计算机组成原理总结

? 中断屏蔽

1 中断源的分类 (不可屏蔽中断,可屏蔽中断) 中断请求触发器越多,计算机处理中断能力越强

2 中断判优逻辑(硬件排队。软件排队) 3 向量中断

4 中断隐指令功能

(1) 保护程序断点2) 寻找服务程序入口地址3)硬件 关中断 5 多重中断及中断屏蔽

(1) 提前 设置 开中断 指令(2) 优先级别高 的中断源 有权中断优先级别低 的中断源 微操作和微命令的定义和关系

? 各个周期的微指令分析

? 指令的微操作、节拍安排及控制信号

2、时序信号的作用和多级时序系统 三级时序信号的作用和关系 3、控制方式 ? 同步控制 ? 异步控制 定义、特点、适用场合 ? 联合控制

? 组合逻辑设计

组合逻辑控制单元结构组成 微操作的节拍安排 设计步骤 组合逻辑控制单元特点

? 微程序设计的步骤

微指令和微程序的关系 微程序控制单元工作原理

微命令编码方式 微地址形成方法

微指令格式及其特点

1.计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构,它通常由 微指令系统级 、一般机器级、 操作系统级 、汇编语言级和高级语言级组成。 总线的分类

2.总线是构成计算机系统的互联机构,是多个 部件 之间进行 数据传送 的公共通路。

3. 在总线集中式判优控制中, 链式查询 方式对故障很敏感,

独立请求 方式速度最快。对于同步通信而言,影响其效率的主要因素是

以最慢速度的部件设计公共时钟 ,它一般用于 各部件存取时间比较一致的 场合 4. Cache是一种___高速缓冲___存储器,是为了解决CPU和___主存___之间___速度___上不匹配而采用的一项重要硬件技术。 5.控制器中有若干个专用寄存器, _IR指令 寄存器用来存放指令, PC 程序计数器 用来指出指令地址。微程序控制器中微程序存放于 控存(CM) 。 6.在微程序控制器中,指令译码器的作用 产生指令的微程序入口地址

7.控制器由专用寄存器、指令译码器、 时序系统、 操作控制器 构成,控制器的功能是 取指令 、 分析指令 、 执行指令 、处理特殊请求和异常情况。 8.微指令的格式可以分为 水平型 微指令和 垂直型 微指令,前者并行处理能力强,但微指令字长 长 简答:

有一个(7.4)码,生成多项式G(x)=x^3+x+1,写出代码1001的循环冗余校验码 ? M(x) =1001 n =4 ? G(x) =x3+x+1 =1011 ? k+1 =4 k =3

? M(x)?x3 =1001 000

? M(x)?x3/G(x) =1001 000/1011 =1010+110/1011 R(x) =110 ? M(x)?x3+R(x) =1001 000+110 ? =1001 110 =CRC 码

1 存储器的层次结构主要体现在什么地方?为什么要分这些层次,计算机如何管理这些层次?

2.有一个(7,4)码,其生成多项式G(x)= x3 + x + 1,写出代码1001的循环冗余校验码。

M(x)=1001 n=4

G(x)=x^3+x+1=1001 k+1=4, k=3 M(x).X^3=1001000

M(x).x^3/G(x)=1001000/1011=1010+110/1011 R(x)=110

M(x).x^3+R(x)=1001000+110=1001110=CRC码 2.用补码运算方法求x+y=?x-y=? x=0.1001 y=0.1100 x=-0.0100 y=0.1001

1. 一个较完善的指令系统应包括哪几类?

数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指 令、堆栈指令、字符串指令、特权指令等

2、 比较水平微指令与垂直微指令的优缺点?

(1)水平型微指令并行操作能力强、效率高、灵活性强,垂直型微指令则较差。 (2)水平型微指令执行一条指令的时间短,垂直型微指令执行时间长。

(3)由水平型微指令解释指令的微程序,具有微指令字比较长,但微程序短的特点, 而垂直型微指令正好相反。

(4)水平型微指令用户难以掌握,而垂直型微指令与指令比较相似,相对来说比较容易掌握

3、CPU响应中断应具备哪些条件?

1) 在CPU内部设置的中断屏蔽触发器必须是开放的。 (2) 外设有中断请求时,中断请求触发器必须处于“1”状态,保持中断请求信号。 (3) 外设(接口)中断允许触发器必须为“1”,这样才能把外设中断请求送至CPU。 (4) 当上述三个条件具备时,CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断。 4.什么叫指令?什么叫指令系统? 指令是计算机执行某种操作的命令,也就是常说的机器指令。一台机器中所有机器指令的集合,称这台计算机的指令系统。

5、一次程序中断大致可分为哪几个阶段

一次程序中断大致可分为五个阶段。中断请求(1分)中断判优(1分)中断响应(1分)中断服务(1分)中断返回

微操作命令和微操作 答:微操作命令是控制完成微操作的命令;微操作是由微操作命令控制实现的最基本操作。 2.快速缓冲存储器 答:快速缓冲存储器是为了提高访存速度,在CPU和主存之间增设的高速存储器,它对用户是透明的。只要将CPU最近期需用的信息从主存调入缓存,这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存的目的,从而提高了访存速度。 3.基址寻址 答:基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的内容。 4.流水线中的多发技术 答:为了提高流水线的性能,设法在一个时钟周期(机器主频的倒数)内产生更多条指令的结果,这就是流水线中的多发技术。 5.指令字长 答:指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数。

1. 指令和数据均存放在内存中,计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据?

时间上讲,取指令事件发生在“取指周期”,取数据事件发生在“执行周期”。从 空间上讲,从内存读出的指令流流向控制器(指令寄存器)。从内存读出的数据流流向运算器(通用寄存器)

2. 什么是指令周期?什么是机器周期?什么是时钟周期?三者之间的关系如何?

指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的 全部

时间。机器周期也称为CPU周期,是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间,通常等于取指时间(或访存时间)。时钟周期是时钟频率的倒数,也可称为节拍脉冲或T周期,是处理操作的最基本单位。一个指令周期由若干个机器周期组成,每个机器周期又由若干个时钟周期组成。

3. 简要描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点?

(1)外设发出DMA请求; (2)CPU响应请求,DMA控制器从CPU接管总线的控制; (3)由DMA控制器执行数据传送操作; (4)向CPU报告DMA操作结束。 主要优点是数据数据速度快

4. 在寄存器—寄存器型,寄存器—存储器型和存储器—存储器型三类指令中,哪类指 令的执行时间最长?哪类指令的执行时间最短?为什么?

寄存器-寄存器型执行速度最快,存储器-存储器型执行速度最慢。因为前者操作数 在寄存器中,后者操作数在存储器中,而访问一次存储器所需的时间一般比访问一次寄存器所需时间长

5、冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么?它包括哪些主要组成部分?

冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是:存储程序和程序控制。 存储程序:将解题的程序(指令序列)存放到存储器中; 程序控制:控制器顺序执行存储的程序,按指令功能控制全机协调地完成 运算任务。 主要组成部分有:控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备

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