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1、组成原理复习提纲前三章1.软硬件概念及其关系2.软硬件逻辑功能上的等价3定点数的补码表示4常见的寻址方式:P335. 寄存器的种类及作用:P36. 补码的加减运算和溢出判断7. 指令格式的字长,操作码8. 寄存器编码,寻址方式编码9. 微程序和组合逻辑控制器的优缺点比较,且他们适用于哪些计算机10. 计算机设计里用到的最新技术第四章1.存储系统层次结构及其目的2.RAM和ROM的比较3.动态和静态的比较4.存储器的性能指标计算:周期,传输率,容量5.闪存的特点6.主存的逻辑设计7.高速缓存的地址映像第五章1. 常见总线类型2. USB总线,PCIE总线的特点3. 总线的指标,数据宽度,传输率4
2、. 中断的概念,排队的原因原则方法5. 中断响应的功能,中断处理的步骤6. DMA的定义和传输的过程第六章1. 显示器,打印机种类和性能指标2. 磁盘存储器的特点及相关性能指标的计算第一章2、3、4补充:1.计算机是如何区分指令和数据的?2.论述计算机软硬件之间的关系。3.数据总线宽度为64位,总线时钟频率为100MHz,每4个时钟周期传送一次,总线的数据传输率是多少?4. CPU主频1000MHz,CPI是4,计算机的MIPS是多少?1. 通过时序控制信号区分,在取指令周期,访存取出的是指令,其他周期非指令。其次,依靠PC。2. 一是相互依存,二是逻辑功能等价。3 64100M/4=6425
3、M位/秒=200MB/秒4.1000M/4=25MIPS第二章11,12,13,14,15,16,17,18,19,202-12 最小负数:1.00 -1 整数:1112-13 最小负数:100 -2152-14 最小正数:100000,0.100 最大正数:011111,0.11最小负数:011111,1.00 最大负数:100000,1.011 (1.100)2-15 1010 0010 0111 1111 101000,1.001111111阶码: -24 -0.1100000012-16 37.25=(100101.01)2 100101.01=1.00101012101 阶码: 01
4、111111+101=10000100 尾数:0.0010101浮点数二进制代码: 0,10000100,00101010002-17 采用隐含地址的方法。2-18 主要采用以寄存器或以寄存器为基础的多种寻址方式。补充:1. 缩短指令字长、扩大寻址范围、提高编程灵活性、支持程序重定位等。2. 2000H+1+1+06H=2008H3. 思考题 表示范围主要取决于阶码位数,给定十进制表示范围,能表示的最大数如要用二进制表示,则有:10y=2xX就是阶码的位数(不含符号位),两边取对数有: y=xlg2 x=y/lg2将x向上取整,可得出阶码的位数。表示精度主要取决于尾数位数,同理有:10-y=2
5、-x y=xlg2 x=y/lg2将x向上取整,可得出尾数的位数(不含符号位)。第三章2(选1个)、3(选1个)、4、8、93-2. (1)01.100000 正溢, (2)00.1110011无溢出(3)11.100000无溢出, (4)10.100000负溢3-3. (1)11.110110无出, (2)01.100011正溢(3)10.1011111负溢出, (4)00.011010无溢出3-4 16片181,5片182,16个小组,4个中组,注意初始进位的输入和最高进位信号的输出。3-8 考虑几个方面:时钟、复杂性、时间性、速度和距离3-9 速度、设计复杂性、RISC和CISC补充:1
6、. XY=-010010112. X/Y=-0.1011 余数:-0.000000013. 指令部件、时序部件、专用寄存器、微命令产生部件。微命令产生部件不同。4.不包括通用寄存器和暂存器。5X、Y、Z在机器里是补码表示,X:127 1111111, 00011,0000003FH (32位)Y:-9 -1001, 1110111,0FFF7H (16位)Z:118 1110110,0001110110, 00000076H6. X=2729/32,Y = 25 5/8,X:2111 0.11101 00111,00.11101Y:21010.101 00101,00.10100对阶:Y:21
7、110.00101尾数加:01.00010 规格化:00.10001,阶码加1:01000,阶码溢出,运算溢出。1.组合逻辑控制器。2. 三个都可以。3. 3+2+4+3+3=15位6. 指微操作码的编码方法。8. 16条指令,8个寄存器,8种寻址方式,16位。第四章2、3、5、6、7、274-2 分4组,每组2片。片内地址A10-A0共11位:000-111片选信号(高2位地址)A12A11:00,01,10,11可用与非门实现,注意画法,用2-4译码器最简单。4-32K8的EPROM有2组,每组1片,SRAM有2组,2K4的1组,1K4的1组,每组2片。片选信号前3组(高2位地址)A12A
8、11:00,01,10第4组(高3位地址)A12A11A10:110,要考虑访存信号。与非门 &1MREQA12 A11 A10CS34-51. 可计算出ROM有8KB,用4KB的EPROM有2组,每组1片,SRAM有6KB,用2K4的RAM,分3组,每组2片。2. 片内地址EPROM:A11-A0共12位:000-111RAM:A10-A0共11位:000-1113. 片选信号前2组(EPROM,高2位地址):A13A12 :00,01。片选信号后3组(RAM,高3位地址):A13A12A11:100,101,110。可用与非门或2个译码器实现(2:4和3:8)。CS4与非门 &A13 A1
9、2 A114-6 双稳态触发器 电容4-7 1MB的容量用1MB/片构成,用1片.1M=210210=220有1024行,需安排1024个刷新周期.4-27直接映像:按主存组号(标记)确定后,组内页号(主存页号MOD Cache的余数)拼接页内地址形成Cache的地址。全相联映像:按主存页号(标记)确定后,标记所在Cache页号拼接页内地址形成Cache的地址。 .组相联映像:按主存组号(标记:主存页号除以Cache组数的商,标记在Cache的组号由主存页号MOD Cache组数的余数决定)确定后,标记所在Cache页号拼接页内地址形成Cache的地址。第二种组相联映像:主存按Cache页数分
10、区,再按Cache每组页数分组,主存组号是几,该组内任一页可以装入第几组的任一页。如果按Cache每组页数分组,主存页号除以Cache组数的商为组号,组号MOD Cache组数,余数为装入Cache的组号,该组内任一页可以装入该组的任一页。标记:区号拼接组内页号。补充:1. 目的:容量、速度和价格方法:容量小、速度快的靠近CPU,作用:Cache存放立刻要用到得程序和数据关系:副本、后援2. 速度、集成度、功耗、价格、是否刷新。3. 读写、断电4. 电容漏电5. 02k-1 2K-4K-1 0B1FH 800H0FFFH6. 2000除以512向下取整,商3,2000号单元在主存的第3页,3
11、MOD 8 等于3,装入Cache第3组的任一页,即12,13,14,15,中的任一页, 第3页是主存的第0组(整数商0),标记为: 000000000(21-9-3=9位)如果是第36页,36/8=4余4 装入Cache第四组的任一页。即16,17,18,19,中的任一页, 标记为: 0000001007. 虚存:24位,高12位;主存:20位,高8位。Ccahe:块内:5位,8块,块号:3位,标志:20-5-3=12位8. 前2个正确。9. (4)正确1095%第五章2、6、7 、196. 程序中断和子程序的区别:(1) 进入的时刻不同,进入中断程序是随机的,而进入子程序是可以预知的;(2
12、)和被打断的程序关系不同,主程序和子程序是主从关系,被中断的程序和中断服务程序可能没有任何关系;(3)进入方式不同,子程序通过执行CALL指令进入,中断服务程序通过执行中断隐指令进入;(4)程序中断比子程序调用更复杂。程序中断和子程序相同的地方是都要进行程序切换,都可以嵌套,都使用堆栈保护返回地址。补充:1. DMA与中断的比较:相同点:都能响应随机请求;可实现主机和外设并行操作。不同点:(1) DMA不占用CPU,不需要保护断点和现场, 也不需要恢复;中断占用CPU,需要保护断点和现场, 也需要恢复;(2) CPU在机器周期末响应DMA请求, CPU在指令周期末响应中断请求;(3) DMA用
13、硬件实现高速、简单I/O传送, 中断用程序实现中、低速I/O传送;(4) DMA不能处理复杂事态, 中断可以;(5) 处理DMA请求要进行总线权切换, 处理中断请求要进行程序切换。2. 主要指各种标准总线:ISA EISA PCI PCI-E USB3. 中断优先排队的原则、原因和方法:(1) 中断请求排队的原因:一是有可能多个中断源同时请求,二是当前运行的程序和中断请求相比哪一个重要。(2) 中断请求排队的原则:按轻、重、缓、急进行排队,如故障、DMA、外中断,在外中断中,磁盘、打印机、键盘。(3) 中断请求排队的方法:有软件排队和硬件排队两大类,硬件又有串行排队和并行排队电路。软件排队:简单,容易实现,优先级的改变灵活,但速度慢;硬件排队:复杂,实现难,优先级的改变不灵活,但速度快。5. 来自主机内部的各种软件故障、硬件故障等。来自主机外部的各种中断。7. 关中断、保存断点、形成中断服务程序入口。第六章6-2 (1)磁盘转速、磁头移动速度、数据传输率、磁盘CACHE6-5 8 100+I 600+L6-7 增加显存容量。补充:1. 每秒转速:7200/60=120 转每面道数:(25-5)/2100=1000 道每道容量:10005103.14=1.57105位(1)平均寻址时间:=(1000/2)/100