计算机组成原理知识点总结详细版.docx
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1、精品名师归纳总结运算机组成原理学问点总结 具体版运算机组成原理 20XX 年 12 月期末考试复习大纲第一章1. 运算机软件的分类。P11运算机软件一般分为两大类:一类叫系统程序,一类叫应用程序。2. 源程序转换到目标程序的方法。P12源程序是用算法语言编写的程序。目标程序(目的程序)是用机器语言书写的程序。源程序转换到目标程序的方法一种是通过编译程序把源程序翻译成目的程序,另一种是通过说明程序说明执行。3. 怎样懂得软件和硬件的规律等价性。P14由于任何操作可以有软件来实现,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。 对于某一机器功能采纳硬件方案仍是软件方案,取
2、决于器件价格,速度,牢靠性,储备容量等因素。因此,软件和硬件之间具有规律等价性。其次章1. 定点数和浮点数的表示方法。P16定点数通常为纯小数或纯整数。X=XnXn- 1 .X1X0Xn 为符号位, 0 表示正数, 1 表示负数。其余位数代表它的量值。纯小数表示范畴 0|X| -21纯整数表示范畴 0|X| -12n-n浮点数:一个十进制浮点数 N=10E.M 。一个任意进制浮点数 N=RE.M 其中 M 称为浮点数的尾数,是一个纯小数。 E 称为浮点数的指数,是一个整数。 比例因子的基数 R=2 对二进制计数的机器是一个常数。做题时请留意题目的要求是否是采纳 IEEE754 标准来表示的浮点
3、数。32 位浮点数 S( 31) E( 30-23) M ( 22-0)64 位浮点数 S( 63) E( 62-52) M ( 51-0) S 是浮点数的符号位0 正 1 负。 EM 为尾数。 P18 P18可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2. 数据的原码、反码和补码之间的转换。数据零的三种机器码的表示方法。P21一个正整数,当用原码、反码、补码表示时,符号位都固定为0,用二进制表示的数位值都相同,既三种表示方法完全一样。一个负整数,当用原码、反码、补码表示时,符号位都固定为1,用二进制表示的数位值都不相同,表示方法。1. 原码符号位为 1 不变,整数的每一位二进制数位求反得
4、到反码。2. 反码符号位为 1 不变,反码数值位最低位加1,得到补码。 例: x= +12210=+11110102 原码、反码、补码均为01111010Y=-12210=-11110102原码 11111010、反码 10000101、补码 10000110+0原码 00000000、反码 00000000、补码 00000000-0原码 10000000、反码 11111111、补码 100000003. 定点数和浮点数的加、减法运算:公式的运用、溢出的判定。P63已知 x 和 y,用变形补码运算x+y ,同时指出结果是否溢出。(1) x=11011y=00011 ( 2) x=11011
5、y=-10101( 3) x=-10110y=-00001已知 x 和 y,用变形补码运算x-y ,同时指出结果是否溢出。(1) x=11011y=-11111 ( 2) x=10111y=11011 ( 3) x=11011y=-10011P63 设阶码 3 位,尾数 6 位,按浮点运算方法,完成以下取值的x+y, x-y 运算 .(2) x= 2-101* ( -0.010110 ) y=2-100* ( 0.010110)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结P29溢出的判定:第一种方法是采纳双符号位法(变形补码) 。任何正数,两个符号位都是 “0”, 任何负数,两个符号位都是
6、 “1,”假如两个数相加后,其结果的符号位显现 “01或”“10”两种组合时, 表示发生溢出。 最高符号位永久表示结果的正确符号。其次种方法是采纳单符号位法。 P304. 运算器可以执行哪些运算?算术运算:加法,减法运算,乘法,除法运算。规律运算:规律与,或,非运算等。5. 数据的不同进制表示。P18一、二进制数转换成十进制数由二进制数转换成十进制数的基本做法是,把二进制数第一写成加权系数绽开式,然后按十进制加法规章求和。这种做法称为" 按权相加 " 法。二、十进制数转换为二进制数十进制数转换为二进制数时,由于整数和小数的转换方法不同,所以先将十进制数的整数部分和小数部分分
7、别转换后,再加以合并。1. 十进制整数转换为二进制整数十进制整数转换为二进制整数采纳" 除 2 取余,逆序排列 " 法。具体做法是:用2去除十进制整数,可以得到一个商和余数。再用2 去除商,又会得到一个商和余数,如此进行,直到商为零时为止,然后把先得到的余数作为二进制数的低位有效位,后得到的余数作为二进制数的高位有效位,依次排列起来。2. 十进制小数转换为二进制小数十进制小数转换成二进制小数采纳" 乘 2 取整,次序排列 " 法。具体做法是:用2 乘十进制小数, 可以得到积,将积的整数部分取出,再用2 乘余下的小数部分,又得到一个积,再将积的整数部分取出
8、,如此进行,直到积中的小数部分为零,或者达到所要求的精度为止。然后把取出的整数部分按次序排列起来,先取的整数作为二进制小数的高位有效位,后取的整数作为低位有效位。三、二进制数转换成八进制数三位二进制数,得一位八进制数。101010011=( 101)5( 010)2( 011) 3=523四、八进制数转换成二进制数一位八进制数,得三位二进制数。523=( 101) 5( 010) 2(011) 3=101010011五、二进制数转换成十六进制数四位二进制数,得一位十六进制数。1101000101100=( 1010) A ( 0010 )2( 1100) C =A2C六、十六进制数转换成二进制
9、数一位十六进制数,得四位二进制数。A2C = ( 1010)A ( 0010) 2( 1100) C =1101000101100十进制整数转二进制整数:除2 取余用 2 辗转相除至结果为1将余数和最终的 1 从下向上倒序写就是结果例如 302302/2 = 151 余 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结151/2 = 75余 175/2 = 37 余 137/2 = 18 余 118/2 = 9 余 09/2 = 4 余 14/2 = 2 余 02/2 = 1 余 0故二进制为 100101110二进制转十进制从最终一位开头算,依次列为第0、1、2.位第 n 位的数( 0 或
10、 1)乘以 2 的 n 次方得到的结果相加就是答案 例如 :01101011.转十进制 :第 0 位:1 乘 2 的 0 次方 =11 乘 2 的 1 次方 =20 乘 2 的 2 次方 01 乘 2 的 3 次方 80 乘 2 的 4 次方 01 乘 2 的 5 次方 321 乘 2 的 6 次方 640 乘 2 的 7 次方 0然后: 1 2 0 80 3264 0 107.二进制 01101011十进制 107 第三章1. 主存的性能指标有哪些?储备容量,存取时间,储备周期,储备器带宽。存取时间,储备周期,储备器带宽反映了主存的速度指标。2. 储备器容量的扩充方法及应用。P731. 字长
11、位数扩展2. 字储备容量扩展P1011.设有一个具有 20 位的址和 32 位字长的储备器,问:(1) 该储备器能储备多少个字节的信息?(2) 假如储备器由 512K*8 位 SRAM 芯片组成,需要多少片?(3) 需要多少位的址做芯片挑选? 解:( 1) 220*32/8=222=4M字节(2)( 1024K*32 ) /( 512K*8 ) =2*4=8 片(3) 1 位5.要求用 256K*16位 SRAM 芯片设计 1024K*32位的储备器。 SRAM 芯片有两个掌握端: 当 W/R=1 时执行读操作,当W/R=0 时执行读操作。解:需要( 1024K*32 ) /( 256K*16
12、 ) =4*2=8 片 SRAM 芯片,需要 log2 1024K /256K=2位的址做芯片挑选可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7.某机器中,已知配有一个的址空间为 0000H-3FFFH 的 ROM 区域。现在再用一个 RAM 芯片(8K*8 )形成 40K*16 位的 RAM 区域, 起始的址为 6000H 。假设 RAM 芯片有 CS 和 WE 信号掌握端。 CPU 的的址总线为 A15 -A0 ,数据总线为 D15 -D0 ,掌握信号为 R/W(读 /写),(访存),要求:(1) 画出主存的址框图。(2) 画出组成连接框图。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳
13、总结解:( 1)需要( 40K*16 )/( 8K*8 ) =5*2=10 片 SRAM 芯片, log2 40K /8K2.取2 址做芯片挑选(2)3 位的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3. 双端口储备器和多体交叉储备器的工作原理。P 86双端口储备器采纳空间并行技术,具有两组相互独立的掌握电路,进行并行的独立操作。多体交叉储备器采纳时间并行技术,具有多个相互独立, 容量相同的模块, 各模块的读写过程采纳流水线方式重叠进行。4. cache 储备器的原理、映射方式、写回方式及相关的运算。P93CPU 与 cache 之间的数据交换是以字为单位,而 cache 与主存之间的数
14、据交换是以块为单位。一个块由如干字组成,是定长的。当CPU 读取主存中一个字时,便发出此字的映射方式1.全相联映射方式2.直接映射方式3. 组相联映射方式cache 的数据块大小称为行,主存的数据块大小称为块。行与块是等长的。在全相联映射方式中,将主存中一个块的的址(块号)与块的modm 式中 m 为 cache 中的总行数。在直接映射方式中, cache 将 s 位的块的址分成两部分:r 位作为 cache 的行的址, s-r 位作为标记( tag)与块数据一起储存在该行。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结组相联映射方式:将cache 分成 u 组,每组 v 行。主存块存放到哪
15、个组是固定的,至于存到该组哪一行是敏捷的,即有如下函数关系:m=u*v组号q=jmodu块内存的址中s 位块号划分成两部分: 低序的 d 位( 2d=u )用于表示 cache 组号, 高序的 s-d位作为标记( tag)与块数据一起存于此组的某行中。P99写回方式1.写回法2.全写法3.写一次法写回法:当 CPU 写 cache 命中时,只修改 cache 的9.CPU 执行一段程序时, cache 完成存取的次数为 2420 次, 主存完成存取的次数为 80 次, 已知 cache 储备周期为 40ns,主存储备周期为 240ns,求 cache/主存系统的效率和平均拜访时间。第四章1.
16、指令的格式由哪两部分组成,各部分的作用。P105由操作码字段和的址码字段组成。指令的操作码表示该指令应进行什么性质的操作。指令的的址码指明指令中所需操作数的的址。2. 依据操作码,进行有关指令条数的运算。P1254.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点。指令格式及寻址方式特点:(1) 操作码字段 6 位,可指定 64 种操作。第 10 到第 7 位留空。指令长度为32 位,双字长可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结二的址指令,用于拜访储备器。(2) RS 型指令,一个操作数在通用寄存器(共16 个),另一个操作数在主存中。(3) 有效的址可通过变址寻址求得,即有效的址
17、等于变址寄存器(共16 个) 2.跳动寻址方式数据的寻址方式:1.隐含寻址2.立刻寻址3.直接寻址4.间接寻址5.寄存器寻址6.寄存器间接寻址7.偏移寻址8.段寻址9.堆栈寻址7.偏移寻址:相对寻址,基址寻址,变址寻址。P1257.某运算机字长为 32 位,主存容量为 64K 字,采纳单字长单的址指令,共有40条指令。试采纳直接,立刻,变址,相对四种寻址方式设计指令格式。P12612.依据操作数所在位置,指出其寻址方式(填空):(1) 操作数在寄存器中,为(寄存器)寻址方式。(2) 操作数的址在寄存器中,为(寄存器间接)寻址方式。(3) 操作数在指令中,为(立刻)寻址方式。(4) 操作数的址(
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