组合逻辑控制器、微程序控制器的时序系统是如何划分的?

4.微命令、微操作、微指令、微指令周期、微程序?

5.微程序控制器的基本思想。

6.1位全加器的结构及关系表达式。

7.并行加法器中的串行进位链结构:

G=Gn+PnG-1

并行进位链结构:

Ci=Gn+PnG-1+…+Pn…PiC0

综合应用题(本题共20分)

某计算机字长16位,CPU内部包含如下部件:

通用寄存器R0、R1、R2、R3,累加器AC,算术逻辑单元ALU及其数据暂存器A和B,程序计数器PC,指令寄存器IR,存储器地址寄存器MAR存储器读数据缓冲器MER存储器写数据缓冲器MDRALU支持加(A+日、减(A-B)、与(AAB)、或(AVB)4种算术逻辑运算,分别由Add、SubAndOr4个控制信号控制。

所有寄存器、数据总线及内总线均为16位。

题七图是该CPUI内部数据通路图。

加法运算指令ADDR1,1000H(R2)。

其中源操作数1000H(R2)是变址寻址,目的操作数R1是寄存器直接寻址,指令编码长度32位,指令编码格式如下:

 

请根据数据通路分析该指令执行过程,把指令执行过程中各时钟周期的微操作及应处于

第四章存储系统(复习)

一、本章的重点:

主存的逻辑设计

1.总容量:

即字数X位数

2.需要确定可供选用的存储芯片,即什么类型、型号的存储芯片:

(1)位扩展

(2)字数(编址空间)扩展

3.总线:

地址总线AB:

高位(或较高位)地址译码产生若干不同片选信号选

择芯片;低位地址线直接送往各芯片,以选择片内的某个单元;

控制总线中的R/W总线(仅一条):

分别与每一组芯片连接,控制信

息的传输方向(CPUM或MCPU

数据总线DB分别与系统总线、每一组芯片连接,实现存储器与CPU

之间信息的传输;

二、基本概念

1.三级存储体系结构:

分为“高速缓冲存储器-主存-外存”三个层

次,每层作用;

2.存储器分类:

磁芯存储器半导体存储器、磁表面存储器、光盘存

储器

3.存取方式

(1)随机存取存储器(RAM:

(2)只读存储器(ROM

(3)顺序存取存储器(SAM

(4)直接存取存储器(DAM

4.半导体存储器是构成主存的单元。

ECL"

双极型J特点:

存取速度非常快,功耗大,集很低,如cache

TTL

半导体SSARM「:

特点:

速度快,功耗较低,集成度较高

存储器分类-MOS型玄

DRAM:

特点:

速度较快,功耗很低,集成度很高

(1)静态存储器:

是依靠双稳态触发器的两个稳定状态保存信息。

(2)动态存储器:

是依靠电容上的存储电荷暂存信息。

5.刷新、重写(再生)

6.「集中刷新

刷新周期的方式4分散刷新

-异步刷新

最大刷新周期2m§刷新周期:

2ms/行数

第四章存储系统(复习)

一、本章的重点:

主存的逻辑设计

1.总容量:

即字数X位数

2.需要确定可供选用的存储芯片,即什么类型、型号的存储芯片:

(1)位扩展

(2)字数(编址空间)扩展

3.总线:

地址总线AB:

高位(或较高位)地址译码产生若干不同片选信号选

择芯片;低位地址线直接送往各芯片,以选择片内的某个单元;

控制总线中的R/W总线(仅一条):

分别与每一组芯片连接,控制信

息的传输方向(CPUM或MCPU

数据总线DB分别与系统总线、每一组芯片连接,实现存储器与CPU

之间信息的传输;

二、基本概念

1.三级存储体系结构:

分为“高速缓冲存储器-主存-外存”三个层

次,每层作用;

2.存储器分类:

磁芯存储器半导体存储器、磁表面存储器、光盘存储器

3.存取方式

(1)随机存取存储器(RAM:

(2)只读存储器(ROM

(3)顺序存取存储器(SAM

(4)直接存取存储器(DAM

4.半导体存储器是构成主存的单元。

ECL厂

双极型/特点:

存取速度非常快,功耗大,集很低,如cache

TTL

半导体,SARM「:

特点:

速度快,功耗较低,集成度较高

存储器分类[MOS型Y

DRAM[:

特点:

速度较快,功耗很低,集成度很高

(1)静态存储器:

是依靠双稳态触发器的两个稳定状态保存信息。

(2)动态存储器:

是依靠电容上的存储电荷暂存信息。

5.刷新、重写(再生)

6.r集中刷新

刷新周期的方式<分散刷新

j异步刷新

最大刷新周期2m§刷新周期:

2ms/行数

第五章输入/输出系统(复习)

一、中断控制方式与接口(本章重点)

1.中断控制方式的定义、实质、特点、响应时机;

2.中断向量、中断向量表、向量地址;向量中断方式、非向量中断方式;

3.中断响应:

IT周期的流程;

4.中断处理:

单级中断、多重中断;

5.中断接口的组成及每部分的功能。

二、基本概念

1.主机与外设的连接方式有哪几种,各有什么特点?

2.总线的定义,总线的分类方式?

3.接口的定义,功能,分类方式?

4.直接程序传送方式的定义,特点?

5.DMA方式的定义、实质、特点、响应时机;

6.DMA的初始化有那几个阶段?

第六章输入/输出设备及接口(复习)

6.3显示设备及接口

1.VRAM(独立显卡):

显示内容+属性内容

1.字符显不■方式(黑白显不■器)

(1)VRAM存放信息:

字符的ASCII编码;

(2)VRAM的容量(基本显示内容):

行X列,如:

分辨率25行X

80列;

2.图形显示方式(彩色显示器)

(1)VRAM存放信息:

图形的像素;

(2)VRAM的容量(基本显示内容):

(点X线)/8,如:

分辨率

1024线X768点;

2.字符点阵图形:

字符发生器ROM的容量

(1)行容量=1B(5点V行容量<8点)

=2B(9点V行容量<16点)

(2)字符发生器ROM的容量=行容量x行数

3.访问字符发生器ROM中的字符点阵方式

高位地址编码访问RO咖的某一个字符点阵,低位地址编码访问该字符点阵的某一行点阵代码。

4.在屏幕上如何显示一排字符行

采用对一排的所有字符的点阵进行逐行依次扫描。

例如,某字符行欲显示的字符是ABC……T,当电子束扫描该字符行第一条光栅时,显示电路根据各字符编码依次从字符发生器取出A、B、C、……、T各个字符的第一行点阵代码,并在字符行第一条扫描线位置上显示出这些字符的第一行点阵;然后再扫描下一条光栅,依次取出该排各个字符的第二行代码,并在屏幕上扫出它们的第二行点阵。

3.同步控制

不论字符显示还是图形显示,都要求行、场扫描和视频信号的发送在时间上要完全同步,即当电子束扫描到某字符或某像点的位置时,相应的视频信号必须同时输出。

为此,在CRT显示器中设置了几个计数器,对显示器的主频脉冲进行分频,产生各种时序信号来控制对VRAM的访问、对CRT的水平扫描和垂直扫描,以及视频信号的产生等。

字符方式和图形方式下对计数器的设置是有区别的。

1.字符显示的同步控制

四级:

点计数、字符计数、线计数、行计数;

(1)点计数:

字符区内的横向点数(即每个字符点阵横向点+间

隔点):

1;

对一个字符的一行点计数。

一次点计数循环访问一次VRAMROM

(2)字符计数:

每行显示的字符数个数:

1;

对一帧的字符列计数;一次字符计数循环发一次水平同步信号;字符计数值提供VRAhMJ地址(低地址)。

(3)线计数:

字符区内的线数(即每个字符点阵线数+间隔点):

1;

对一行字符的扫描线计数;线计数值提供ROM氐位地址。

(4)行计数:

每帧显示的字符行数:

1.

一次行计数循环发一次垂直同步信号。

行计数值提供VRA席地址(高地址)。

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