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计算机系统组成与体系结构目录.

目录

第一部分数字逻辑与有限状态机第1章数字逻辑基础 3

1.1 布尔代数 3

1.1.1 基本函数 4

1.1.2 布尔函数的使用 5

1.2 基本的组合逻辑9

1.3 更复杂的组合元件11

1.3.1 多路选择器11

1.3.2 译码器13

1.3.3 编码器14

1.3.4 比较器16

1.3.5 加法器和减法器18

1.3.6 存储器20

1.4 组合电路设计21

1.4.1 bcd码的7段译码器22 1.4.2 数据排序器24

1.5 基本时序元件25

1.6 更复杂的时序元件28

1.6.1 计数器28

1.6.2 移位寄存器30

1.7 实例:可编程逻辑设备31

1.8 总结33

1.9 习题34

第2章介绍有限状态机37

2.1 状态图和状态表38

2.2 mealy机和moore机41

2.3 设计状态图41

2.3.1 模6计数器42

2.3.2 串检查器43

2.3.3 收费站控制器44

2.4 从状态图到实现48

2.4.1 状态赋值49

2.4.2 mealy机和moore机的实现50 2.4.3 产生次态51 2.4.4 产生系统输出55

2.4.5 一种可替代的设计58

2.4.6 八状态串检查器59

2.5 实例:实际考虑61

2.5.1 未使用状态61

2.5.2 异步设计63

2.5.3 状态机转换66

2.6 总结67

2.7 习题68

第二部分计算机组成与体系结构第3章指令集结构75 3.1 程序设计语言的级别76 3.1.1 语言种类76

3.1.2 编译和汇编程序76

微型计算机系统的组成

第1章微型计算机概述 数字电子计算机系统俗称计算机或电脑,是一种具有高速数值运算、自动信息处理、逻辑判断和超强信息存储记忆功能的电子设备,也是一种能按照程序员事先安排的程序来工作,高速地处理各类数据信息的智能化设备。 电子计算机是人类现代科技的重大成就之一,它起始于1946年由美国宾夕法尼亚大学研制成功的第一台电子计算机ENIAC。这是一台由电子管构成的重达30吨并能按照事先安排的指令快速完成指定计算任务的现代意义上的电子计算机。自此,电子计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。这期间,计算机的构成经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模及超大规模集成电路的几个发展阶段,对应了电子计算机发展的4个时代,而微型计算机属于第4代电子计算机产品,属于超大规模集成电路计算机,是集成电路技术高度发展的产物。 电子计算机按体积、性能、用途和价格指标可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机5类。从工作原理上来讲,微型机与其他计算机并没有本质的区别,所不同的是微型计算机(简称微机)是直接面向个人用户的,其结构、功能和售价也是全面适应个人用户的。微型计算机的核心部件是微处理器,其性能与微处理器的性能直接相关。 微型计算机对现代社会的方方面面有着无可比拟的影响力。 1.1 微型计算机发展概况 微型计算机的发展是以微处理器的发展为特征的。微处理器自1971年问世以来,随着大规模集成电路技术的不断进步,在短短几十年的时间里以极快的速度发展。 1971—1973年,标志着第1代微机的4位和8位低档微处理器问世了,其代表性产品是Intel公司的4004和8008微处理器,分别是4位和8位微处理器。8008算得上是世界上第一种8位的微处理器,其集成度约4000个晶体管/片,芯片主频仅1MHz。 1974—1977年,出现了标志着第2代微机的8位中高档微处理器,其代表产品有Intel 8080、M6800和Z80等,集成度有了大幅提高,已具备了典型的计算机体系结构,包括中断、DMA等控制功能,主频约2MHz。由于有了较完善的指令系统,软件可采用BASIC、Fortran等高级语言及相应的编译程序。 1978—1984年进入了拥有16位微处理器的第3代微机时代。这个时代的微处理器代表产品是Intel 8086、Intel 8088、M68000和Z8000等,集成度和运算速度比上一代有了成

计算机体系结构参考1

第一题选择题 1.SIMD是指(B) A、单指令流单数据流 B、单指令流多数据流 C、多指令流单数据流 D、多指令流多数据流 2.下列那种存储设备不需要编址?D A. 通用寄存器 B. 主存储器 C. 输入输出设备 D. 堆栈 3.按照计算机系统层次结构,算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于(A)级机器语言。 A、传统机器语言机器 B、操作系统机器 C、汇编语言机器 D、高级语言机器 4.早期的计算机系统只有定点数据表示,因此硬件结构可以很简单。但是这样的系统有明显的缺点,下面哪一个不是它的缺点:B A.数据表示范围小 B.单个需要的计算时钟周期多 C.编程困难 D.存储单元的利用率很低 7.下面哪个页面替换算法实际上是不能够实现的?D A)随机页面替换算法 B)先进先出替换算法 C)最久没有使用算法 D)最优替换算法

9.指令优化编码方法,就编码的效率来讲,那种方法最好?C A. 固定长度编码 B. 扩展编码法 C. huffman编码法 D. 以上编码都不是 10.在早期冯·诺依曼计算机特征中,机器以(C)为中心。 A、存储器 B、输入输出设备 C、运算器 D、控制器 1.RISC 计算机的指令系统集类型是( C ) 。 A. 堆栈型 B. 累加器型 C. 寄存器—寄存器型 D. 寄存器- 存储器型 2、相联存储器的访问方式是( D )。 A.先进先出顺序访问 B.按地址访问 C.无地址访问 D.按内容访问 3、假设—条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段,每—段分别只有—个部件可供使用,并且执行时间分别为Δt、2Δt和3Δt,连续执行n条指令所需要花费的最短时间约为( C )。 (假设“取指令”、“分析”和“执行”可重叠,并假设n足够大) A.6 nΔt B.2 nΔt C.3 nΔt D.nΔt 6、下列计算机不属于RISC计算机的是(C )。 A.SUN:Ultra SPARC

计算机系统结构有详细答案

(仅供参考,不作为考试标准), 选择题分,每题分)2(30计算机系统结构设计者所关心的是________所看到的的计算机结构。 A)硬件设计人员B)逻辑设计人员 D)高级语言程序员C)机器语言或汇编语言程序员 。意________,应当注提系在计算机统设计时,为了高系统性能度的令执行速快A)加经常性使用指大的指令特B)要别精心设计少量功能强数的占减少在数量上很小比例的指令条C)要度D)要加快少量指令的速 。的问题统中因________而导致系主重叠寄存器技术要用于解决在RISC 流水线影A)JMP指令响保护令B)CALL指的现场问存储器不便来只C)有LOAD和STORE指令带的访度速器访问D)存储 ________ 效率高计为使流水算机运行要A)各过程段时间不同B)连续处理的任务类型应该不同 D)连续处理的任务数尽可能少C)连续处理的任务类型应该相同 栈型替是的________。换算法堆不属于B)近期最少A)近期最使用法久未用法 D)页面失效频率法出进C)先先法 象联组,相映的优点。是________象联全与相映相比B)块冲突概率低C)命中率高D)主存利用率小录A)目表高 是方好关相指除中叠次一重消令最的法________。B)设相关专用令指改准A)不修通路 令指条下析分后推C) 令指条下行执后推D) 流的用采,时关据数到,中作水操遇相________。有法办解决器译编化优A)用办的排新重令指过通,测检序法据数B)向定重技术 C)延迟转移技术 D)加快和提前形成条件码 经多级网络串联来实现全排列网络,只能用________。 A)多级立方体网络B)多级PM2I网络 D)上述多级混洗交换网络任何网络C) 序传送的________。是以虫蚀寻径流水方式在各寻径器是顺B)包A)消息C)片节D)字 ________ 处理机超标量作指条令部件个B) 只有一操期A)在一个时钟周内分时发射多多钟C)在一个时周期内同时发射条指令件有只一个取指部D)

计算机体系结构解

计算机体系结构解

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第一章计算机组成原理 本部分要求掌握计算机方面的基础知识,包括计算机的发展、计算的系统组成、基本组成和工作原理、计算机的数制数据表示以及运算校验、指令系统以及计算机系统的安全等基础性的知识。内容多而且复杂,尤其是有关计算机硬件方面的内容,很细而且灵活性不高,知识量相当大,掌握这部分一定要多下功夫,学会取舍、把握重点、抓住要害。 1.1 考试大纲及历年考题知识点 1.1.1 大纲要求 考试要求: 1 掌握数据表示、算术和逻辑运算; 2 掌握计算机体系结构以及各主要部件的性能和基本工作原理考试范围 1 计算机科学基础 1.1 数制及其转换二进制、十进制和十六进制等常用制数制及其相互转换 1.2 数据的表示 ?数的表示(原码、反码、补码、移码表示,整数和实数的机内表示,精度和溢出)?非数值表示(字符和汉字表示、声音表示、图像表示) ?校验方法和校验码(奇偶校验码、海明校验码、循环冗余校验码) 1.3 算术运算和逻辑运算 ?计算机中的二进制数运算方法 ?逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简 2.计算机系统知识 2.1 计算机系统的组成、体系结构分类及特性 ?CPU 和存储器的组成、性能和基本工作原理 ?常用I/O 设备、通信设备的性能,以及基本工作原理 ?I/O 接口的功能、类型和特性 ?I/O 控制方式(中断系统、DMA、I/O 处理机方式) ?CISC/RISC,流水线操作,多处理机,并行处理 2.2 存储系统 ?主存-Cache 存储系统的工作原理 ?虚拟存储器基本工作原理,多级存储体系的性能价格 ?RAID 类型和特性 2.3 安全性、可靠性与系统性能评测基础知识 ?诊断与容错 ?系统可靠性分析评价 ?计算机系统性能评测方式 1.2 计算机科学基础 1.2.1 数制及其转换 1、R 进制转换成十进制的方法按权展开法:先写成多项式,然后计算十进制结果. 举例: (1101.01)2=1×2^3+1×2^2+0×2^1+1×2^0+ 0×2^-1+1×2^-2 =8+4+1+0.25=13.25 (237)8=2×8^2+3×8^1+7×8^0 =128+24+7=159 (10D)16=1×16^2+13×16^0=256+13=269

微型计算机系统的结构与配置

专题一初识电脑 电脑也就是计算机,它是以电为能源,用来做计算工作的机器。我们平时使用的一般是指个人电脑(Personal Computer),也称为PC,即微型计算机(Microcomputer),它是以微处理器芯片为核心构成的计算机。 一、微型计算机的概念 1、微型计算机的发展 1946年第一台电子计算机ENIAC的诞生。 ⑴计算机定义:是一种进行高速操作、具有内部存储能力、由程序控制操作过 程的电子设备。 ⑵发展阶段:从计算机所用的逻辑元件来划分,计算机的发展经历了电子管 (1946~1958)、晶体管(1958~1964)、中小规模集成电路(1964~1971)、大规 模和超大规模集成电路(1971年至今)四个阶段。 ⑶发展特点:体积、重量、能耗减少;硬件和软件更新快;功能、速度、存储 容量和可靠性得到了提高。 ⑷第四代计算机的一个重要分支是以大规模和超大规模集成电路为基础发展 起来的微处理器和微型计算机。

微处理器是计算机的中央处理单元CPU (Central Processing Unit),一般包括算术逻辑部件、控制部件、寄存器、时钟发生器、内部总线等,将计算机中的运算器和控制器集成在一块大规模和超大规模集成电路芯片上。 2、计算机系统的组成 一个完整的计算机由硬件和软件两部分组成。 ⑴硬件 硬件是指计算机中看得见摸得着的部件,具体来说就是指集成电路芯片、印刷线路板、接插件、电子元件和导线等装配而成的主板、中央处理器、存储器及外部设备。 一台计算机主要由五部分组成:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。 ①运算器ALU(Arithmetic Logical Unit) 负责数据的算术运算和逻辑运算,同时具备存数、取数、移位、比较等功能,是对数据进行加工处理的部件。 ②控制器CU(Control Unit) 负责统一指挥计算机各部分协调地工作,能根据事先安排好的指令发出各种控制信号来控制计算机各个部分的工作。 ③存储器Memory 是计算机的记忆部件,负责存储程序和数据,并根据命令提供这些程序和数据。分为内存储器和外存储器两部分。 内存储器容量小、存取速度快 内存划分为若干单元,每个单元可存放一个字节(8位二进制数),每个单元有一个编号,称为地址(用二进制数表示)。 根据工作方式的不同,内存可分为只读存储器和随机存储器两部分。 只读存储器ROM(Read Only Memory):只能读不能写,断电后数据不丢失。 随机存储器RAM(Randon Access Memory):内存条,随时读写,可读可写,但断电后数据全部丢失。 外存储器容量大、存取速度慢

计算机系统结构基本习题和答案

计算机系统结构基本习题和答案 填空题 1、从(使用语言的)角度可以将系统看成是按(功能)划分的多个机器级组成的层次结构。 2、计算机系统结构的层次结构由高到低分别为(应用语言机器级,高级语言机器级,汇编语言机器级,操作系统机器级,传统机器语言机器级,微程序机器级)。 3、应用程序语言经(应用程序包)的(翻译)成高级语言程序。 4、高级语言程序经(编译程序)的(翻译)成汇编语言程序。 5、汇编语言程序经(汇编程序)的(翻译)成机器语言程序。 6、在操作系统机器级,一般用机器语言程序(解释)作业控制语句。 7、传统机器语言机器级,是用(微指令程序)来(解释)机器指令。 8、微指令由(硬件)直接执行。 9、在计算机系统结构的层次结构中,机器被定义为(能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构)的集合体。 10、目前M0由(硬件)实现,M1用(微程序(固件))实现,M2到M5大多用(软件)实现。以(软件)为主实现的机器成为虚拟机。(虚拟机)不一定全用软件实现,有些操作也可用(固件或硬件)实现。 11、透明指的是(客观存在的事物或属性从某个角度看不到),它带来的好处是(简化某级的设计),带来的不利是(无法控制)。 12、计算机系统结构也称(计算机体系结构),指的是(传统机器级的系统结构)。它是(软件和硬件/固件)的交界面,是机器语言汇编语言程序设计者或编译程序设计者看到的(机器物理系统)的抽象。 13、计算机组成指的是(计算机系统结构的逻辑实现),包括(机器级内的数据流和控制流)的组成及逻辑设计等。计算机实现指的是(计算机组成的物理实现),它着眼于(器件)技术和(微组装)技术。14、确定指令系统中是否要设乘法指令属于(计算机系统结构),乘法指令是用专门的高速乘法器实现还是用加法器实现属于(计算机组成),乘法器和加法-移位器的物理实现属于(计算机实现)。 15、主存容量与编址方式的确定属于(计算机系统结构),主存是否采用多体交叉属于(计算机组 成),主存器件的选定属于(计算机实现)。 16、设计何种系列机属于(计算机系统结构),系列机内不同型号计算机的组织属于(计算机组成)。 17、是否采用通道方式输入输出的确定属于(计算机系统结构),通道采用结合型还是独立型属于(计算机组成)。 18、对PDP-11或V AX-11来说,单总线结构属于(计算机系统结构),其机器级的I/O连接和使用方式属于(计算机组成)。 19、由于计算机组成和计算机实现关系密切,有人称它们为(计算机实现),即计算机系统的(逻辑实现)和(物理实现)。 20、计算机系统结构可有(由上而下)、(由下而上)和(由中间开始)三种不同的设计思路。 21、“由中间开始”设计的“中间”是指(层次结构中的软硬交界面),目前多数是在(传统机器级)与(操作系统级)之间。 22、除了分布处理,MPP和机群系统外,并行处理计算机按其基本结构特征可分为(流水线计算机)、(阵列处理机)、(多处理机)、(数据流计算机)四种不同的结构。 23、费林按指令流和数据流的多倍性把计算机系统分类,这里的多倍性指(系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数)。 24、费林分类法能反映出大多数计算机的并行工作方式和结构特点,但只能对(控制流)机器分类,不能对(数据流)机器分类,而且对(流水线处理机)的分类不确切。 25、我们把(着眼于软、硬件功能分配和确定程序设计所看到的机器级界面的计算机系统结构)称为从程序设计者看的计算机系统结构,而把(着眼于如何更好、更合理地实现分配给硬件的功能的计算机组成)称为从计算机设计者看的计算机系统能够结构。

一个完整的计算机系统是由()和()两部分组成的

一、填空题 1、一个完整的计算机系统是由()和()两部分组成的。 2、冯·诺依曼结构计算机主要有()、()、()、()和()等五部分组成。 3、系统总线是CPU与其他部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。根据传送内容的不同,可分为()、()和()。 4、()是构成计算机系统的物质基础,而()是计算机系统的灵魂,二者相辅相成,缺一不可。 5、CPU的接口形式只有两类:()或()。 6、在计算机系统中,CPU起着主要作用,而在主板系统中,起重要作用的则是主板上的(),大部分主板则采用()的控制芯片组。 7、从功能上看,BIOS分为三个部分:()、()、()。 8、计算机电源一般分为:()和()。 9、选购主板时应考虑的主要性能是:()、()、()、()、()。 10、(),成功地把算术运算器和逻辑控制器集成在一起,发明了世界上第一片微处理器。 11、()是决定一台计算机性能的核心部件,其由()和()组成。 12、(),首次用于IBM PC中,开创了全新的计算机时代。 13、(),Intel公司推出了(),它是80x86系列中的第一个32位微处理器芯片。 14、CPU的主要性能指标是:()、()、()、()、()、()。 15、未来处理器展望的两个方向是:()、()。 16、按内存的工作原理,可将内存分为:()和()。 17、内存的主要性能指标是:()、()、()、()等。 18、软盘的技术指标有:()、()、()、()、()。 19、在使用DOS的格式化命令对软盘进行格式化时除了对磁盘划分磁道和扇区外,还同时将软盘划分为4个区域,它们分别是:()、()、()和()。 20、硬盘作为计算机主要的外部存储设备,随着设计技术的不断更新和广泛应用,不断朝着()、()、()、()、()的方向发展。 21、硬盘驱动器的主要参数是:()、()、()、()、()。 22、现在的主板支持3种硬盘工作模式:()、()和()。 23、SCSI接口的主要特点是:()、()、()、()。 24、根据光盘存储技术的不同,光盘驱动器可分为5种,即:()、()、()、()、()。 25、光驱的接口主要有3种:()、()、()。 26、选购光驱时,要考虑的三个最重要的参数是:()、()、()。 27、键盘按开关接触方式的不同可分为:()和()。 28、按鼠标的接口类型分类,有()、()和()。 29、扫描仪主要由()、()、()三部分组成。 30、扫描仪的主要技术参数有:()、()、()和()。 31、条码阅读器是读取条码包含信息所必需的设备,条码阅读器的结构通常有以下几个部分:()、()、()、()和()。 32、条码阅读器选择的三个主要依据是:()、()和()。 33、数码相机的种类大致为三类:()、()和()。 34、数码相机的取景方式主要有三种:()、()和()。 35、显示器的主要技术参数有:()、()、()、()、()、()、()和()等。 36、VESA组织于1997年规定()为无闪烁的垂直刷新频率。 37、按照工作原理可将打印机分为:()、()和()。 38、打印机的主要技术参数是:()、()、()。

【精品】微型计算机按照结构可以分为

微型计算机按照结构可以分为 A)单片机、单板机、多芯片机、多板机 B)286机、386机、486机、Pentium机 C)8位机、16位机、32位机、64位机 D)以上都不是 【答案】A 【解析】:注意,这里考核的是微型计算机的分类方法。微型计算机按照字 长可以分为8位机、16位机、32位机、64位机;按照结构可以分为单片机、单板机、多芯片机、多板机;按照CPU芯片可以分为286机、386机、486机、Pentium 机。 (2)计算机在现代教育中的主要应用有计算机辅助教学、计算机模拟、多媒体教室和 A)网上教学和电子大学 B)家庭娱乐 C)电子试卷 D)以上都不是 【答案】A 【解析】:计算机在现代教育中的主要应用就是计算机辅助教学、计算机模拟、多媒体教室以及网上教学、电子大学。 (3)与十六进制数26CE等值的二进制数是 A)011100110110010 B)0010011011011110 C)10011011001110 D)1100111000100110 【答案】C

【解析】:十六进制转换成二进制的过程和二进制数转换成十六进制数的过 程相反,即将每一位十六进制数代之与其等值的4位二进制数即可。 (4)下列4种不同数制表示的数中,数值最小的一个是 A)八进制数52 B)十进制数44 C)十六进制数2B D)二进制数101001 【答案】D 【解析】:解答这类问题,一般都是将这些非十进制数转换成十进制数,才 能进行统一地对比。非十进制转换成十进制的方法是按权展开。 (5)十六进制数2BA对应的十进制数是 A)698 B)754 C)534 D)1243 【答案】D 【解析】:十六进制数转换成十进制数的方法和二进制一样,都是按权展开。2BAH=698D。 (6)某汉字的区位码是3721,它的国际码是 A)5445H B)4535H C)6554H D)3555H 【答案】B 【解析】:国际码=区位码+2020H。即将区位码的十进制区号和位号分别转 换成十六进制数,然后分别加上20H,就成了汉字的国际码。

计算机体系结构试题汇总

计算机系统结构 姓名:学号: 一、简答题(每小题10分,共20分) 1.简述使用物理地址进行DMA存在的问题,及其解决办法。 2.从目的、技术途径、组成、分工方式、工作方式等5个方面对同构型多处理机和异构型多处理机做一比较(列表)。 二、(60分)现有如下表达式: Y=a ×X 其中:X和Y是两个有64个元素的32位的整数的向量,a为32位的整数。假设在存储器中,X和Y的起始地址分别为1000和5000,a的起始地址为6000。 1.请写出实现该表达式的MIPS代码。 2.假设指令的平均执行时钟周期数为5,计算机的主频为500 MHz,请计算上述MIPS 代码(非流水化实现)的执行时间。 3.将上述MIPS代码在MIPS流水线上(有正常的定向路径、分支指令在译码段被解析出来)执行,请以最快执行方式调度该MIPS指令序列。注意:可以改变操作数,但不能改变操作码和指令条数。画出调度前和调度后的MIPS代码序列执行的流水线时空图,计算调度前和调度后的MIPS代码序列执行所需的时钟周期数,以及调度前后的MIPS流水线执行的加速比。 4.根据3的结果说明流水线相关对CPU性能的影响。 三、(20分)请分析I/O对于性能的影响有多大?假设: 1.I/O操作按照页面方式进行,每页大小为16 KB,Cache块大小为64 B;且对应新页的地址不在Cache中;而CPU不访问新调入页面中的任何数据。 2.Cache中95%被替换的块将再次被读取,并引起一次失效;Cache使用写回方法,平均50%的块被修改过;I/O系统缓冲能够存储一个完整的Cache块。 3.访问或失效在所有Cache块中均匀分布;在CPU和I/O之间,没有其他访问Cache 的干扰;无I/O时,每1百万个时钟周期中,有15,000次失效;失效开销是30个时钟周期。如果替换块被修改过,则再加上30个周期用于写回主存。计算机平均每1百万个周期处理一页。

计算机系统的组成

计算机系统的组成部分选择题 1.不同的芯片有不同的字长,目前芯片有多种型号,其中奔腾IV芯片的字长是______。 A、 8位 B、 16 位 C、 32位 D、 64位 2.计算机应用中,CAI表示的是() A、计算机辅助设计 B、计算机辅助制造 C、计算机辅助工程 D、计算机辅助教学 3.利用计算机来模仿人的高级思维活动称为_____。 A、数据处理 B、自动控制 C、计算机辅助系统 D、人工智能 4.一个完备的计算机系统应该包含计算机的_____。 A、主机和外设 B、硬件和软件 C、CPU和存储器 D、控制器和运算器 5.构成计算机物理实体的部件被称为_____。 A.计算机系统B.计算机硬件C.计算机软件D.计算机程序 6.组成计算机主机的主要是_____。 A、运算器和控制器 B、中央处理器和主存储器 C、运算器和外设 D、运算器和存储器 7.以下不属于外部设备的是_____。 A、输入设备 B、中央处理器和主存储器 C、输出设备 D、外存储器 8.下列对软件配置的叙述中不正确的是_____。 A、软件配置独立于硬件 B、软件配置影响系统功能 C、软件配置影响系统性能 D、软件配置受硬件的制约 9.冯·诺依曼结构计算机的五大基本构件包括运算器、存储器、输入设备、输出设备和 _____。 A、显示器 B、控制器 C、硬盘存储器 D、鼠标器 10.时至今日,计算机仍采用程序内存或称存储程序原理,原理的提出者是_____。 A、莫尔 B、比尔·盖茨 C、冯·诺依曼 D、科得 11.冯·诺依曼计算机的基本原理是_____。 A、程序外接 B、逻辑连接 C、数据内置 D、程序存储 12.为解决某一特定的问题而设计的指令序列称为_____。 A、文档 B、语言 C、系统 D、程序 13.通常所说的“裸机”是指计算机仅有_____。 A、硬件系统 B、软件 C、指令系统 D、CPU

微型计算机硬件组成基础知识测试题

微型计算机硬件组成基础知识测试题 一、选择题 1.在微型计算机的总线上单向传送信息的是。 A.数据总线B.地址总线C.控制总线 2.动态RAM的特点是。 A.工作中需要动态地改变存储单元内容 B.工作中需要动态地改变访存地址 C.每隔一定时间需要刷新 D.每次读出后需要刷新 3.除外存之外,微型计算机的存储系统一般指。 A.ROM B.控制器C.RAM D.内存 4.微型计算机采用总线结构。 A.提高了CPU访问外设的速度 B.可以简化系统结构、易于系统扩展 C.提高了系统成本 D.使信号线的数量增加 5.世界上第一台微型计算机是位计算机。 A.4 B.8 C.16 D.32 6.下面关于微型计算机的发展方向的描述不正确的是。 A.高速化、超小型化B.多媒体化 C.网络化D.家用化 7.下面关于基本输入/输出系统BIOS的描述不正确的是。 A.是一组固化在计算机主板上一个ROM芯片内的程序 B.它保存着计算机系统中最重要的基本输入/输出程序、系统设置信息 C.即插即用与BIOS芯片有关 D.对于定型的主板,生产厂家不会改变BIOS程序 8.芯片组是系统主板的灵魂,它决定了主板的结构及CPU的使用。芯片有“南桥”和“北桥”之分,“南桥”芯片的功能是。 A.负责I/O接口以及IDE设备(硬盘等)的控制等 B.负责与CPU的联系 C.控制内存 D.AGP、PCI数据在芯片内部传输 9.微型计算机的存储系统一般指主存储器和。 A.累加器B.辅助存储器C.寄存器D.RAM 10.关于硬盘的描述,不正确的是。 A.硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成 B.硬盘各个盘面上相同大小的同心圆称为一个柱面 C.硬盘内共有一个读/写磁头 D.读/写硬盘时,磁头悬浮在盘面上而不接触盘面 11.关于光介质存储器的描述,不正确的是。 A.光介质存储器是在微型计算机上使用较多的存储设备 B.光介质存储器应用激光在某种介质上写入信息

计算机体系结构的基本概念

计算机体系结构的基本概念

第一章计算机体系结构的基本概念 1、20世纪50年代,人们认为在银行里用计算 机来完成现金存取业务的想法三荒唐可 笑的。 2、填空题:计算机的发展始终受到制造技术 和计算机体系结构技术的双重影响。 3、目前广泛使用的存储程序计算机的完整概念 就是在这个时期产生的,人们通常称之为冯.诺依曼计算机结构。 3、微处理器出现以后,计算机系统设计、计算 机市场和计算机应用都出现了较大的变化。 首先,计算机用户是最直接的收益者。 第二,对于市场而言,微处理器的大批量生产促成了计算机产品的批量化、标准化、和市场化,这种变化也促进了计算机设计、生产和应用的良性发展。 第三、大量兼容的微处理器、标准化的接口、高度兼容的计算机系统的出现,避免了系统程序和应用程序的重复开发。 4、经典的关于“计算机体系结构”的定义三 1964年C.M.Amdahl在介绍IBM360系统时提出的,其具体描叙为“计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性,即概念性

结构与功能特性”。 5、Amdahi提出的体系结构是指机器语言程序级 程序员所看见的计算机属性。 6、经典计算机体系结构概念的实际是计算机系 统中软、硬件界面的确定,也就是指令集 的设计,该界面之上由软件的功能实现, 界面之下由硬件和固定的功能来实现。 7、系列机的软件兼容还有向上兼容、向下兼容、 向前兼容、向后兼容之分。 8、现代计算机实现技术的基础核心是以晶体管 为基本单元的平面集成电路。 9、集成电路密度大约每两年翻一番。 10、集成电路制造中的重要技术指标之一是特 征尺寸,在现有集成电路制造工艺中,它 是指集成电路上一个晶体管的尺寸或者x 和y两个维度上的最大制造线宽。 11、用户关心的是响应时间:从事件开始到结 束之间的时间,也称为执行时间。 管理员关心的是如何提高流量:在单位时间内所能完成的工作量。 它们的相同点是都认为能够以最短时间完成指定任务的计算机就是最快的;这两 者之间的不同点是响应时间通常针对单任 务,而流量往往针对多任务。

计算机系统由什么组成

计算机系统由什么组成 计算机系统由计算机硬件和软件两部分组成。具有接收和存储信息、按程序快速计算和判断并输出处理结果等功能。 硬件(英文名Hardware)是计算机硬件的简称(中国大陆及香港用语,台湾作硬体),是指计算机系统中由电子,机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。 简言之,硬件的功能是输入并存储程序和数据,以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。从外观上来看,微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等;外部设备包括鼠标、键盘等。软件(中国大陆及香港用语,台湾称作软体,英文:Software)是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。一般来讲软件被划分为系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。软件并不只是包括可以在计算机(这里的计算机是指广义的计算机)上运行的电脑程序,与这些电脑程序相关的文档一般也被认为是软件的一部分。简单的说软件就是程序加文档的集合体。另也泛指社会结构中的管理系统、思想意识形态、思想政治觉悟、法律法规等等。 计算机系统的特点是能进行精确、快速的计算和判断,而且通用性好,使用容易,还能联成网络。 ①计算:一切复杂的计算,几乎都可用计算机通过算术运算和逻辑运算来实现。 ②判断:计算机有判别不同情况、选择作不同处理的能力,故可用于管理、控制、对抗、决策、推理等领域。 ③存储:计算机能存储巨量信息。 ④精确:只要字长足够,计算精度理论上不受限制。 ⑤快速:计算机一次操作所需时间已小到以纳秒计。 ⑥通用:计算机是可编程的,不同程序可实现不同的应用。 ⑦易用:丰富的高性能软件及智能化的人-机接口,大大方便了使用。 ⑧联网:多个计算机系统能超越地理界限,借助通信网络,共享远程信息与软件资源。

完整版计算机体系结构课后习题原版答案_张晨曦著

第1章计算机系统结构的基本概念 (1) 第2章指令集结构的分类 (10) 第3章流水线技术 (15) 第4章指令级并行 (37) 第5章存储层次 (55) 第6章输入输出系统 (70) 第7章互连网络 (41) 第8章多处理机 (45) 第9章机群 (45) 第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语 层次机构:按照计算机语言从低级到高级的次序,把计算机系统按功能划分成多级层次结构,每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为:微程序机器级,传统机器语言机器级,汇编语言机器级,高级语言机器级,应用语言机器级等。 虚拟机:用软件实现的机器。 翻译:先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序,然后再在这低一级机器上运行,实现程序的功能。

解释:对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令,都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后,再去高一级机器取下一条语句或指令,再进行解释执行,如此反复,直到解释执行完整个程序。 计算机系统结构:传统机器程序员所看到的计算机属性,即概念性结构与功能特性。 在计算机技术中,把这种本来存在的事物或属性,但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 计算机组成:计算机系统结构的逻辑实现,包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现:计算机组成的物理实现,包括处理机、主存等部件的物理结构,器件的集成度和速度,模块、插件、底板的划分与连接,信号传输,电源、冷却及整机装配技术等。 系统加速比:对系统中某部分进行改进时,改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律:当对一个系统中的某个部件进行改进后,所能获得的整个系统性能的提高,受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。 程序的局部性原理:程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的,而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。

微型计算机系统的组成.(DOC)

第4讲计算机系统的组成 一、计算机概述 (一)计算机的诞生和发展 世界公认的真正意义上的第一台数字式电子计算机于1946年2月由美国宾夕法尼亚大学的一批年轻的科技人员研制成功,并被命名为“ENIAC”(Electronic Numerical Integrator and Calculator——电子数字积分机和计算器)。 “埃尼阿克”计算机最初是为了第二次世界大战军事上进行弹道的计算而设计的。这台电子计算机由 18000 多个电子管, 1500 多个继电器, 10000 多只电容器和 7000 多只电阻构成,占地 170 多平方米,功耗为 150 千瓦,重量约 30 吨,采用电子管作为计算机的逻辑元件,存储容量为 17000 多个单元,每秒能进行 5000 次加法运算。或者400次乘法。 60年来,随着电子技术的不断发展,计算机先后以电子管、晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路为主要元器件,共经历了四代的变革。计算机发展的四个阶段如表2-1所示。 代次起止 年份所用电子 元器件 处理方式运算速度应用领域 第一代1946 - 1957 电子管机器语言、汇编语言/符号 语言 几千-几万次/ 秒 国防及高科 技 第二代1958 - 1964 晶体管高级语言,作业批量连续处 理 几万-几十万次 /秒 工程设计、数 据处理 第三代1965 - 1970 中、小规 模集成电 路 多道程序,实时处理几十万-几百万 次/秒 工业控制,数 据处理 第四代1970 至今 大规模、 超大规模 集成电路 可扩充语言,实时、从那时 起处理,网络系统 几百万-上亿条 指令/秒或更高 工业、生活等 各方面 (二)计算机的的发展方向 目前,科学家们正在使计算机朝着巨型化、微型化、网络化、智能化的方向发展。 1.巨型化

微型计算机由哪几部分组成

1微型计算机由哪几部分组成 答:三部分:微型计算机(微处理器,存储器,I/0接口,系统总线),外围设备,电源。 2什么是微机的总线,分为哪三组 答:是传递信息的一组公用导线。分三组:地址总线,数据总线,控制总线。 3 8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块,各自的主要功能是什么 答:总线接口部件(BIU)功能:根据执行单元EU的请求完成CPU 与存储器或IO设备之间的数据传送。执行部件(EU),作用:从指令对列中取出指令,对指令进行译码,发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。 4 8086指令队列的作用是什么 答:作用是:在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令,取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作,从而提高CPU的利用率。 5 8086的存储器空间最大可以为多少怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么答:8086的存储器空间最大可以为2^20(1MB);8086计算机引入了分段管理机制,当CPU寻址某个存储单元时,先将段寄存器内的内容

左移4位,然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。 6 段寄存器CS=1200H,指令指针寄存器IP=FF00H,此时,指令的物理地址为多少指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗 答:指令的物理地址为21F00H;CS值和IP值不是唯一的,例如:CS=2100H,IP=0F00H。 7 设存储器的段地址是4ABFH,物理地址为50000H,其偏移地址为多少 答:偏移地址为54100H。(物理地址=段地址*16+偏移地址) 8 8086/8088CPU有哪几个状态标志位,有哪几个控制标志位其意义各是什么 答:状态标志位有6个:ZF,SF,CF,OF,AF,PF。其意思是用来反映指令执行的特征,通常是由CPU根据指令执行结果自动设置的;控制标志位有3个:DF,IF,TF。它是由程序通过执行特定的指令来设置的,以控制指令的操作方式。 9 RAM有几种,各有什么特点ROM有几种,各有什么特点 答:RAM有两种,SRAM(静态RAM),它采用触发器电路构成一个二进制位信息的存储单元,这种触发器一般由6个晶体管组成,它读出采用单边读出的原理,写入采用双边写入原理;DRAM(动态RAM),它集成度高,内部存储单元按矩阵形式排列成存储体,通常采用行,列地址复合选择寻址法。ROM有5种,固定掩摸编程ROM,可编程PROM,紫外光檫除可编程EPROM,电可檫除的可编程EPROM,闪速存储器。10 若用4K*1位的RAM芯片组成8K*8为的存储

计算机体系结构知识点汇总

第一章计算机体系结构的基本概念 1.计算机系统结构的经典定义 程序员所看到的计算机属性,即概念性结构与功能特性。 2.透明性 在计算机技术中,把这种本来存在的事物或属性,但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 3.系列机 由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。 4.常见的计算机系统结构分类法有两种:Flynn分类法、冯氏分类法Flynn分类法把计算机系统的结构分为4类: 单指令流单数据流(SISD) 单指令流多数据流(SIMD) 多指令流单数据流(MISD) 多指令流多数据流(MIMD) 5. 改进后程序的总执行时间

系统加速比为改进前与改进后总执行时间之比 6.CPI(Cycles Per Instruction):每条指令执行的平均时钟周期数 CPI = 执行程序所需的时钟周期数/IC 7.存储程序原理的基本点:指令驱动 8.冯·诺依曼结构的主要特点 1.以运算器为中心。 2.在存储器中,指令和数据同等对待。 指令和数据一样可以进行运算,即由指令组成的程序是可以修改的。 3.存储器是按地址访问、按顺序线性编址的一维结构,每个单元的位数是固定的。 4.指令的执行是顺序的 5.指令由操作码和地址码组成。 6.指令和数据均以二进制编码表示,采用二进制运算。 9.软件的可移植性 一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上正确地运行。差别只是执行时间的不同。我们称这两台计算机是软件兼容的。 实现可移植性的常用方法:采用系列机、模拟与仿真、统一高级语言。 软件兼容: 向上(下)兼容:按某档机器编制的程序,不加修改就能运行于比它高(低)档的机器。 向前(后)兼容:按某个时期投入市场的某种型号机器编制的程序,不加修改地就能运行于在它之前(后)投入市场的机器。 向后兼容是系列机的根本特征。 兼容机:由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。

计算机系统结构张晨曦版课后答案

第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语 层次机构:按照计算机语言从低级到高级的次序,把计算机系统按功能划分成多级层次结构,每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为:微程序机器级,传统机器语言机器级,汇编语言机器级,高级语言机器级,应用语言机器级等。 虚拟机:用软件实现的机器。 翻译:先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序,然后再在这低一级机器上运行,实现程序的功能。 解释:对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令,都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后,再去高一级机器取下一条语句或指令,再进行解释执行,如此反复,直到解释执行完整个程序。 计算机系统结构:传统机器程序员所看到的计算机属性,即概念性结构与功能特性。 在计算机技术中,把这种本来存在的事物或属性,但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 计算机组成:计算机系统结构的逻辑实现,包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现:计算机组成的物理实现,包括处理机、主存等部件的物理结构,器件的集成度和速度,模块、插件、底板的划分与连接,信号传输,电源、冷却及整机装配技术等。 系统加速比:对系统中某部分进行改进时,改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律:当对一个系统中的某个部件进行改进后,所能获得的整个系统性能的提高,受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。 程序的局部性原理:程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的,而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。 CPI:每条指令执行的平均时钟周期数。 测试程序套件:由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序,用来测试计算机在各个方面的处理性能。 存储程序计算机:冯?诺依曼结构计算机。其基本点是指令驱动。程序预先存放在计算机存储器中,机器一旦启动,就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序,自动完成由程序所描述的处理工作。

-计算机系统结构(有详细答案)

(仅供参考,不作为考试标准), 选择题(30分,每题2分) 计算机系统结构设计者所关心的是________所看到的的计算机结构。 A)硬件设计人员B)逻辑设计人员 C)机器语言或汇编语言程序员D)高级语言程序员 在计算机系统设计时,为了提高系统性能,应当注意________。 A)加快经常性使用指令的执行速度 B)要特别精心设计少量功能强大的指令 C)要减少在数量上占很小比例的指令的条数 D)要加快少量指令的速度 重叠寄存器技术主要用于解决在RISC系统中因________而导致的问题。 A)JMP指令影响流水线 B)CALL指令的现场保护 C)只有LOAD和STORE指令带来的访问存储器不便 D)存储器访问速度 为使流水计算机运行效率高________ A)各过程段时间要不同B)连续处理的任务类型应该不同 C)连续处理的任务类型应该相同D)连续处理的任务数尽可能少不属于堆栈型替换算法的是________。 A)近期最少使用法B)近期最久未用法 C)先进先出法D)页面失效频率法 与全相联映象相比,组相联映象的优点是________。 A)目录表小B)块冲突概率低C)命中率高D)主存利用率高"一次重叠"中消除"指令相关"最好的方法是________。 A)不准修改指令B)设相关专用通路 C)推后分析下条指令D)推后执行下条指令 流水操作中,遇到数据相关时,采用的解决办法有________。 A)用优化编译器检测,通过指令重新排序的办法 B)数据重定向技术 C)延迟转移技术 D)加快和提前形成条件码 经多级网络串联来实现全排列网络,只能用________。 A)多级立方体网络B)多级PM2I网络 C)多级混洗交换网络D)上述任何网络 虫蚀寻径以流水方式在各寻径器是顺序传送的是________。 授课:XXX

最新微型计算机系统期末习题答案

8086微型计算机系统考试题目答案 一、填空题(每空1分,共20分) 1、微型计算机硬件系统可分成为 CPU 、存储器和 I/O接口三大模块,模块之间通过总线连接而成。在系统与输入/输出设备之间,必须通过I/O接口相连接。 2、目前计算机系统主要有两种体系结构,它们分别是冯.诺依曼和哈弗,有更高运行效率的是哈弗。 3、已知X=68,Y=-12,若用8位二进制数表示,则[X+Y]补=50H,此时,CF=_0__;[X-Y]补= 38H/56D, OF=_0__。 4、8086 CPU的基本总线周期包含了 4个T状态。 5、I/O端口地址有两种编址方式,它们分别是独立编址和存储统一编址;接口电路中,输入端口必须具有缓冲功能,而输出端口必须具有锁存功能。 6、硬件中断可分为可屏蔽中断_和__ 非屏蔽中断两种。 7、8086/8088 CPU响应可屏蔽中断的条件是_IF=1 。 8、通用微型计算机的CPU由 _微处理器、存储器以及I/O接口电路 _组成,8086CPU按照结构有_EU和BIU _2个独立的处理部件组成。 9、计算机最常用的数据编码是补码,若机器字长为8位,则十进制数-128的补码是10000000B ; 若有带符号数X=01H,Y=81H,则由计算机作8位减法运算X-Y后,累加器中的数是10000000B ,借位标志CF= 1 、符号标示SF=__1___、溢出标志OF=__ 1__。由此可判断结果真值应为-128 10. 8086/8088 CPU在RESET信号到来后其CS和IP的值分别为_ FFFFH和0000H 。 11. CPU与外设传送数据时,输入/输出控制方式有_ 无条件方式 _,_ 查询方式 _,中断方式和__ DMA方式。 12. 8086 CPU响应一个可屏蔽中断请求时,将向外设发送两个中断响应脉冲,通过数据总线读入中断类型码。 13. INTEL 8253采用BCD码计数时,其最大计数值为__ 0000H ,此时的计数初值为__10000D 二、选择题 1.判断两个无符号数加法运算是否溢出的标志是_D__ A. ZF ; B. SF; C. CF; D. OF 2.8086CPU在计算物理地址时,应将段地址____C___。 A.左移1位; B.右移1位; C.左移4位; D.右移4位 3.INTEL 8088/8086 CPU 由____D_组成。 A 通用寄存器、专用寄存器和ALU; B.ALU、FR及8个16位通用寄存器 C CS、ES、SS、DS及IP、指令队列; D EU和BIU 4.下列4种描述中正确的是__B _。 A.汇编语言只由指令语句构成。 B.汇编语言语句包括指令语句和伪指令语句和宏指令语句。 C.指令语句和伪指令语句都能经汇编程序翻译成机器代码。 D.指令语句和伪指令语句都不能经汇编程序翻译成机器代码。 5. 已知内存单元(20510H)=31H,(20511H)=32H,(30510H)=42H,(30511H)=43H,且AX = 3A7BH,DS=2000H, SS=3000H, BP = 0500H,则执行MOV AL, [BP+10H]后AX= D。 A. 3A31H B. 3231H C. 427BH D. 3A42H 6.一微机系统采用一片8259A,若8259A设置为普通全嵌套、非缓冲、非自动中断结束等方式,并将ICW2设置为08H,各中断源的优先权是(1) C ,IR5引脚上中断源的中断类型码为(2) D ,该中断源的中断服务程序入口地址应存于中断向量表中首址为(3) C 的4个单元内。 (1) A 自动循环 B 固定不变,IR7优先权最高,IR0优先权最低 C 固定不变,IR0优先权最高,IR7优先权最低 D 由程序设定,可设置IRi优先权最高 (2) A 05H B 08H C 0DH D 0FH (3)A 05H B 14H C 24H D 34H 7.8253通道1外接100 KHz的时钟信号,按十进制计数,则当写入计数器的初值为5000H时,定时时间为(1) C;若按二进制计数,定时10ms,则写入的计数初值为 (2) A 。 (1) A 5ms B 50 ms C 204.8 ms D 20.48ms (2)A 1000H B 0100H C 0064H D 03E8H 8、循环指令LOOP的退出条件是___C___。 A.AX=0 B.BX=0

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