第一章概述1、計算機的發展歷程主要是根據什么劃分時代的？計算機所采用的電子器件（電子管，晶體管，集成電路，大規模集成電路）2、馮·諾依曼結構的主要設計思想是什么？數字計算機的數制采用二進制；計算機應該按照程序順序執行。3CPU包含哪些部件計算機系統由運算器、存儲器、控制器、輸入設備、輸出設備五大部件組成；主機包括運算器、存儲器和控制器；CPU401匯編語言可以通過匯編得到機器語言，機器語言可以通過反匯編得到匯編語言。5、計算機系統可分為哪幾個層次？說明各層次的特點及其相互聯系。計算機系統可分為微程序級、傳統機器級、操作系統級、匯編語言級、高級語言級、應用語言級等六個層次。在微程序級，微指令由硬件直接執行; 在傳統機器級，用微程序解釋機器指令在操作系統級，一般用機器語言程序解釋作業控制語句等;在匯編語言級，匯編語言程序經匯編程序翻譯成機器語言程序;在高級語言級，高級語言程序經編譯程序或解釋程序翻譯成匯編語言程序(或是某種中間語言程序，或是機器語言程序);在應用語言級,應用語言程序經應用程序包翻譯成高級語言程序。計算機各層次之間的相互聯系表現為，層次之間的關系緊密，上層是下層功能的擴展，下層是上層的基礎，這是層次結構的一個特點6存儲器字長:每個存儲單元所能存放的二進制信息的位數；運算器字長:運算器進行一次整數加法運算所能處理的二進制數據的位數；機器字長:計算機進行一次整數運算所能處理的二進制數據的位數機器字長也就是運算器進行定點數運算的字長,通常也就是CPU內部數據通路的寬度機器字長與主存儲器字長通常是相同的,但也可以不同,不同情況下,一般是主存儲器字長小于機器字長7、假設某計算機的CPU主頻為80MHz，CPI為4，該計算機的MIPS數是多少？8、某計算機的主頻為6MHz，各類指令的平均執行時間和使用頻度如下表所示，試求該機的速度指令類別存取加、減、比較、轉移乘除其他平均指令執行時間0.6μs0.8μs10指令類別存取加、減、比較、轉移乘除其他平均指令執行時間0.6μs0.8μs10μs1.4μs使用頻度35%45%5%15%第二章信息表示1、 完成下列不同進制數之間的轉換。（1）（125.625）=（1111101.101）=（175.5）=（7D.A）10 2 8 16（2）（127.5）=（57.A）8 162、 寫出下列各數的原碼、反碼、補碼和移碼。（1）0（2）0.1010010（3）—0.1110101（4）+1011010（5）—10111103、已知X的二進制真值，試求[X]、[－X]、[1/4X]、[2X]、[－2X]。補 補 補 補 補47568421111101110716115（算式）寫出下列編碼的表示范圍（即最小負數和最大正數）8浮點數是由階碼和尾數兩部分組成,可以用兩個定點數來表示。階碼的位數決定了數據的表示范圍,增加階碼的位數,可擴大數據的表示范圍；尾數的位數決定了數據的表示精度,增加尾數的位數可增加有效數字的位數,即提高數據的表示精度9、為什么浮點數要采用規格化表示形式？如何進行規格化操作？為了保證浮點數表示的唯一性,也為了充分利用尾數的二進制位數來表示更多的有效數字,采用浮點數規格化表示形式,即尾數的最高有效位為非0數據對于非規格化浮點數,需要對其進行規格化處理,即對尾數進行右移(左移),同時階碼進行相應的加上(減去)尾數移動的位數,即使成為規格化浮點數10、 按IEEE754標準用單精度浮點數格式寫出下列數值所對應的機器數（用十六進制表示。11C32x，yzxzint型，yshortx=127，y=-9z=x+yx、yz（用16進制表示）？不同類型的數做運算其結果類型為高精度，運算前會將低精度轉為高X=127->7F Y=-9->FFF7 Z=118->7612、 假定編譯器規定int和short類型的長度分別為32位和16位，執行下列C語言語句：unsignedshortx=65530;unsignedinty=x;得到y的機器數用16進制表示形式是什么？0000FFFAH(高位補0湊足32位)第四章運算方法和運算器1、設機器數字長為8位（含1位符號位，X和Y的真值如下，用補碼加、減法求[X+Y]和[X－Y]補PSWSF、ZF、OFCF4個標志位是什么。補（1）X＝0.1011011 Y＝0.1001010[X+Y]＝[X]+[Y]＝1.0100101；真值為：-0.1011011補 補 補SF:1 ZF:0 OF:1 CF:1[X－Y]補＝[X]補+

[-Y]補＝0.0010001；真值為：0.0010001SF:0 ZF:0 OF:0 CF:1X=－87，Y=53（）5、設浮點數字長為12位，階碼4位（其中1位為階符，尾數8位（其中1位為尾符式自定，按浮點加減運算方法求解[X+Y]X－Y]浮 浮+001 （1）X＝0.110101×2，Y＝－0.100101×2+001 -010-100（2）X＝－0.101011×2 Y＝－0.110111×2-010-1006、運算器由哪幾個主要功能部件組成？各功能部件的作用是什么？運算器：算術邏輯運算單元（ALU）累加器（ACC）狀態寄存器通用寄存器（X）第五章存儲器1存儲單元:多個存儲元的集合8個單元有一個地址，是一個整數編碼，可以表示為二進制整數。程序中的變量和主存儲器的存儲單元相對應。變量的名字對應著存儲單元的地址，變量內容對應著單元所存儲的數據。存儲地址一般用十六進制數表示，而每一個存儲器地址中又存放著一組二進制（或十六進制）表示的數，通常稱為該地址的內容。2、存儲周期T和存取時間T的基本概念分別是什么？哪個的時間間隔比較長？為什么？m a存取時間：是CPU讀或寫內存內數據的過程時間;存取周期：連續啟動兩次獨立的“讀”或“寫”操作（如連續的兩次“讀”操作）所需的最短時間;存取周期＞存取時間3、比較SRAM存儲位元和DRAM存儲位元的異同。sramdram最大區別：dram01，sram014、設有一個具有14位地址和8位數據的存儲器，試問：該存儲器的存儲容量是多少位？ 214kx8位如果該存儲器用1K×1的存儲芯片構成，需要多少片？ 8x16=128片需要用多少位地址做片選信號譯碼的地址？516K×4SRAM64K×16存儲芯片和存儲器的數據線和地址線的位數各是多少？畫出該存儲器的結構框圖。62K×48K×80B1FH少？（用十六進制表示）13110B1F轉為二進制：0000101100011111；取高兩位不變其余為零：100000000000，然后轉為十六進制：800H7intshort3216Cstruct{inta;charb;shortc;}record;record.a=273(a:4byte，b:1byte,c:2byte)若record變量的首地址為C008H，請回答：C008H(27332record.cC00E第六章指令系統和匯編語言程序設計1、什么是機器指令？什么是指令系統？為什么說指令系統是計算機硬件和軟件的界面？CPU碼和操作數兩部分組成。指令系統：計算機所能執行的全部指令的集合，它描述了計算機內全部的控制信息和“邏輯判斷”能力。指令系統是計算機硬件和軟件的接口部分，是全部機器指令的集合。2輸入輸出指令和移位操作指令。完備性：完備性要求指令系統豐富、功能齊全、使用方便；有效性：利用該指令系統所編寫的程序能夠高效率的運行；高效率主要表現在程序占據存儲空間小、執行速度快；規整性：規整性包括指令系統的對稱性、勻齊性、指令格式和數據格式的一致性；兼容性：系列機各機種之間具有相同的基本結構和共同的基本指令集，因而指令系統是兼容的，即各機種上基本軟件可以通用。3、什么是尋址方式？指令系統中為什么要采用不同的尋址方式？尋址方式就是處理器根據指令中給出的地址信息來尋找有效地址的方式，是確定本條指令的數據地址以及下一條要執行的指令地址的方法。縮短指令長度，擴大尋址空間，提高編程靈活性416個字節為相對位移量字段，轉移后的目標地址等于轉移指令下一條指令的地址加相對位移量。2000H06H，試回答以下問題：一個字節一個地址2000H-OP|2001H-06|2002H-下條2002H+06=1008H若主存按字編址，則該轉移指令成功轉移后的目標地址又是多少？兩個字節一個地址 2000H-OP、06|2001H-下一條 2001H+06=2007H51661476、在一個36位長的指令系統中，設計一種操作碼擴展方式，能表示下列指令。7153500153令；508R1000H2000H；地址1000H2000H2000H3000H3000H4000H址方式下訪問到的操作數是多少？試說明原因。9、什么是RISC？為什么RISC機可以提高計算機的性能？RISCRISC速度。RISC處理器可以完成盡可能多的工作，且答不因從存儲器存取信息而放慢處理速度。1016CPU/CFZFNF。假定為該機設計了條件轉移指令，其格式如下：其中，00000OP；C、ZNCF、ZFNF11C=1，Z=0，N=1CFNFCF=1NF=1OFFSETPC）+2答下列問題。（1）200CH，指令內容如下圖所示，若該指令執行時CF=0，ZF=0，NF=1PCCF=1，ZF=0，NF=0，則該指令PC12、 某計算機的指令系統采用操作碼擴展方式，指令按操作數的個數分為雙操作數、單操作和無操作數三種。雙操作數指令的格式如下所示：1RS/D段說明該操作數是源操作數還是目的操作數（S/D=1S/D=0。另一2MA6.14FPSW（F=1F=0。M值尋址方式說明000寄存器尋址字段A的低4位指定寄存器號001寄存器間接尋址字段A的低4位指定寄存器號010寄存器自增間接尋址字段A的低4位指定寄存器號011變址尋址RiA100立即尋址A為立即數101直接尋址A為有效地址110間接尋址A為有效地址的地址111相對尋址A為位移量，EA=（PC）+A若該計算機的CPU內的通用寄存器字長和主存儲器字長均為32位。試回答以下問題：CPUR:19-22—>42?4=16該指令系統最多能容量多少條雙操作數指令？OP:25-31—>72?7=128-1（擴展標志加法指令“ADDR5，92H(Ri)”中，R592H(Ri操作數，變址尋址方式。若ADD0001110B，根據以上雙操作數指令的格式以16進制形式寫出該指令的機器碼。分別確定使用寄存器間接尋址方式、直接尋址方式和間接尋址時訪問存儲器的范圍，并說明理由。第七章控制器和中央處理器1、控制器主要由哪些部件組成？各部分的功能是什么？產生控制信號的依據是什么？控制器由指令部件、時序部件和控制信號形成部件三部分組成。其中指令部件由四部分組成：程序計數器用于存放現行指令的地址；指令寄存器用于存放現行指令；指令譯碼器對現行指令進行分析，輸出相應的操作控制電位；程序狀態寄存器用于存放程序的工作方式和運算結果。時序部件用來產生計算機各部件所需的定時信號。控制信號形成部件用來產生所有指令所需的各種微操作控制信號。2、控制器有哪幾種實現方式？各有什么特點？控制器的控制方式可以分為3種：同步控制方式、異步控制方式和聯合控制方式。同步控制控制方式的各項操作都由統一的時序信號控制，在每個機器周期中產生統一數目的節拍電位和工作脈沖。這種控制方式設計簡單，容易實現；但是對于許多簡單指令來說會有較多的空閑時間，造成較大數量的時間浪費，從而影響了指令的執行速度。異步控制方式的各項操作不采用統一的時序信號控制，而根據指令或部件的具體情況決定，需要多少時間，就占用多少時間。異步控制方式沒有時間上的浪費，因而提高了機器的效率，但是控制比較復雜。聯合控制方式是同步控制和異步控制相結合3、為什么說計算機的工作過程就是執行指令的過程？簡述指令執行的基本過程。計算機的工作過程，就是將編好的程序和原始數據copy，輸入并存儲在計算機的內存儲器機的基本工作原知理。過程：1PCIR，PC+12.指令譯碼：IR3.根據百指令譯碼的結度果對指令的操作數執行相應的操作。4CPUCPU5（CPU）運算器：執行各種算術和邏輯運算操作控制器：指揮、協調計算機各部件工作6JUC2(1)MOV#1008H,R1(2)ANDR1,1000H(3)DEC(2000H)SAR(R3)JMP10H(PC)7A8MHz40.4MIPSB12MHz4BA機平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5μs A機時鐘周期A機機器周期=125ns×4=500ns=0.5μsA機每個指令周期中含機器周期個數=2.5μs÷0.5μs=5個B機時鐘周期=1/12MHz=83ns B機機器周期=83ns×4=332nsB5BB=1/1.66μs=0.6MIPS8、微程序控制的基本思想是什么？和硬布線控制相比，有什么優點和不足？通過微指令順序控制字段由設計者指定或由設計者指定的判別字段控制產生后繼微指令地址；與硬連線控制器相比，微程序控制器的優點是設計規整、易于修改和擴展。缺點是比硬連線控制器速度慢。9、微指令編碼采用字段直接編碼方式時，分段的基本原則是什么？①把互斥的微命令（即不允許同時出現的微命令）劃分在同一字段內，相容的（即允許同時出現）微命令劃分在不同字段內。②字段的劃分應與數據通路結構相適應。③一般每個子字段應留出一個狀態，表示本字段不發任何微命令。④每個子字段所定義的微命令數不宜大多，否則將使微命令譯碼復雜。10、11、 某計算機有8條微指令I1～I8，每條微指令所含的微命令控制信號如下表所示。abcdefghijI1√√√√√I2√√√√I3√√I4√I5√√√√I6√√√I7√√√I8√√√微指令微命令a～j108微指令微命令12、 某計算機字長16位，采用16位定長指令字結構，部分數據通路結構如下圖所示，圖中所有控制信號為1時表示有效、為0時表示無效，例如控制信號MDRinE為1表示允許數據從打入MDR，MDRin為1表示允許數據從內總線打入MDR。假設MAR的輸出一直處于使能狀態。加法指令“ADD(R1)，R0”的功能為(R0)+((R1))—>(R1R0R1的內容所指主存單元中保存。存儲器（存儲器（M）MemR MemWDataAddrCBABDBMDRoutEMARMARinMDRinMDR MDRout內總線PCoutR0outAinAPCPCinR0inR0AddALUPC+1R1outIRIRinR1inR1ACinACACout至指令譯碼部件下表給出了上述指令取指令和譯碼階段每個節拍（時鐘周期）表中描述方式用表格列出指令執行階段每個節拍的功能和有效控制信號。時鐘功能有效控制信號C1MAR←(PC)PCout,MARinC2MDR←M(MAR),PC←(PC)+1MemR,MDRinE,PC+1C3IR←(MDR)MDRout,IRinC4指令譯碼無13、第八章存儲體系14、第八章存儲體系1、為什么多體交叉存儲器可以提高存儲器的訪問速度？多體交叉存儲器是將存儲器分成若干個（m）個獨立的模塊，設m=1、2、4、8、……個模塊的容量和存儲周期均相等，且它們可以獨立的進行讀寫操作。這樣，不同的請求源同時訪問不同的模塊，便可提高存儲器速度。2、相聯存儲器的特點是什么？把數據或者數據的某一部分作為關鍵字，將該關鍵字與存儲器中的每一單元進行比較，找出存儲中所有與關鍵字相同的數據字。3、4、5、第九章輸入輸出系統（1）命令/狀態寄存器：存儲主機的命令，存儲I/O數據寄存器：主要用來存儲數據DBDB主機ReadWrite控制電路I/O設備AB地址譯碼器接口1、CPU與外設之間采用中斷方式實現數據的輸入輸出，連接方式如下圖所示，回答下面問題：INTRCPUINTA接口INTRCPUINTA接口2接口3接口4接口1每條指令執行結束，如INTR有中斷請求，且CPU允許中斷的情況下INTA有效。中斷