计算机组成原理总结复习ppt课件

1、1计算机组成计算机组成与体系结构总结复习与体系结构总结复习2第一章第一章 计算机系统概述计算机系统概述第二章第二章 计算机的发展及应用计算机的发展及应用第三章第三章 系统总线系统总线第四章第四章 存储器存储器第五章第五章 输入输出系统输入输出系统第六章第六章 计算机中的运算方法计算机中的运算方法第七章第七章 指令系统指令系统第八章第八章 控制单元的结构、功能及设计控制单元的结构、功能及设计第九章第九章 流水线流水线3主要内容：控制器的基本功能、控制器的基本组成、指令的执行过程、组合逻辑控制主要内容：控制器的基本功能、控制器的基本组成、指令的执行过程、组合逻辑控制器组成原理与实现方法、微程序控制

2、器组成原理与实现方法、控制方式。器组成原理与实现方法、微程序控制器组成原理与实现方法、控制方式。重重 点：指令的执行过程，组合逻辑控制器的组成原理与设计方法，微程序控制器的点：指令的执行过程，组合逻辑控制器的组成原理与设计方法，微程序控制器的设计方法，微指令的格式，微程序流的控制。设计方法，微指令的格式，微程序流的控制。难难 点：指令的执行过程，组合逻辑控制器的组成原理与设计方法，微程序控制器的点：指令的执行过程，组合逻辑控制器的组成原理与设计方法，微程序控制器的设计方法，微指令的格式，微程序流的控制。设计方法，微指令的格式，微程序流的控制。控制器部件 4例题微程序的水平型微指令的下一条微指令

3、地址通常有哪些来源？微程序的水平型微指令的下一条微指令地址通常有哪些来源？ 在微程序的控制器中，通常有多种得到下一条微指令地址的方式，例如：在微程序的控制器中，通常有多种得到下一条微指令地址的方式，例如：使用紧跟在本条微指令之后的微指令作为下一条要执行的微指令，即本条微指令的地址使用紧跟在本条微指令之后的微指令作为下一条要执行的微指令，即本条微指令的地址加加1作为下一条微指令的地址，用于支持微指令顺序执行的情况；作为下一条微指令的地址，用于支持微指令顺序执行的情况；使用从指令的操作码映射出微指令地址的方式得到下一条微指令的地址，用于读出指令使用从指令的操作码映射出微指令地址的方式得到下一条微指

4、令的地址，用于读出指令之后，找到对应该指令的一段微程序的入口地址，以便开始该指令具体功能的执行过程；之后，找到对应该指令的一段微程序的入口地址，以便开始该指令具体功能的执行过程；从微指令的下地址字段直接取得一个微子程序的入口地址，用于微子程序调用处理；从微指令的下地址字段直接取得一个微子程序的入口地址，用于微子程序调用处理；从微指令下地址字段直接取得一个微指令的转移地址，用于微程序中微指令转移处理。从微指令下地址字段直接取得一个微指令的转移地址，用于微程序中微指令转移处理。从微堆栈中取出从微子程序返回到微主程序断点的返回地址，用于微子程序返回处理。从微堆栈中取出从微子程序返回到微主程序断点的返

5、回地址，用于微子程序返回处理。（也可以答另外几种）。（也可以答另外几种）。5简述计算机的控制器基本组成简述计算机的控制器基本组成执行一条指令，要经过读取指令、分析指令、执行指令所规定的处理功能三个阶段完成，执行一条指令，要经过读取指令、分析指令、执行指令所规定的处理功能三个阶段完成，控制器还要保证能按程序中设定的指令运行次序，自动地连续执行指令序列。控制器还要保证能按程序中设定的指令运行次序，自动地连续执行指令序列。为此，控制器组成中，必须有一个能提供指令在内存中的地址的部件，通称程序计数器为此，控制器组成中，必须有一个能提供指令在内存中的地址的部件，通称程序计数器(PC)，服务于读取指令，并

6、接收下条要执行的指令的地址。，服务于读取指令，并接收下条要执行的指令的地址。还要有一个能保存读来的指令内容的部件，通称指令寄存器还要有一个能保存读来的指令内容的部件，通称指令寄存器(IR)，以提供本指令执行的，以提供本指令执行的整个过程中要用到的指令本身的主要信息。整个过程中要用到的指令本身的主要信息。控制器的第三个组成成分，是脉冲源、启停控制逻辑，指令执行的步骤标记线路，它标控制器的第三个组成成分，是脉冲源、启停控制逻辑，指令执行的步骤标记线路，它标记出每条指令的各执行步骤的相对次序关系。记出每条指令的各执行步骤的相对次序关系。 控制器的第四个组成成分，是全部时序控制信号的产生部件，它依据指

7、令内容、指令的控制器的第四个组成成分，是全部时序控制信号的产生部件，它依据指令内容、指令的执行步骤执行步骤(时刻时刻)，也许还有些别的什么条件信号，来形成并提供出各部件当前时刻要用到的，也许还有些别的什么条件信号，来形成并提供出各部件当前时刻要用到的控制信号。计算机整机各硬件系统，正是在这些信号控制下协同运行，产生予期的执行结果，控制信号。计算机整机各硬件系统，正是在这些信号控制下协同运行，产生予期的执行结果，也就是执行一条又一条的指令。也就是执行一条又一条的指令。6微程序的控制器和组合逻辑的控制器在组成和运行原理方面的相同、不同之处表现在哪里？微程序的控制器和组合逻辑的控制器在组成和运行原理

8、方面的相同、不同之处表现在哪里？组合逻辑的控制器和微程序的控制器是计算机中两种不同类型的控制器，其共同点组合逻辑的控制器和微程序的控制器是计算机中两种不同类型的控制器，其共同点是：基本功能都是提供计算机各个部件协同运行所需要的控制信号，组成部分都有程序计数是：基本功能都是提供计算机各个部件协同运行所需要的控制信号，组成部分都有程序计数器器PC，指令寄存器，指令寄存器IR，都分成几个执行步骤完成每一条指令的具体功能；不同点主要表现在：，都分成几个执行步骤完成每一条指令的具体功能；不同点主要表现在：处理指令执行步骤的办法，提供控制信号的方案不一样，组合逻辑控制器是用节拍发生器指处理指令执行步骤的办

9、法，提供控制信号的方案不一样，组合逻辑控制器是用节拍发生器指明指令执行步骤，用组合逻辑电路直接给出应提供的控制信号，其优点是运行速度明显地快，明指令执行步骤，用组合逻辑电路直接给出应提供的控制信号，其优点是运行速度明显地快，缺点是设计与实现复杂些，但随着大规模现场可编程集成电路的出现，该缺点已得到很大缓缺点是设计与实现复杂些，但随着大规模现场可编程集成电路的出现，该缺点已得到很大缓解；微程序的控制器是通过微指令地址的衔接区分指令执行步骤，应提供的控制信号是从控解；微程序的控制器是通过微指令地址的衔接区分指令执行步骤，应提供的控制信号是从控制存储器中读出来的，并经过一个微指令寄存器送到被控制部件

10、的，其缺点是运行速度要慢制存储器中读出来的，并经过一个微指令寄存器送到被控制部件的，其缺点是运行速度要慢一些，优点是设计与实现简单些，易于用于实现系列计算机产品的控制器，理论上可实现动一些，优点是设计与实现简单些，易于用于实现系列计算机产品的控制器，理论上可实现动态微程序设计。态微程序设计。7微命令：构成控制信号序列的最小单位。通常是指那些能直接作用于某部件控制门的命令，微命令：构成控制信号序列的最小单位。通常是指那些能直接作用于某部件控制门的命令，如：打开或关闭某部件通路的控制门的电位，某寄存器、触发器的打入脉冲等。微命令由控如：打开或关闭某部件通路的控制门的电位，某寄存器、触发器的打入脉冲

11、等。微命令由控制部件通过控制总线箱执行部件发出。制部件通过控制总线箱执行部件发出。微操作：由微命令控制实现的最基本的操作。微操作：由微命令控制实现的最基本的操作。微命令是微操作的控制信号，微操作是微命令的执行过程。在计算机内部实质上是同一个信微命令是微操作的控制信号，微操作是微命令的执行过程。在计算机内部实质上是同一个信号，对控制部件为微命令，对执行部件为微操作。很多情况下两者常常不加区分地使用。号，对控制部件为微命令，对执行部件为微操作。很多情况下两者常常不加区分地使用。微指令：一组实现一定操作功能的用二进制编码表示的微命令的组合。微指令：一组实现一定操作功能的用二进制编码表示的微命令的组合

12、。微周期：从控制存储器读取一条微指令并执行相应的微操作所需的时间。微周期：从控制存储器读取一条微指令并执行相应的微操作所需的时间。微程序：一系列微指令的有序集合。微程序：一系列微指令的有序集合。8微指令编码法微指令编码法 微指令可以分为操作控制字段和下址字段两大部分。这里所说的微指令编码法就是操作控微指令可以分为操作控制字段和下址字段两大部分。这里所说的微指令编码法就是操作控制字段的编码法，通常有以下三种方法。制字段的编码法，通常有以下三种方法。（1）直接控制法：直接控制法）直接控制法：直接控制法在微指令的操作控制字段中，每一个微命令都用一位信息在微指令的操作控制字段中，每一个微命令都用一位信

13、息表示。优点：控制简单、直观，操作并行性最好，从而可以提高速度。缺点：微指令字太长，表示。优点：控制简单、直观，操作并行性最好，从而可以提高速度。缺点：微指令字太长，控制存储器的容量过大且微指令字利用效率很低。因此这种编码方法只适用于结构简单或速控制存储器的容量过大且微指令字利用效率很低。因此这种编码方法只适用于结构简单或速度要求很高的高速数字控制部件。度要求很高的高速数字控制部件。（2）最短字长编码：这种编码法是将所有的微命令进行统一的二进制编码，用不同的码点）最短字长编码：这种编码法是将所有的微命令进行统一的二进制编码，用不同的码点去表示不同的微命令，通过译码器产生微操作控制信号。优点：微

14、指令字长很短；缺点：每去表示不同的微命令，通过译码器产生微操作控制信号。优点：微指令字长很短；缺点：每次只能产生一个微命令，所有微命令均不能够并行，难以提高微命令的执行效率，故在实际次只能产生一个微命令，所有微命令均不能够并行，难以提高微命令的执行效率，故在实际应用中很少采用。应用中很少采用。（3）分段直接编码：这种编码法是将微操作控制字段划分为若干个小字段，每个小字段独）分段直接编码：这种编码法是将微操作控制字段划分为若干个小字段，每个小字段独立译码，每个码点表示一个微命令。立译码，每个码点表示一个微命令。（4）分段间接编码：分段间接编码是在分段直接编码的基础上，进一步缩短微指令字长的）分段

15、间接编码：分段间接编码是在分段直接编码的基础上，进一步缩短微指令字长的一种编码方法。在这种编码方法中，某些参与编码的微指令不能由一个控制字段直接定义，一种编码方法。在这种编码方法中，某些参与编码的微指令不能由一个控制字段直接定义，而需要两个或两个以上的控制字段来定义。分段间接编码是在分段直接编码的基础上，进一而需要两个或两个以上的控制字段来定义。分段间接编码是在分段直接编码的基础上，进一步缩短微指令字长的一种编码方法。步缩短微指令字长的一种编码方法。9微指令格式微指令格式 不同机器有不同的微指令格式，就其共性来说，大致可归纳为两大类，即水平型微指令不同机器有不同的微指令格式，就其共性来说，大致

16、可归纳为两大类，即水平型微指令和垂直型微指令。和垂直型微指令。（1）水平型微指令：一次能定义多个微命令（控制执行多个微操作）的微指令。）水平型微指令：一次能定义多个微命令（控制执行多个微操作）的微指令。（2）垂直型微指令：一次只能执行一个微命令的微指令。）垂直型微指令：一次只能执行一个微命令的微指令。（3）混合型微指令：水平型微指令和垂直型微指令各有其优缺点。实际使用中，常常兼顾）混合型微指令：水平型微指令和垂直型微指令各有其优缺点。实际使用中，常常兼顾两者的优缺点，设计出一种混合型微指令，采用不太长的字长，又具有一定的并行控制能力，两者的优缺点，设计出一种混合型微指令，采用不太长的字长，又具

17、有一定的并行控制能力，可高效地去实现机器的指令系统。可高效地去实现机器的指令系统。微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是_。 A） 每一条机器指令由一条微指令来执行每一条机器指令由一条微指令来执行 B） 每一条机器指令由一段由微指令编成的微程序来解释执行每一条机器指令由一段由微指令编成的微程序来解释执行 C） 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 D） 一条微指令由若干条机器指令组成一条微指令由若干条机器指令组成 从信息流的传送效率来看，从信息流的传送效率来看，_工作效率最低。工作效率最低。 A） 单总线

18、系统单总线系统 B） 双总线系统双总线系统 C） 三总线系统三总线系统 D） 多总线系统多总线系统为了便于实现多级中断，保存现场最有效的方法是采用为了便于实现多级中断，保存现场最有效的方法是采用_。 A） 通用寄存器通用寄存器 B） 存储器存储器 C） 堆栈堆栈 D） 外存外存 在控制器中在控制器中_用于保存当前正在执行的一条指令。用于保存当前正在执行的一条指令。 A） 程序计数器程序计数器 B） 指令寄存器指令寄存器 C） 缓冲寄存器缓冲寄存器 D） 地址寄存器地址寄存器BACB10;.水平型微指令与垂直型微指令相比，水平型微指令与垂直型微指令相比，_。 A） 前者一次只能完成一个操作前者一

19、次只能完成一个操作 B） 后者一次只能完成一个操作后者一次只能完成一个操作 C） 两者都是一次只能完成一个操作两者都是一次只能完成一个操作 D） 两者都能一次完成多个操作两者都能一次完成多个操作 请在以下叙述中选出两个正确描述的句子是请在以下叙述中选出两个正确描述的句子是_。1 同一个同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相容微操作。周期中，可以并行执行的微操作叫相容微操作。2 同一个同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相容微操作周期中，不可以并行执行的微操作叫相容微操作3 同一个同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相斥微操作周期中，可以并行执行的微操作叫相斥微操作4 同一个

20、同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥微操作周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥微操作 A） 1 3 B） 2 4 C） 2 3 D） 1 4 二地址指令中，操作数的物理位置不可能安排在二地址指令中，操作数的物理位置不可能安排在_。 A） 栈顶和次栈顶栈顶和次栈顶 B） 两个主存单元两个主存单元 C） 一个主存单元和一个存储器一个主存单元和一个存储器 D） 两个寄存器两个寄存器 答案：答案： ABDA11;.12 一个模型机如上题图所示，一个模型机如上题图所示，并假定控制存储器的容量并假定控制存储器的容量为为25624（位），微地址（位），微地址寄存器为寄存器为6位。位。 1）试指出

21、相容性和相斥性）试指出相容性和相斥性的微操作各的微操作各2组。组。2）设计适合模型机的微指）设计适合模型机的微指令格式并说明理由。令格式并说明理由。13由于微地址占用由于微地址占用6位，给微操作控制字段只留下了位，给微操作控制字段只留下了18位，而在该模型机中位命令有位，而在该模型机中位命令有20个，个，如果采用直接编码方式，显然不够，所以采用分段直接编码与直接编码方法向结合的方法，如果采用直接编码方式，显然不够，所以采用分段直接编码与直接编码方法向结合的方法，将相互排斥的微命令编制在一个段内，总的操作控制字段分为四个部分；第一部分为直接编将相互排斥的微命令编制在一个段内，总的操作控制字段分为

22、四个部分；第一部分为直接编码，第二部分为码，第二部分为A段，处理各个功能部件的装入微命令，第三字段为段，处理各个功能部件的装入微命令，第三字段为B段，处理各个部件向总段，处理各个部件向总线发送数据的微命令，第四字段为线发送数据的微命令，第四字段为C段，处理为指令下地址的处理方法；微指令格式如下：段，处理为指令下地址的处理方法；微指令格式如下： 硬布线控制器是一种硬布线控制器是一种_。 A） 用微程序技术设计的控制器用微程序技术设计的控制器 B） 用存储逻辑技术设计的控制器用存储逻辑技术设计的控制器 C） 由门电路和触发器构成的复杂树形网络所形成的逻辑电路由门电路和触发器构成的复杂树形网络所形成

23、的逻辑电路 D） 用微程序技术和存储逻辑技术设计的控制器用微程序技术和存储逻辑技术设计的控制器 控制器的功能是控制器的功能是_。 A） 产生时序信号产生时序信号 B） 完成指令操作码译码完成指令操作码译码 C） 从主存取出一条指令从主存取出一条指令 D） 从主存取出指令，完成指令操作码译码，并产生相关的操作控制信号，以解释执行从主存取出指令，完成指令操作码译码，并产生相关的操作控制信号，以解释执行该指令该指令 CD14;.15下图是一个简化的下图是一个简化的CPU与主存储器链接结构示意图（图中省略了所有多路选择器），其与主存储器链接结构示意图（图中省略了所有多路选择器），其中有一个累加寄存器中

24、有一个累加寄存器AC，一个状态寄存器和其他四个寄存器：主存地址寄存器，一个状态寄存器和其他四个寄存器：主存地址寄存器MAR、主存、主存数据寄存器数据寄存器MDR、程序计数器、程序计数器PC和指令寄存器和指令寄存器IR，各部件及其之间的连线表示数据通路，各部件及其之间的连线表示数据通路，箭头表示信息的传递方向。箭头表示信息的传递方向。要求：要求：（1） 写出图中写出图中a、b、c、d四个寄存器的名称。四个寄存器的名称。（2） 简述图中指令从主存取到控制器的过程。简述图中指令从主存取到控制器的过程。（3） 写出数据从主存取出、运算、写回主存所经过的数据通路（假定数据地址已经在写出数据从主存取出、运

25、算、写回主存所经过的数据通路（假定数据地址已经在MAR中）。中）。1617答：（答：（1） a 主存数据寄存器主存数据寄存器 MDR b 指令寄存器指令寄存器IR c 主存地址寄存器主存地址寄存器MAR d 程序计程序计数器数器PC（2） PC内容内容=MAR，PC+1，读取主存，读出数据，读取主存，读出数据=IR （3） 读取主存读取主存=MDR，MDR=ALU，AC=ALU，运算，结果，运算，结果=MDR，存储，存储器写。器写。 18下图是一个简化的下图是一个简化的CPU与主存储器链接结构示意图（图中省略了所有多路选择器），其与主存储器链接结构示意图（图中省略了所有多路选择器），其中有一个

26、累加寄存器中有一个累加寄存器ACC和其他三个寄存器：主存地址寄存器和其他三个寄存器：主存地址寄存器MAR、程序计数器、程序计数器PC和指令和指令寄存器寄存器IR，各部件及其之间的连线表示数据通路，箭头表示信息的传递方向。，各部件及其之间的连线表示数据通路，箭头表示信息的传递方向。要求：（要求：（1） 写出图中写出图中a、b、c三个寄存器的名称。三个寄存器的名称。（2） 简述图中指令从主存取到控制器的过程。简述图中指令从主存取到控制器的过程。 （3） 写出数据从主存取出、运算、写回主存所经过的数据通路（假定数据地址已经写出数据从主存取出、运算、写回主存所经过的数据通路（假定数据地址已经在在MAR

27、中）中）19答：（答：（1） a 指令寄存器指令寄存器IR b 程序计数器程序计数器PC c 主存地址寄存器主存地址寄存器MAR （2） PC内容内容=MAR，PC+1，读取主存，读出数据，读取主存，读出数据=IR （3） 读取主存读取主存=DR1，ACC=DR2，运算，结果，运算，结果=BUS，存储器写。，存储器写。 20模型机的数据通路如图所模型机的数据通路如图所示，全机采用单总线结构。示，全机采用单总线结构。试设计该模型机执行指令试设计该模型机执行指令ADD X (将将X单元的内容与单元的内容与R0内容相加，结果送内容相加，结果送R0中中)的操作流程图。的操作流程图。 1） PC-AR

28、PC+1 2) RAM-AR 3) PC-AR PC+1 4) RAM-AR 5) RAM-DR2 6) R0-DR1 7) DR1+DR2-R0 21主要内容：计算机机器指令的组成；掌握寻址方式对计算机的影响以及寻址方式的设主要内容：计算机机器指令的组成；掌握寻址方式对计算机的影响以及寻址方式的设计、表示；掌握指令的分类及实现；理解指令中操作码的组织与编码；能自行设计简计、表示；掌握指令的分类及实现；理解指令中操作码的组织与编码；能自行设计简单机器指令单机器指令重点：计算机机器指令的组成、寻址方式对计算机的影响以及寻址方式的设计、表示、重点：计算机机器指令的组成、寻址方式对计算机的影响以及寻

29、址方式的设计、表示、指令中操作码的组织与编码指令中操作码的组织与编码难点：寻址方式的设计、表示、难点：寻址方式的设计、表示、 指令中操作码的组织与编码指令中操作码的组织与编码掌握：指令功能、组成、指令编码方法、寻址方式（操作数获取）方法、设计指令格式或掌握：指令功能、组成、指令编码方法、寻址方式（操作数获取）方法、设计指令格式或编码编码第七章第七章 指令系统指令系统22什么是寻址方式？写出什么是寻址方式？写出6中寻址方式。中寻址方式。指令的操作码一般有哪几种组织方式？各自有什么优缺点？指令的操作码一般有哪几种组织方式？各自有什么优缺点？一条指令通常由哪两个部分组成？两部分的功能分别是什么？一条

30、指令通常由哪两个部分组成？两部分的功能分别是什么？什么是形式地址？简述对变址寻址、相对寻址、基地址寻址应在指令中给出些什么信什么是形式地址？简述对变址寻址、相对寻址、基地址寻址应在指令中给出些什么信息？如何得到相应的实际（有效）地址？各自有什么样的主要用法？息？如何得到相应的实际（有效）地址？各自有什么样的主要用法？例题23某计算机系统的指令字长为某计算机系统的指令字长为16位，有二地址指令和一地址指令两种类型，每个地址字位，有二地址指令和一地址指令两种类型，每个地址字段的长度为段的长度为6位。如果二地址指令有位。如果二地址指令有x条，问一地址指令最多可以有多少条条，问一地址指令最多可以有多少

31、条某处理机的一种访问存储器指令只用某处理机的一种访问存储器指令只用8位地址码，就能够指向一个位地址码，就能够指向一个1G地址空间中任意地址空间中任意256个连续地址之一，请描述这种寻址方式。个连续地址之一，请描述这种寻址方式。设某机为定长指令字结构，指令长度设某机为定长指令字结构，指令长度12位，每个地址码占位，每个地址码占3位，试提出一种分配方案，位，试提出一种分配方案，使该指令系统包含：使该指令系统包含：4条三地址指令，条三地址指令，8条二地址指令，条二地址指令，180条单地址指令。条单地址指令。 CPU周期也称为周期也称为_；一个；一个CPU周期包含若干个周期包含若干个_。任何一条指令的

32、指令。任何一条指令的指令周期至少需要周期至少需要_ _个个CPU周期。周期。机器指令的格式包括机器指令的格式包括_和和_两部分；两部分；在指令格式中，操作码部分指明操作的在指令格式中，操作码部分指明操作的_，地址码部分则指明操作的，地址码部分则指明操作的_。指令周期是指指令周期是指_。A） CPU从主存取出一条指令的时间从主存取出一条指令的时间 B） CPU执行一条指令的时间执行一条指令的时间 C） CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间 D） 时钟周期时间时钟周期时间以下四种类型指令中，执行时间最长的是以下四种类型指令中，执行时间最长的是_。

33、A） RR型型 B） RS型型 C） SS型型 D） 程序控制指令程序控制指令 机器周期机器周期T周期（或周期（或T状态或节拍）状态或节拍）2操作码操作码 地址码地址码种类和性质种类和性质对象对象CC24;.在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为_。 A） 隐含寻址隐含寻址 B） 立即寻址立即寻址 C） 寄存器寻址寄存器寻址 D） 直接寻址直接寻址 指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是_ 。 A） 实现存储程序和程序控制实现存储程序和程序控制 B） 缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程

34、灵活性缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 C） 可以直接访问外存可以直接访问外存 D） 提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度 变址寻址方式中，操作数的有效地址等于变址寻址方式中，操作数的有效地址等于_。 A） 基值寄存器内容加上形式地址基值寄存器内容加上形式地址 B） 变址寄存器内容加上形式地址变址寄存器内容加上形式地址 C） 程序计数器内容加上形式地址程序计数器内容加上形式地址 D） 堆栈指示器内容加上形式地址（位移量）堆栈指示器内容加上形式地址（位移量） 二地址指令中，操作数的物理位置不会安排在二地址指令中，操作数的物理位置不会安排在_。 A

35、） 两个主存单元两个主存单元 B） 一个主存单元和一个寄存器一个主存单元和一个寄存器 C） 相联存储器相联存储器 D） 两个寄存器两个寄存器 BBB C25;.寄存器间接寻址方式中，操作数处在寄存器间接寻址方式中，操作数处在_。 A） 通用寄存器通用寄存器 B） 堆栈堆栈 C） 程序计数器程序计数器 D） 主存单元主存单元 零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，因此它的操作数可以来自零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，因此它的操作数可以来自_。 A） 立即数和栈顶立即数和栈顶 B） 栈顶和次栈顶栈顶和次栈顶 C） 暂存器和栈顶暂存器和栈顶 D） 寄存器和内存单元寄存器和内存单元

36、下列寄存器中，反汇编语言程序员可见的是下列寄存器中，反汇编语言程序员可见的是( ) A） 存储器地址寄存器存储器地址寄存器(MAR) B） 程序计数器程序计数器(PC) C） 存储区数据寄存器存储区数据寄存器(MDR) D） 指令寄存器指令寄存器(IR) 指令周期是指指令周期是指_。A） CPU从主存取出一条指令的时间从主存取出一条指令的时间 B） CPU执行一条指令的时间执行一条指令的时间 C） CPU从主存取出一条指令加上从主存取出一条指令加上CPU执行这条指令的时间执行这条指令的时间 D） 时钟周期时间时钟周期时间DBBC26;.27写出变址寻址、相对寻址、基址寻址有效地址的计算公式，这

37、三种寻址方式各适用于什么场合？写出变址寻址、相对寻址、基址寻址有效地址的计算公式，这三种寻址方式各适用于什么场合？ 变址寻址方式的有效地址计算公式为：变址寻址方式的有效地址计算公式为：EA =（X）+ A，用于一般循环程序中对数组的元素进行修，用于一般循环程序中对数组的元素进行修改，但不允许修改程序本身的场合。改，但不允许修改程序本身的场合。 相对寻址方式的有效地址计算公式为：相对寻址方式的有效地址计算公式为：EA =（PC）+ A，用于编写位置无关码（，用于编写位置无关码（PIC）码程序，可）码程序，可以用于循环程序中对数组的元素进行修改，但不允许修改程序本身的场合，也可以用于转移、调用以用

38、于循环程序中对数组的元素进行修改，但不允许修改程序本身的场合，也可以用于转移、调用等指令中计算转移地址。等指令中计算转移地址。 基址寻址方式的有效地址计算公式为：基址寻址方式的有效地址计算公式为：EA =（X）+ A，用于程序的动态重定位中，用来把程序的，用于程序的动态重定位中，用来把程序的逻辑地址空间变换到物理地址空间。逻辑地址空间变换到物理地址空间。 28什么是什么是RISC? 它有什么特点？它有什么特点？答案：答案： RISC是精简指令系统计算机，它有以下特点：是精简指令系统计算机，它有以下特点：（1） 选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。选取使用频率最高的一些简单

39、指令，以及很有用但不复杂的指令。（2） 指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。（3） 只有取数只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。（4） 大部分指令在一个机器周期内完成。其意是指在采用流水线组织时每个机器周期内能完成大部分指令在一个机器周期内完成。其意是指在采用流水线组织时每个机器周期内能完成一条指令功能，而并不是说一条指令从取指到完成指定功能只要一个机器周期。一条指令功能，而并不是说一条指令从取指到完成指定功能只要一个机器周期。（5） CPU中通用寄存器数量

40、相当多。中通用寄存器数量相当多。（6） 以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。29什么是什么是CISC？CISC指令系统的特点是什么？指令系统的特点是什么？答案：答案： CISC是复杂指令系统计算机的英文缩写。其特点是：是复杂指令系统计算机的英文缩写。其特点是：（1） 指令系统复杂庞大，指令数目一般多达指令系统复杂庞大，指令数目一般多达2、3百条。百条。（2） 寻址方式多寻址方式多（3） 指令格式多指令格式多（4） 指令字长不固定指令字长不固定（5） 可访存指令不加限制可访存指令不加限制（6） 各种指令使用频率相差很大各种指令使用频率相差很大（7）

41、 各种指令执行时间相差很大各种指令执行时间相差很大大多数采用微程序控制器大多数采用微程序控制器30若操作码采用定长编码方法，最多只能表示若操作码采用定长编码方法，最多只能表示8条三地址指令，显然不能满足要求。故应采用变长条三地址指令，显然不能满足要求。故应采用变长编码方法（扩展操作码法）。编码方法（扩展操作码法）。 000 XXX YYY ZZZ 011 XXX YYY ZZZ 4条三地址指令条三地址指令 为二、一地址指令留下了为二、一地址指令留下了100111四个扩展窗口四个扩展窗口 100 000 XXX YYY 100 111 XXX YYY 8条二地址指令条二地址指令 为一地址指令留下

42、了为一地址指令留下了101111三个扩展窗口三个扩展窗口 101 000 000 XXX 111 110 011 XXX 180条一地址指令条一地址指令 101111三个扩展窗口可以扩展出三个扩展窗口可以扩展出192条一地址指令。条一地址指令。 64*3=192 现只需要现只需要180条一地址指令，故最后条一地址指令，故最后12个操作码编码为非法操作码。个操作码编码为非法操作码。31;.可以采用如下几种方法：可以采用如下几种方法： 第一种方法：采用变址寻址方式，指令中给出第一种方法：采用变址寻址方式，指令中给出8位偏移量，如果只设置位偏移量，如果只设置1个变址寄存器，则个变址寄存器，则可以隐含

43、。变址寄存器的字长不短于可以隐含。变址寄存器的字长不短于20位，通过变址寄存器指向位，通过变址寄存器指向1G地址空间的任意位置，再地址空间的任意位置，再通过指令中给出的通过指令中给出的8位偏移量就能够访问位偏移量就能够访问256个连续地址之一。个连续地址之一。 第二种方法：采用基址寻址方式，指令中给出第二种方法：采用基址寻址方式，指令中给出8位偏移量，隐含设置位偏移量，隐含设置1个基址寄。基址寄存个基址寄。基址寄存器的字长为器的字长为20位，通过变址寄存器指向位，通过变址寄存器指向1G地址空间的任意位置，再通过指令中给出的地址空间的任意位置，再通过指令中给出的8位偏位偏移量就能够访问移量就能够

44、访问256个连续地址之一。个连续地址之一。32;.根据题意，二地址指令的格式如下：根据题意，二地址指令的格式如下： 4位位6位位 6位位 操作码操作码 地址码地址码1地址码地址码2 二地址指令的操作码二地址指令的操作码16-2x6=4位，最多共有位，最多共有24=16种操作码。现在假设二地址指令有种操作码。现在假设二地址指令有x（x16）条，它已经占用了）条，它已经占用了16种操作码编码中的种操作码编码中的x种，还剩下（种，还剩下（16-x）种编码用来扩展成一）种编码用来扩展成一地址指令。地址指令。 一地址指令的指令格式为：一地址指令的指令格式为： 10位位6位位 操作码操作码 地址码地址码2

45、 由于每个由于每个4位操作码扩展到位操作码扩展到10位操作码可以获得位操作码可以获得26=64种种10位操作码，因此，一地址指令最位操作码，因此，一地址指令最多可以有（多可以有（16-x）*26条条33;.答案答案表示在指令中的操作数地址，通常称为形式地址，用这种形式地址并结合某些规则，表示在指令中的操作数地址，通常称为形式地址，用这种形式地址并结合某些规则，可以计算出操作数在存储器中的存储单元地址。如何在指令中表示一个操作数的地址、可以计算出操作数在存储器中的存储单元地址。如何在指令中表示一个操作数的地址、如何用这种表示得到操作数以及怎样计算出操作数的地址的方法如何用这种表示得到操作数以及怎

46、样计算出操作数的地址的方法-寻址方式。寻址方式。常用的寻址方式有：立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻常用的寻址方式有：立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、基地址寻址、间接寻址、堆栈寻址址、相对寻址、基地址寻址、间接寻址、堆栈寻址34;.答案答案主要有三种组织方式：主要有三种组织方式：1. 定长的操作码组织方式。将指令的固定位数分配做操作码，便于硬定长的操作码组织方式。将指令的固定位数分配做操作码，便于硬件设计、提高指令译码和识别速度，指令整齐、规范。件设计、提高指令译码和识别速度，指令整齐、规范。2. 变长的操作码组织方式。在指令中，变长

47、的操作码组织方式。在指令中，表示操作类型的位数是可变的，便于为操作数地址多的指令少分配操作码位数，而为操作数表示操作类型的位数是可变的，便于为操作数地址多的指令少分配操作码位数，而为操作数地址少的指令多分配操作码位数。该方法可以尽量使用指令字长，减少指令字长的浪费，但地址少的指令多分配操作码位数。该方法可以尽量使用指令字长，减少指令字长的浪费，但是不便于指令识别。是不便于指令识别。3. 操作码字段与操作数地址字段交叉编码的方法。将操作码不再集中分操作码字段与操作数地址字段交叉编码的方法。将操作码不再集中分配在指令的最高位部分，而是与操作数地址码交叉在一起，操作码位数是可变的。该方法不配在指令的

48、最高位部分，而是与操作数地址码交叉在一起，操作码位数是可变的。该方法不便于识别指令和操作数地址，但是指令字长利用率更高。便于识别指令和操作数地址，但是指令字长利用率更高。35;.答案答案指令一般有操作码和操作数地址两部分组成。操作码的功能用于指明本条指令的操作功能，指令一般有操作码和操作数地址两部分组成。操作码的功能用于指明本条指令的操作功能，而操作数地址用于给出被操作数的信息（指令或数据）的地址，包括参加运算的一个或多个而操作数地址用于给出被操作数的信息（指令或数据）的地址，包括参加运算的一个或多个操作数所在的地址、运算结果的保存地址、程序的转移地址、被调用的子程序的入口地址等。操作数所在的

49、地址、运算结果的保存地址、程序的转移地址、被调用的子程序的入口地址等。36;.答案答案在指令的地址码字段给出的与操作数（或指令）地址有关的信息，构成形式地址。依据这些在指令的地址码字段给出的与操作数（或指令）地址有关的信息，构成形式地址。依据这些信息并结合一定的规则，可以计算出访问内存的实际（有效）地址。信息并结合一定的规则，可以计算出访问内存的实际（有效）地址。（1）寄存器寻址，形式地址为寄存器名（或编号），寄存器中的内容为操作数；）寄存器寻址，形式地址为寄存器名（或编号），寄存器中的内容为操作数；（2）寄存器间接寻址，形式地址为寄存器名（或编号），寄存器中的内容为操作数的）寄存器间接寻址，

50、形式地址为寄存器名（或编号），寄存器中的内容为操作数的地址，再读一次内存得到操作数；地址，再读一次内存得到操作数；（3）变址寻址，形式地址为变址寄存器名（或编号）和变址偏移值，把变址寄存器中）变址寻址，形式地址为变址寄存器名（或编号）和变址偏移值，把变址寄存器中的内容与变址偏移值相加得到操作数的地址，再读一次内存得到操作数；用于访问内存中的的内容与变址偏移值相加得到操作数的地址，再读一次内存得到操作数；用于访问内存中的一组数据更方便。一组数据更方便。（4）相对寻址，形式地址为相对寻址的偏移值，该偏移值和程序计数器）相对寻址，形式地址为相对寻址的偏移值，该偏移值和程序计数器PC的内容相加的内容相

51、加得到一个内存单元的地址，通常用在条件或无条件转移指令中给出指令转移地址。得到一个内存单元的地址，通常用在条件或无条件转移指令中给出指令转移地址。（5）基地址寻址，通常要使用一个特定的寄存器，称为基地址寄存器，把程序中的指）基地址寻址，通常要使用一个特定的寄存器，称为基地址寄存器，把程序中的指令或数据地址和该基地址寄存器的内容相加得到一个内存单元的地址，通常用在操作系统为令或数据地址和该基地址寄存器的内容相加得到一个内存单元的地址，通常用在操作系统为用户程序分配内存地址空间后，变换程序静态地址为运行过程中的实际内存地址。用户程序分配内存地址空间后，变换程序静态地址为运行过程中的实际内存地址。3

52、7;. 本章主要讲述计算机系统的组成、计算机系统的分层结构、以及计算机的一些主本章主要讲述计算机系统的组成、计算机系统的分层结构、以及计算机的一些主要指标等。要指标等。 需要掌握的内容有：计算机软硬件的概念，计算机系统的层次结构、体系结构需要掌握的内容有：计算机软硬件的概念，计算机系统的层次结构、体系结构和计算机组成的概念、冯和计算机组成的概念、冯.诺依曼的主要思想及其特点、计算机的主要指标诺依曼的主要思想及其特点、计算机的主要指标 这一章要考试的话，主要就是一些概念这一章要考试的话，主要就是一些概念第一章第一章 计算机系统概述计算机系统概述38;.当前的当前的CPU由那几部分组成组成由那几部

53、分组成组成 ？第一章第一章 计算机系统概述例题计算机系统概述例题控制器、运算器、寄存器、控制器、运算器、寄存器、cache 一个完整的计算机系统应包括那些部分一个完整的计算机系统应包括那些部分 ？什么是计算机硬件、计算机软件？各由哪几部分组成？它们之间有何联系？什么是计算机硬件、计算机软件？各由哪几部分组成？它们之间有何联系？ 配套的硬件设备和软件系统配套的硬件设备和软件系统 人们通常把构成计算机的物理装置称为计算机的硬件，其主要功能是：存放控制人们通常把构成计算机的物理装置称为计算机的硬件，其主要功能是：存放控制计算机运行的程序和数据，对信息进行加工处理，实现与外界的信息交换，主要包计算机运

54、行的程序和数据，对信息进行加工处理，实现与外界的信息交换，主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大组成部分。软件是计算机程括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大组成部分。软件是计算机程序及其相关文档的总称，主要包括系统软件、应用软件和一些工具软件。软件是对序及其相关文档的总称，主要包括系统软件、应用软件和一些工具软件。软件是对硬件功能的完善与扩充，一部分软件又是以另一部分软件为基础的再扩充。硬件功能的完善与扩充，一部分软件又是以另一部分软件为基础的再扩充。 39;. 本章主要讲述计算机系统、微型计算机系统的发展过程以及应用。本章主要讲述计算机系统、微型计算机系统的发展过

55、程以及应用。 需要掌握的内容有：计算机的发展的不同阶段区分的方法、微型计算机发展中的区分、需要掌握的内容有：计算机的发展的不同阶段区分的方法、微型计算机发展中的区分、摩尔定律摩尔定律 这一章要考试的话，主要就是一些概念这一章要考试的话，主要就是一些概念例如：解释摩尔定律例如：解释摩尔定律 计算机发展的不同时期是如何区分的？计算机发展的不同时期是如何区分的？ 计算机能够直接识别和处理的语言是计算机能够直接识别和处理的语言是 什么语言？什么语言？ 第二章第二章 计算机的发展及应用计算机的发展及应用40;. 本章主要讲述计算机系统的总线类型、总线分类、总线性能、总线结构以及总线仲裁和本章主要讲述计算

56、机系统的总线类型、总线分类、总线性能、总线结构以及总线仲裁和总线控制。总线控制。 需要掌握的内容有：总线的概念、总线的分类、总线的性能指标、总线标准、特殊标需要掌握的内容有：总线的概念、总线的分类、总线的性能指标、总线标准、特殊标准总线的特点、不同总线类型对计算机的影响、总线的控制以及总线的仲裁；总线仲裁方式准总线的特点、不同总线类型对计算机的影响、总线的控制以及总线的仲裁；总线仲裁方式的优劣分析的优劣分析 这一张要考试的话，主要就是一些概念和一些简单的计算这一张要考试的话，主要就是一些概念和一些简单的计算第三章第三章 系统总线系统总线41;.为了解决多个为了解决多个 _同时竞争总线控制权，必

57、须具有同时竞争总线控制权，必须具有_部件。部件。主设备主设备总线仲裁总线仲裁在在_的计算机系统中，外设可以和主存储器单元统一编址，因此可以不使用的计算机系统中，外设可以和主存储器单元统一编址，因此可以不使用I/O指令。指令。 A）单总线）单总线 B）双总线）双总线 C）三总线）三总线 D）多总线）多总线 计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，同时计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，同时_。A）减少了信息传输量）减少了信息传输量 B）提高了信息传输的速度）提高了信息传输的速度C）减少了信息传输线的条数）减少了信息传输线的条数 D）加重了）加重了CPU的工作量的工作量 AC从信息

58、流的传送效率来看，从信息流的传送效率来看，_工作效率最低。工作效率最低。 A） 单总线系统单总线系统 B） 双总线系统双总线系统 C） 三总线系统三总线系统 D） 多总线系统多总线系统 A第三章第三章 系统总线例题系统总线例题42;.集中式总线仲裁中，集中式总线仲裁中，_响应时间最快。响应时间最快。 A） 菊花链方式菊花链方式 B） 独立请求方式独立请求方式 C） 计数器定时查询方式计数器定时查询方式 三种集中式总线仲裁中，三种集中式总线仲裁中，_方式对电路故障最敏感。方式对电路故障最敏感。 A）链式查询）链式查询 B）计数器定时查询）计数器定时查询 C）独立请求）独立请求 下列选项中的英文缩

59、写均为总线标准的是下列选项中的英文缩写均为总线标准的是( ) A） ISA、CPI、VESA、EISA B） PCI、CRT、USB、EISA C） ISA、SCSI、RAM、MIPS D） ISA、EISA、PCI、PCI-ExpressBAD同步控制是同步控制是_。 A） 只适用于只适用于CPU控制的方式控制的方式 B） 只适用于外围设备控制的方式只适用于外围设备控制的方式 C） 由统一时序信号控制的方式由统一时序信号控制的方式 D） 所有指令执行时间都相同的方式所有指令执行时间都相同的方式 C43;.44解释下列术语：总线周期，总线周期类型，总线的等待状态，正常总线周期，解释下列术语：总

60、线周期，总线周期类型，总线的等待状态，正常总线周期，Burst总线周期，总线周期，同步传输控制，异步传输控制。同步传输控制，异步传输控制。 总线周期，通常指的是通过总线完成一次内存读写操作或完成一次输入总线周期，通常指的是通过总线完成一次内存读写操作或完成一次输入/输出设备的读写操输出设备的读写操作所必需的时间，依据具体的操作性质，可以把一个总线周期区分为内存读周期，内存写周期，作所必需的时间，依据具体的操作性质，可以把一个总线周期区分为内存读周期，内存写周期，IO读周期，读周期，IO写周期写周期4种基本类型。种基本类型。 一个总线周期通常由两个时间段组成：地址时间（一个总线周期通常由两个时间