计算机原理辅导资料十八一、学习要求1．对计算机原理相关知识进行总复习。这周我们进行这门课程的总复习，希望同学们在复习时，以课件为主，教材为辅，全面地、有重点地复习。二、主要内容（一）绪论1.计算机的发展概况及其应用；2.计算机的硬件组成及软件构成；3.计算机系统的层级结构；4.计算机的工作过程；5.计算机系统的主要技术指标。 重点掌握内容：1.重点：计算机的硬件组成及软件构成，计算机系统的层次结构，计算机的工作过程；2.难点：计算机系统的层次结构。（二）数码系统1.数据信息在机器中的表示方法；2.机器数的编码格式；3.奇偶校验码；4.海明码。 重点掌握内容 1.重点：机器数的编码格式，错误检测码的检测方法； 2.难点：定点数与浮点数的表数范围，海明码错误检测方法。（三）运算方法与运算器 1.补码加减法运算及实现；2.原码、补码一位乘法运算及实现；3.原码、补码除法运算及实现；4.浮点数的算术运算方法；5.逻辑运算及实现；6.运算器的组成与分析。重点掌握内容 1.重点：补码加减法运算，数据乘法与除法的运算，浮点数的运算方法，逻辑运算及实现；2.难点：定点除法，运算器的组成与分析。（四）存储系统1. 主存储器的主要性能指标、层次结构及其分类；2．半导体随机读写存储器；3．半导体只读存储器；4．主存储器的组成与控制；5．提高主存储器性能的措施。 重点掌握内容 1．重点：存储器的性能指标，工作原理，半导体随机、只读存储器，主存储器的组成与控制，提高主存储器性能的措施。2．难点：主存储器的组成与控制。（五）指令系统1.指令格式及其优化；2.寻址方式（编码方式）；3.堆栈结构及其寻址方式；4.指令分类及指令系统举例； 5.指令系统的发展。 重点掌握内容1.重点：指令格式及其优化，寻址方式，指令的分类；2.难点：寻址方式，指令的分类。（六）中央处理器（CPU）1.中央处理器的控制方式及指令的执行过程；2.控制器的功能及组成；3.时序部件；4.微操作控制部件；5.中断系统的功能、分类及处理过程。 重点掌握内容1.重点：指令的执行过程，通过时序实现各种控制方式的原理，CPU 的构成，一次中断处理的全过程；2.难点：微程序控制器的实现方法，中断处理过程。（八）输入输出系统1.输入输出设备的编码方式；2.程序查询方式；3.程序中断方式；4.DMA 输入输出方式；5.通道控制方式和外围处理机方式。 重点掌握内容 1.重点：程序查询方式，程序中断方式，DMA 输入输出方式，通道控制方式； 2.难点：DMA 技术的工作原理，通道控制方式。三、习题 （一）选择题1、以大规模和超大规模集成电路为主要器件的是（ ）。A．第一代计算机B．第二代计算机C．第三代计算机D．第四代计算机答案：D2、微型计算机的发展是以（ ）技术为标志。A．操作系统B．微处理器C．磁盘D．软件答案：B3、“只读存储器”的英文缩写是（ ）。A．ROMB．RAMC．PLAD．REM 答案：A4、若十进制数据为 8，则二进制数是（ ）。A．0110B．0111C．1000D．1001 答案：C5、指令助记符为 JMP 的是（ ）指令。A．加法B．减法C．传送D．跳转答案：D（二）判断题1、用机器语言编写的程序不可以由计算机直接执行，必须经过编译（解释）才能执行。答案：错误2、中断方式一般适用于随机出现的服务。答案：正确（三）填空题1、现在主要采用 结构作为计算机硬件之间的连接方式。答案：总线2、存储 并按 顺序执行，这是冯诺依曼型计算机的工作原理。答案：程序、地址（四）简答题1、简述 CPU 的基本功能。答：指令控制操作控制时间控制数据加工 2、简述高级语言、汇编语言、机器语言的区别。机器语言是能被硬件识别的二进制语言；汇编语言是将机器语言用助记符一一对应起来的语言；而高级语言是与硬件无关的语言，它要求被解释或编译后才能执行。3、简述计算机的硬件组成。运算器：用来完成各种运算，是计算机的主体。控制器：全机的指挥中心。存储器：是用来存储信息的部件。输入设备：是用来完成输入功能的部件。输出设备：是用来完成输出功能的部件。4、简述 RISC 的特点。选取使用频率最高的一些简单指令，指令条数少指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少只有取数/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。（五）计算题1、请分别写出 x=-122 的原码、补码、反码。（采用二进制数表示，最高位为符号位）答：原码=11111010补码=10000110反码=100001012、CPU 执行一段程序时,Cache 完成存取的次数为 1900 次，主存完成存取的次数为 100 次，已知Cache 存取周期为 50ns,主存为 250ns,求 Cache/主存系统的效率和平均访问时间。答：Cache 的命中率=1900/(1900+100)=0.95 主存慢于 Cache 的倍率 r=250/50=5Cache/主存系统的效率 e=1/(r+(1-r)h)= 1/(5+(1-5)* 0.95)=83.3%平均存取时间 t=50/e=60ns