2011年自考“計算機組成原理”串講資料

　　第1章 概論 $lesson$

　　一、名詞解釋：

　　歷年真題：

　　名詞解釋題：轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　(2002年)1.主機：由CPU、存儲器與I/O接口合在一起構(gòu)成的處理系統(tǒng)稱為主機。

　　(2003年)16.主機：由CPU、存儲器與I/O接口合在一起構(gòu)成的處理系統(tǒng)稱為主機。

　　(2004年)18.ALU算術(shù)邏輯運算單元，負責(zé)執(zhí)行各種算術(shù)運算和邏輯運算。

　　(2005年)21.應(yīng)用軟件：完成應(yīng)用功能的軟件，專門為解決某個應(yīng)用領(lǐng)域中的具體任務(wù)而編寫。

　　近4年都考了名稱解釋，所以第一章的名稱解釋是考試的重點，這里給大家列出了名詞解釋大家要熟悉一下，這都是本章的基本概念，也有利于做選擇題及填空題。

　　1.主機：由CPU、存儲器與I/O接口合在一起構(gòu)成的處理系統(tǒng)稱為主機。

　　2.CPU：中央處理器，是計算機的核心部件，由運算器和控制器構(gòu)成。

　　3.運算器：計算機中完成運算功能的部件，由ALU和寄存器構(gòu)成。

　　4.ALU：算術(shù)邏輯運算單元，負責(zé)執(zhí)行各種算術(shù)運算和邏輯運算。

　　5.外圍設(shè)備：計算機的輸入輸出設(shè)備，包括輸入設(shè)備，輸出設(shè)備和外存儲設(shè)備。

　　6.數(shù)據(jù)：編碼形式的各種信息，在計算機中作為程序的操作對象。

　　7.指令：是一種經(jīng)過編碼的操作命令，它指定需要進行的操作，支配計算機中的信息傳遞以及主機與輸入輸出設(shè)備之間的信息傳遞，是構(gòu)成計算機軟件的基本元素。轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　8.透明：在計算機中，從某個角度看不到的特性稱該特性是透明的。

　　9.位：計算機中的一個二進制數(shù)據(jù)代碼，計算機中數(shù)據(jù)的最小表示單位。

　　10.字：數(shù)據(jù)運算和存儲的單位，其位數(shù)取決于具體的計算機。

　　11.字節(jié)：衡量數(shù)據(jù)量以及存儲容量的基本單位。1字節(jié)等于8位二進制信息。

　　12.字長：一個數(shù)據(jù)字中包含的位數(shù)，反應(yīng)了計算機并行計算的能力。一般為8位、16位、32位或64位。

　　13.地址：給主存器中不同的存儲位置指定的一個二進制編號。

　　14.存儲器：計算機中存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，分為內(nèi)存和外存。

　　15.總線：計算機中連接功能單元的公共線路，是一束信號線的集合，包括數(shù)據(jù)總線。地址總線和控制總線。

　　16.硬件：由物理元器件構(gòu)成的系統(tǒng)，計算機硬件是一個能夠執(zhí)行指令的設(shè)備。

　　17.軟件：由程序構(gòu)成的系統(tǒng)，分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

　　18.兼容：計算機部件的通用性。

　　19.軟件兼容：一個計算機系統(tǒng)上的軟件能在另一個計算機系統(tǒng)上運行，并得到相同的結(jié)果，則稱這兩個計算機系統(tǒng)是軟件兼容的。

　　20.程序：完成某種功能的指令序列。

　　21.寄存器：是運算器中若干個臨時存放數(shù)據(jù)的部件，由觸發(fā)器構(gòu)成，用于存儲最頻繁使用的數(shù)據(jù)。

　　22.容量：是衡量容納信息能力的指標(biāo)。

　　23.主存：一般采用半導(dǎo)體存儲器件實現(xiàn)，速度較高。成本高且當(dāng)電源斷開時存儲器的內(nèi)容會丟失。

　　24.輔存：一般通過輸入輸出部件連接到主存儲器的外圍設(shè)備，成本低，存儲時間長。

　　25.操作系統(tǒng)：主要的系統(tǒng)軟件，控制其它程序的運行，管理系統(tǒng)資源并且為用戶提供操作界面。

　　26.匯編程序：將匯編語言程序翻譯成機器語言程序的計算機軟件。

　　27.匯編語言：采用文字方式(助記符)表示的程序設(shè)計語言，其中大部分指令和機器語言中的指令一一對應(yīng)，但不能被計算機的硬件直接識別。

　　28.編譯程序：將高級語言程序轉(zhuǎn)換成機器語言程序的計算機軟件。

　　29.解釋程序：解釋執(zhí)行高級語言程序的計算機軟件，解釋并立即執(zhí)行源程序的語句。

　　30.系統(tǒng)軟件：計算機系統(tǒng)的一部分，進行命令解釋、操作管理、系統(tǒng)維護、網(wǎng)絡(luò)通信、軟件開發(fā)和輸入輸出管理的軟件，與具體的應(yīng)用領(lǐng)域無關(guān)。

　　31.應(yīng)用軟件：完成應(yīng)用功能的軟件，專門為解決某個應(yīng)用領(lǐng)域中的具體任務(wù)而編寫。

　　32.指令流：在計算機的存儲器與CPU之間形成的不斷傳遞的指令序列。從存儲器流向控制器。

　　33.數(shù)據(jù)流：在計算機的存儲器與CPU之間形成的不斷傳遞的數(shù)據(jù)序列。存在于運算器與存儲器以及輸入輸出設(shè)備之間。

　　34.接口：計算機主機與外圍設(shè)備之間傳遞數(shù)據(jù)與控制信息的電路。計算機可以與多種不同的外圍設(shè)備連接，因而需要有多種不同的輸入輸出接口。

　　選擇題沒有考過

　　二、填空題：

　　(2000年)系統(tǒng)軟件主要包括：___和___及診斷程序等。

　　操作系統(tǒng)　語言處理程序

　　(2005年)18.構(gòu)成中央處理器的兩大部件是___和___。

　　運算器　控制器

　　三、改錯題：

　　(2000年)1.運算器的功能就是執(zhí)行加、減、乘、除四則運算。

　　運算器的功能就是算術(shù)運算和邏輯運算

　　(2005年)18.構(gòu)成中央處理器的兩大部件是___和___。

　　硬盤的存儲容量常用 GB 表示，1GB=1024MB

　　第2章 數(shù)據(jù)編碼和數(shù)據(jù)運算

　　一、名詞解釋：

　　歷年真題：

　　(2001年，2002年)基數(shù)：在浮點數(shù)據(jù)編碼中，對階碼所代表的指數(shù)值的數(shù)據(jù)，在計算機中是一個常數(shù)，不用代碼表示。

　　(2003年)移碼：帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一，符號位用1表示正，0表示負，其余位與補碼相同。

　　(2004年)溢出：指數(shù)的值超出了數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。

　　(2005年)偶校驗碼：讓編碼組代碼中1的個數(shù)為偶數(shù)，違反此規(guī)律為校驗錯。

　　近5年每年都考名稱解釋，所以第二章的名稱解釋是考試的重點，這里給大家列出了名詞解釋大家要熟悉一下，這都是本章的基本概念，有利于做選擇題及填空題。

　　1.原碼：帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一，一個符號位表示數(shù)據(jù)的正負，0代表正號，1代表負號，其余的代表數(shù)據(jù)的絕對值。

　　2.補碼：帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一，正數(shù)的補碼與原碼相同，負數(shù)的補碼是將二進制位按位取反后在最低位上加1.

　　3.反碼：帶符號數(shù)據(jù)的表示方法之一，正數(shù)的反碼與原碼相同，負數(shù)的反碼是將二進制位按位取反

　　4.階碼：在浮點數(shù)據(jù)編碼中，表示小數(shù)點的位置的代碼。

　　5.尾數(shù)：在浮點數(shù)據(jù)編碼中，表示數(shù)據(jù)有效值的代碼。

　　6.機器零：在浮點數(shù)據(jù)編碼中，階碼和尾數(shù)都全為0時代表的0值。

　　7.上溢：指數(shù)的絕對值太大，以至大于數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。

　　8.下溢：指數(shù)的絕對值太小，以至小于數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。

　　9.規(guī)格化數(shù)：在浮點數(shù)據(jù)編碼中，為使浮點數(shù)具有唯一的表示方式所作的規(guī)定，規(guī)定尾數(shù)部分用純小數(shù)形式給出，而且尾數(shù)的絕對值應(yīng)大于1/R，即小數(shù)點后的第一位不為零。

　　10.Booth算法：一種帶符號數(shù)乘法，它采用相加和相減的操作計算補碼數(shù)據(jù)的乘積。

　　11.海明距離：在信息編碼中，兩個合法代碼對應(yīng)位上編碼不同的位數(shù)。

　　12.馮?諾依曼舍入法：浮點數(shù)據(jù)的一種舍入方法，在截去多余位時，將剩下數(shù)據(jù)的最低位置1.

　　13.檢錯碼：能夠發(fā)現(xiàn)某些錯誤或具有自動糾錯能力的數(shù)據(jù)編碼。

　　14.糾錯碼：能夠發(fā)現(xiàn)某些錯誤并且具有自動糾錯能力的數(shù)據(jù)編碼。

　　15.奇校驗碼：讓編碼組代碼中1的個數(shù)為奇數(shù)，違反此規(guī)律為校驗錯。

　　16.海明碼：一種常見的糾錯碼，能檢測出兩位錯誤，并能糾正一位錯誤。

　　17.循環(huán)碼：一種糾錯碼，其合法碼字移動任意位后的結(jié)果仍然是一個合法碼字。

　　18.桶形移位器：可將輸入的數(shù)據(jù)向左、向右移動1位或多位的移位電路。

　　二、數(shù)制度的轉(zhuǎn)換：

　　歷年真題：

　　(2001年)1.若十進制數(shù)據(jù)為 137.5 則其八進制數(shù)為( )。

　　A.89.8　　　　B.211.4　　　　C.211.5　　　　D.1011111.101

　　「分析」：十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為八進制數(shù)時，整數(shù)部分和小數(shù)部分要用不同的方法來處理。整數(shù)部分的轉(zhuǎn)化采用除基取余法：將整數(shù)除以8，所得余數(shù)即為八進制數(shù)的個位上數(shù)碼，再將商除以8，余數(shù)為八進制十位上的數(shù)碼……如此反復(fù)進行，直到商是0為止;對于小數(shù)的轉(zhuǎn)化，采用乘基取整法：將小數(shù)乘以8，所得積的整數(shù)部分即為八進制數(shù)十分位上的數(shù)碼，再將此積的小數(shù)部分乘以8，所得積的整數(shù)部分為八進制數(shù)百分位上的數(shù)碼，如此反復(fù)……直到積是0為止。此題經(jīng)轉(zhuǎn)換后得八進制數(shù)為211.40.

　　「答案」：B

　　(2002年)1.若十進制數(shù)為132.75，則相應(yīng)的十六進制數(shù)為(　)。

　　A.21.3　　　 B.84.c　　　　　C.24.6　　　　 D.84.6

　　「分析」：十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六進制數(shù)時，采用除16取余法;對于小數(shù)的轉(zhuǎn)化，采用乘16取整法：將小數(shù)乘以16，所得積的整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為十六進制。此題經(jīng)轉(zhuǎn)換后得十六進制數(shù)為84.c.

　　「答案」：B

　　(2003年)14.若十六進制數(shù)為 A3.5 ，則相應(yīng)的十進制數(shù)為(　)。

　　A.172.5　　　B.179.3125　　　C.163.3125　　 D.188.5

　　「分析」：將十六進制數(shù)A3.5轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十進制數(shù)，可采用乘冪相加法完成，即：10×161+3×160+5×16-1=163.3125.

　　「答案」：C

　　(2004年)1.若二進制數(shù)為 1111.101 ，則相應(yīng)的十進制數(shù)為 (　)。

　　A.15.625　　B.15.5　　　　　C.14.625　　　 D.14.5

　　「分析」：將二進制數(shù)1111.101轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十進制數(shù)，可采用乘冪相加法完成，即：1×23+1×22++1×21+1×20+1×2-1+1×2-3=15.625.

　　「答案」：A

　　(2005年)2.若十六進制數(shù)為B5.4，則相應(yīng)的十進制數(shù)為(　)。

　　A.176.5　　B.176.25　　　　 C.181.25　　　 D.181.5

　　「分析」：將十六進制數(shù)B5.4轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十進制數(shù)，可采用乘冪相加法完成，即：11×161+5×160+4×16-1=181.25.

　　「答案」：C

　　可見，數(shù)制的轉(zhuǎn)換每年必考，必須掌握。

　　還可能考的題型：

　　(1)十進制轉(zhuǎn)換為二進制

　　方法：整數(shù)部分除2取余，小數(shù)部分乘2取整。

　　(2)二進制轉(zhuǎn)換為八進制

　　方法：以小數(shù)點為界，整數(shù)部分從右向左每三位分為一組，最左端不夠三位補零;小數(shù)部分從左向右每三位分為一組，最右端不夠三位補零;最后將每小組轉(zhuǎn)換位一位八進制數(shù)。

　　(3)二進制轉(zhuǎn)換為十六進制

　　方法：以小數(shù)點為界，整數(shù)部分從右向左每四位分為一組，最左端不夠四位補零;小數(shù)部分從左向右每四位分為一組，最右端不夠四位補零;最后將每小組轉(zhuǎn)換位一位十六進制數(shù)。

　　三、數(shù)據(jù)編碼：

　　定點數(shù)編碼：

　　(2000年)2.如果X為負數(shù)，由[X]補求[-X]補是將(　)。

　　A.[X]補各值保持不變

　　B.[X]補符號位變反，其它各位不變

　　C.[X]補除符號位外，各位變反，未位加1

　　D.[X]補連同符號位一起各位變反，未位加1

　　「分析」：不論X是正數(shù)還是負數(shù)，由[X]補求[-X]補的方法是對[X]補求補，即連同符號位一起按位取反，末位加1.

　　「答案」：D

　　(2001年)2.若x補 =0.1101010 ，則 x 原=(　 )。

　　A.1.0010101　　B.1.0010110　　C.0.0010110　　D.0.1101010

　　「分析」：正數(shù)的補碼與原碼相同，負數(shù)的補碼是用正數(shù)的補碼按位取反，末位加1求得。此題中X補為正數(shù)，則X原與X補相同。

　　「答案」：D

　　(2002年)2.若x=1011，則[x]補=( 　)。

　　A.01011　　　　B.1011　　　　 C.0101　　 　　D.10101

　　「分析」：x為正數(shù)，符號位為0，數(shù)值位與原碼相同，結(jié)果為01011.

　　「答案」：A

　　(2003年)8.若[X]補=1.1011 ，則真值 X 是(　)。

　　A.-0.1011　　　B.-0.0101　　　C.0.1011　　　 D.0.0101

　　「分析」：[X]補=1.1011，其符號位為1，真值為負;真值絕對值可由其補碼經(jīng)求補運算得到，即按位取后得0.0100再末位加1得0.0101，故其真值為-0.0101.

　　「答案」：B

　　(2004年)13.設(shè)有二進制數(shù) x=-1101110，若采用 8 位二進制數(shù)表示，則[X]補(　)。

　　A.11101101　　B.10010011　　　C.00010011　　D.10010010

　　「分析」：x=-1101110為負數(shù)，負數(shù)的補碼是將二進制位按位取反后在最低位上加1，故[x] 補 =10010010.

　　「答案」：D

　　(2005年)1.若[X]補=0.1011，則真值X=(　)。

　　A.0.1011　　 B.0.0101　　　　 C.1.1011　　 D.1.0101

　　「分析」：[X]補=0.1011，其符號位為0，真值為正;真值就是0.1011.

　　「答案」：A

　　由上可見，有關(guān)補碼每年都考。同學(xué)也要注意一下移碼。

　　(2001)3.若定點整數(shù) 64 位，含 1 位符號位，補碼表示，則所能表示的絕對值最大負數(shù)為(　)。

　　A.-264　　　 B.-(264-1 )　　C.-263　　 　D.-(263-1)

　　「分析」：字長為64位，符號位為1位，則數(shù)值位為63位。當(dāng)表示負數(shù)時，數(shù)值位全0為負絕對值最大，為-263.

　　「答案」：C

　　(2002年)3.某機字長8位，含一位數(shù)符，采用原碼表示，則定點小數(shù)所能表示的非零最小正數(shù)為(　)

　　A.2-9　　　　B.2-8　　　　　　C.1-　　　　 D.2-7

　　「分析」：求最小的非零正數(shù)，符號位為0，數(shù)值位取非0中的原碼最小值，此8位數(shù)據(jù)編碼為：00000001，表示的值是：2-7.

　　「答案」：D

　　(2003年)13.n+1 位的定點小數(shù)，其補碼表示的是(　)。

　　A.-1 ≤ x ≤ 1-2-n　　　　　　B.-1 < x ≤ 1-2-n

　　C.-1 ≤ x < 1-2-n　　　　　　D.-1 < x < 1-2-n

　　「分析」：

　　編碼方式 最小值編碼 最小值 最大值編碼 最大值 數(shù)值范圍

　　n+1位無符號定點整數(shù) 000…000 0 111…111 2n+1-1 0≤x≤2n+1-1

　　n+1位無符號定點小數(shù) 0.00…000 0 0.11…111 1-2-n 0≤x≤1-2-n

　　n+1位定點整數(shù)原碼 1111…111 -2n+1 0111…111 2n-1 -2n+1≤x≤2n-1

　　n+1位點定小數(shù)原碼 1.111…111 -1+2-n 0.111…111 1-2-n -1+2-n≤x≤1-2-n

　　n+1位定點整數(shù)補碼 1000…000 -2n 0111…111 2n-1 -2n≤x≤2n-1

　　n+1位點定小數(shù)補碼 1.000…000 -1 0.111…111 1-2-n -1≤x≤1-2-n

　　n+1位定點整數(shù)反碼 1000…000 -2n+1 0111…111 2n-1 -2n+1≤x≤2n-1

　　n+1位點定小數(shù)反碼 1.000…000 -1+2-n 0.111…111 1-2-n -1+2-n≤x≤1-2-n

　　n+1位定點整數(shù)移碼 0000…000 -2n 1111…111 2n-1 -2n≤x≤2n-1

　　n+1位點定小數(shù)移碼 小數(shù)沒有移碼定義

　　「答案」：A

　　(2004年)12.定點小數(shù)反碼 [x] 反 =x0. x1 … xn表示的數(shù)值范圍是(　)。

　　A.-1+2-n < x ≤ 1-2-n　　　　　B.-1+2-n ≤ x <1-2-n

　　C.-1+2-n ≤ x ≤ 1-2-n　　　　　D.-1+2-n < x <1-2-n

　　答案：C

　　(2005年)3.一個n+1位整數(shù)原碼的數(shù)值范圍是(　)。

　　A.-2n+1< x <2n-1　　　　　　　B.-2n+1≤ x <2n-1

　　C.-2n+1< x ≤2n-1　　　　　　 D.-2n+1≤ x ≤2n-1

　　答案：D

　　由上可見，有關(guān)定點數(shù)編碼表示的數(shù)值范圍每年都考。今年可能考移碼，大家要注意。

　　浮點數(shù)編碼：

　　(2002年)4.設(shè)某浮點數(shù)共12位。其中階碼含1位階符共4位，以2為底，補碼表示;尾數(shù)含1位數(shù)符共8位，補碼表示，規(guī)格化。則該浮點數(shù)所能表示的最大正數(shù)是(　)。

　　A.27　　　　　　B.28　　　　　　C.28-1　　　　　　　　D.27-1

　　「分析」：為使浮點數(shù)取正數(shù)最大，可使尾數(shù)取正數(shù)最大，階碼取正數(shù)最大。尾數(shù)為8位補碼(含符號位)，正最大為01111111，為1-2-7，階碼為4位補碼(含符號位)，正最大為0111，為7，則最大正數(shù)為：(1-2-7)×27=27-1.

　　「答案」：D

　　四、定點數(shù)加減法：

　　定點數(shù)編碼：

　　(2001年)5.若采用雙符號位，則發(fā)生正溢的特征是：雙符號位為(　)。

　　A.00　　　　　　 B.01　　 　　　 C.10　　　　　　　　　D.11

　　「分析」：采用雙符號位時，第一符號位表示最終結(jié)果的符號，第二符號位表示運算結(jié)果是否溢出。當(dāng)?shù)诙�位和第一位符號相同，則未溢出;不同，則溢出。若發(fā)生正溢出，則雙符號位為01，若發(fā)生負溢出，則雙符號位為10.

　　「答案」：B

　　(2003年)12.加法器中每一位的進位生成信號 g 為(　)。

　　A.xi+yi　　　　　B.xiyi　　　　　C.xiyici　　　　　　　 D.xi+yi+ci

　　「分析」：在設(shè)計多位的加法器時，為了加快運算速度而采用了快速進位電路，即對加法器的每一位都生成兩個信號：進位生成信號g和進位傳播信號p，其中g(shù)和p定義為：gi=xiyi，p=xi+yi.

　　「答案」：B

　　(2004年)10.多位二進制加法器中每一位的進位傳播信號 p 為(　)。

　　A.xi+yi　　 　　　B.xiyi　　　　　C.xi+yi+ci　　 　　　　D.xiyici

　　「分析」：在設(shè)計多位的加法器時，為了加快運算速度而采用了快速進位電路，即對加法器的每一位都生成兩個信號：進位生成信號g和進位傳播信號p其中g(shù)和p定義為：gi=xiyi，p=xi+yi.

　　「答案」：A

　　(2005年)4.若采用雙符號位補碼運算，運算結(jié)果的符號位為01，則(　)。

　　A.產(chǎn)生了負溢出(下溢)　　　　　　　B.產(chǎn)生了正溢出(上溢)

　　C.結(jié)果正確，為正數(shù) 　　　　　　　　 D.結(jié)果正確，為負數(shù)

　　「分析」：采用雙符號位時，第一符號位表示最終結(jié)果的符號，第二符號位表示運算結(jié)果是否溢出。當(dāng)?shù)诙�位和第一位符號相同，則未溢出;不同，則溢出。若發(fā)生正溢出，則雙符號位為01，若發(fā)生負溢出，則雙符號位為10.

　　「答案」：B

　　可見溢出的判斷是重要考點，同學(xué)還要注意其他兩種判斷溢出的方法：

　　(1)兩正數(shù)相加結(jié)果為負或兩負數(shù)相加結(jié)果為正就說明產(chǎn)生了溢出

　　(2)最高位進位和次高位進位不同則發(fā)生了溢出

　　另外要注意快速進位加法器的進位生成信號g和進位傳播信號p其中g(shù)和p定義為：gi=xiyi ，p=xi+yi.第i位的進位： .

　　五、定點數(shù)的乘除法：

　　(2001年)請用補碼一位乘中的 Booth 算法計算 x?y=?x=0101，y=-0101，列出計算過程。

　　「分析」：補碼一位乘法中的Booth算法是一種對帶符號數(shù)進行乘法運算的十分有效的處理方法，采用相加和相減的操作計算補碼數(shù)據(jù)的乘積。做法是從最低位開始，比較相臨的數(shù)位，相等時不加不減，只進行右移位操作;不相等(01)時加乘數(shù)，不相等(10時)相減乘數(shù)，再右移位;直到所有位均處理完畢

　　「答案」：

　　x=0101，x補=0101， -x補=1011，y=-0101，y補=1011

　　循環(huán) 　　步驟 　　　乘積(R0 R1 P)

　　0 　　　 初始值 　　0000 1011 0

　　1 　　　 減0101　　 1011 1011 0

　　右移1位 　 1101 1101 1

　　2 　　　 無操作 　　1101 1101 1

　　右移1位　　1110 1110 1

　　3 　　　 加0101 　　0011 1110 1

　　右移1位 　 0001 1111 0

　　4 　　　 減0101 　　1100 1111 0

　　右移1位 　 1110 0111 1

　　所以結(jié)果為[x?y]補=11101111，真值為-00011001，十進制值為-25.

　　(2002年)已知x=0011， y=-0101，試用原碼一位乘法求xy=?請給出規(guī)范的運算步驟，求出乘積。

　　「分析」：原碼一位乘法中，符號位與數(shù)值位是分開進行計算的。運算結(jié)果的數(shù)值部分是乘數(shù)與被乘數(shù)數(shù)值位的乘積，符號是乘數(shù)與被乘數(shù)符號位的異或。原碼一位乘法的每一次循環(huán)的操作是最低位為1，加被乘數(shù)的絕對值后右移1位;最低位為0，加0后右移1位。幾位乘法就循環(huán)幾次。

　　「答案」：

　　x原=00011，y原=10101，|x|=0011， |y|=0101結(jié)果的符號位1 0=1

　　循環(huán) 　　　步驟 　　　　乘積(R0 R1)

　　0 　　　　 初始值 　　　0000 0101

　　1 　　　　 加0011　　　 0011 0101

　　右移1位　　　0001 1010

　　2 　　　　 加0　　　　　0001 1010

　　右移1位 　　 0000 1101

　　3 　　　　 加0011 　　　0011 1101

　　右移1位 　　 0001 1110

　　4 　　　　 加0 　　　　 0001 1110

　　右移1位 　　 0000 1111

　　所以結(jié)果為-00001111

　　(2003年)32.用 Booth 算法計算7×(-3)。要求寫出每一步運算過程及運算結(jié)果。

　　參考2001年考題

　　(2004年)32. 用原碼的乘法方法進行 0110×0101 的四位乘法。要求寫出每一步運算過程及運算結(jié)果。

　　參考2002年考題

　　(2005年)32.用原碼加減交替一位除法進行7÷2運算。要求寫出每一步運算過程及運算結(jié)果。

　　「分析」：是教材P46原題

　　「答案」：

　　7的原碼0111，3的原碼0011，結(jié)果符號是0 0=0

　　原碼加減交替除法求x/y的分步運算過程。

　　循環(huán) 　　步驟 　　　余數(shù)(R0 R1)

　　0 　　　 初始值 　　0000 0111

　　左移，商0　　　 0000 1110

　　1 　　　減0011 　　　1101 1110

　　加0011，商0　　 0000 1110(0)

　　左移1位 　　　　0001 1100

　　2 　　　減0011 　　　1110 1100

　　加0011，商0　 0001 1100(0)

　　左移1位 　　　　0011 1000

　　3 　　　減0011　　　 0000 1000

　　商1　　　 0000 1000(1)

　　左移1位 　0001 0001

　　4　 　　減0011　 1110 0001

　　加0011，商0 　0001 0001(0)

　　左移1位 　　　0010 0010

　　R0右移1位 0001 0010

　　所以，商是0010，即2;余數(shù)是0001，即1.

　　由上可見，定點數(shù)乘除法計算題每年必考(10分)，同學(xué)除了掌握已經(jīng)考過的三種題型外，還要特別注意原碼恢復(fù)余數(shù)除法的計算過程，教材P44頁例題：計算7/2.我們利用這種方法計算一下7/3.

　　(2000年)1.在原碼一位乘中，當(dāng)乘數(shù)Yi為1時，(　)。

　　A.被乘數(shù)連同符號位與原部分積相加后，右移一位

　　B.被乘數(shù)絕對值與原部分積相加后，右移一位

　　C.被乘數(shù)連同符號位右移一位后，再與原部分積相加

　　D.被乘數(shù)絕對值右移一位后，再與原部分積相加

　　「分析」：原碼一位乘法中，符號位與數(shù)值位是分開進行計算的。運算結(jié)果的數(shù)值部分是乘數(shù)與被乘數(shù)數(shù)值位的乘積，符號是乘數(shù)與被乘數(shù)符號位的異或。數(shù)值位相乘時，當(dāng)乘數(shù)某位為1時，將被乘數(shù)絕對值與原部分積相加后，右移一位。

　　「答案」：B

　　(2001年)7.原碼乘法是(　)。

　　A.先取操作數(shù)絕對值相乘，符號位單獨處理

　　B.用原碼表示操作數(shù)，然后直接相乘

　　C.被乘數(shù)用原碼表示，乘數(shù)取絕對值，然后相乘

　　D.乘數(shù)用原碼表示，被乘數(shù)取絕對值，然后相乘

　　「分析」：原碼一位乘法中，符號位與數(shù)值位是分開進行計算的。運算結(jié)果的數(shù)值部分是乘數(shù)與被乘數(shù)數(shù)值位的乘積，符號是乘數(shù)與被乘數(shù)符號位的異或。

　　「答案」：A

　　8.原碼加減交替除法又稱為不恢復(fù)余數(shù)法，因此(　)。

　　A.不存在恢復(fù)余數(shù)的操作

　　B.當(dāng)某一步運算不夠減時，做恢復(fù)余數(shù)的操作

　　C.僅當(dāng)最后一步余數(shù)為負時，做恢復(fù)余數(shù)的操作

　　D.當(dāng)某一步余數(shù)為負時，做恢復(fù)余數(shù)的操作

　　「分析」：在用原碼加減交替法作除法運算時，商的符號位是由除數(shù)和被除數(shù)的符號位異或來決定的，商的數(shù)值是由除數(shù)、被除數(shù)的絕對值通過加減交替運算求得的。由于除數(shù)、被除數(shù)取的都是絕對值，那么最終的余數(shù)當(dāng)然應(yīng)是正數(shù)。如果最后一步余數(shù)為負，則應(yīng)將該余數(shù)加上除數(shù)，將余數(shù)恢復(fù)為正數(shù)，稱為恢復(fù)余數(shù)。

　　「答案」：C

　　(2002年)5.原碼乘法是指(　)。

　　A.用原碼表示乘數(shù)與被乘數(shù)，直接相乘

　　B.取操作數(shù)絕對值相乘，符號位單獨處理

　　C.符號位連同絕對值一起相乘

　　D.取操作數(shù)絕對值相乘，乘積符號與乘數(shù)符號相同

　　答案：B

　　六、邏輯運算：

　　(2005年)5.已知一個8位寄存器的數(shù)值為11001010，將該寄存器小循環(huán)左移一位后，結(jié)果為(　)。

　　A.01100101　　　　　B.10010100　　　C.10010101　　　D.01100100

　　「分析」：

　　移位種類 運算規(guī)則

　　算術(shù)左移 每位左移一位，最右位移入0，最高位移出進入標(biāo)志寄存器C位

　　算術(shù)右移 每位右移一位，最高位符號復(fù)制，最低位移出進入標(biāo)志寄存器C位

　　邏輯左移 每位左移一位，最右位移入0，最高位移出進入標(biāo)志寄存器C位

　　邏輯右移 每位右移一位，最右位移入0，最低位移出進入標(biāo)志寄存器C位

　　小循環(huán)左移 每位左移一位，最高位進入最低位和標(biāo)志寄存器C位

　　小循環(huán)右移 每位右移一位，最低位進入最高位和標(biāo)志寄存器C位

　　大循環(huán)左移 每位左移一位，最高位進入標(biāo)志寄存器C位，C位進入最低位

　　大循環(huán)右移 每位右移一位，最低位進入標(biāo)志寄存器C位，C位進入最高位

　　「答案」：C

　　七、浮點數(shù)運算：

　　(2001)6.浮點加減中的對階的(　)。

　　A.將較小的一個階碼調(diào)整到與較大的一個階碼相同

　　B.將較大的一個階碼調(diào)整到與較小的一個階碼相同

　　C.將被加數(shù)的階碼調(diào)整到與加數(shù)的階碼相同

　　D.將加數(shù)的階碼調(diào)整到與被加數(shù)的階碼相同

　　「分析」：浮點加減法中的對階是向較大階碼對齊，即將較小的一個階碼調(diào)整到與較大的一個階碼相同。

　　「答案」：A

　　注意有關(guān)浮點數(shù)的運算

　　例：用浮點數(shù)運算步驟對56+5進行二進制運算，浮點數(shù)格式為1位符號位、5位階碼、10位尾碼，基數(shù)為2.

　　「答案」：

　　5610=1110002=0.111000×26　　510=1012=0.101×23

　�、� 對階：0.101×23=0.000101×26

　�、� 尾數(shù)相加：0.111000+0.000101=0.111101

　　③ 規(guī)格化結(jié)果：0.111101×26

　�、� 舍入：數(shù)據(jù)己適合存儲，不必舍入

　�、� 檢查溢出：數(shù)據(jù)無溢出。

　　第二章一般不考簡答題

　　第3章 存儲系統(tǒng)

　　一、名詞解釋：

　　歷年真題：

　　(2001年)2.DRAM：動態(tài)隨機訪問存儲器，利用電容電荷存儲信息。

　　(2001年)6.邏輯地址：程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產(chǎn)生的地址。

　　(2001年)10.隨機存取方式：可按地址訪問存儲器任一編址單元，其訪問時間相同且與地址無關(guān)。

　　六年以來就考了這3個名稱解釋，而且近4年都沒有考，所以第三章的名稱解釋不是考試的重點，這里給大家列出了名詞解釋大家要熟悉一下，這都是本章的基本概念，有利于做選擇題及填空題。

　　1.RAM：隨機訪問存儲器，能夠快速方便的訪問地址中的內(nèi)容，訪問的速度與存儲位置無關(guān)。

　　2.ROM：只讀存儲器，一種只能讀取數(shù)據(jù)不能寫入數(shù)據(jù)的存儲器。

　　3.SRAM：靜態(tài)隨機訪問存儲器，采用雙穩(wěn)態(tài)電路存儲信息。

　　4.DRAM：動態(tài)隨機訪問存儲器，利用電容電荷存儲信息。

　　5.EDO DRAM：增強數(shù)據(jù)輸出動態(tài)隨機訪問存儲，采用快速頁面訪問模式并增加了一個數(shù)據(jù)鎖存器以提高數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　6.PROM：可編程的ROM，可以被用戶編程一次。

　　7.EPROM：可擦寫可編程的ROM，可以被用戶編程多次�？孔贤饩�激發(fā)浮置柵上的電荷以達到擦除的目的。

　　8.EEPROM：電可擦寫可編程的ROM，能夠用電子的方法擦除其中的內(nèi)容。

　　9.SDRAM：同步型動態(tài)隨機訪問存儲器，在系統(tǒng)時鐘控制下進行數(shù)據(jù)的讀寫。

　　10.快閃存儲器：一種非揮發(fā)性存儲器，與EEPROM類似，能夠用電子的方法擦除其中的內(nèi)容。

　　11.相聯(lián)存儲器：一種按內(nèi)容訪問的存儲器，每個存儲單元有匹配電路，可用于是cache中查找數(shù)據(jù)。

　　12.多體交叉存儲器：由多個相互獨立、容量相同的存儲體構(gòu)成的存儲器，每個存儲體獨立工作，讀寫操作重疊進行。

　　13.訪存局部性：CPU的一種存取特性，對存儲空間的90%的訪問局限于存儲空間的10%的區(qū)域中，而另外10%的訪問則分布在90%的區(qū)域中。

　　14.直接映象：cache的一種地址映象方式，一個主存塊只能映象到cache中的唯一一個指定塊。

　　15.全相聯(lián)映象：cache的一種地址映象方式，一個主存塊可映象到任何cache塊。

　　16.組相聯(lián)映象：cache的一種地址映象方式，將存儲空間分成若干組，各組之間用直接映象，組內(nèi)各塊之間用全相聯(lián)映象。

　　17.全寫法(寫直達法)：cache命中時的一種更新策略，寫操作時將數(shù)據(jù)既寫入cache又寫入主存，但塊變更時不需要將調(diào)出的塊寫回主存。

　　18.寫回法：cache命中時的一種更新策略，寫cache時不寫主存，而當(dāng)cache數(shù)據(jù)被替換出去時才寫回主存。

　　19.按寫分配：cache不命中時的一種更新策略，寫操作時把對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊從主存調(diào)入cache.

　　20.不按寫分配：cache不命中時的一種更新策略，寫操作時該地址的數(shù)據(jù)塊不從主存調(diào)入cache.

　　一般寫回法采用按寫分配法，寫直達法則采用不按寫分配法。

　　21.虛擬存儲器：為了擴大容量，把輔存當(dāng)作主存使用，所需要的程序和數(shù)據(jù)由輔助的軟件和硬件自動地調(diào)入主存，對用戶來說，好像機器有一個容量很大的內(nèi)存，這個擴大了的存儲空間稱為虛擬存儲器

　　22.層次化存儲體系：把各種不同存儲容量、不同訪問速度、不同成本的存儲器件按層次構(gòu)成多層的存儲器，并通過軟硬件的管理將其組成統(tǒng)一的整體，使所存儲的程序和數(shù)據(jù)按層次分布在各種存儲器件中。

　　23.訪問時間：從啟動訪問存儲器操作到操作完成的時間。

　　24.訪問周期時間：從一次訪問存儲的操作到操作完成后可啟動下一次操作的時間。

　　25.帶寬：存儲器在連續(xù)訪問時的數(shù)據(jù)吞吐率。

　　26.段式管理：一種虛擬存儲器的管理方式，把虛擬存儲空間分成段，段的長度可以任意設(shè)定，并可以放大或縮小。

　　27.頁式管理：一種虛擬存儲器的管理方式，把虛擬存儲空間和實際存儲空間等分成固定容量的頁，需要時裝入內(nèi)存，各頁可裝入主存中不同的實際頁面位置。

　　28.段頁式管理：一種虛擬存儲器的管理方式，將存儲空間邏輯模塊分成段，每段又分成若干頁。

　　29.固件：固化在硬件中的固定不變的常用軟件。

　　30.邏輯地址：程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產(chǎn)生的地址。

　　31.物理地址：實際的主存儲器的地址稱為“真實地址”。

　　二、選擇填空題：

　　歷年真題評析：

　　2000年：

　　5.動態(tài)半導(dǎo)體存儲器的特點是(　)。

　　A.在工作中存儲器內(nèi)容會產(chǎn)生變化

　　B.每次讀出后，需要根據(jù)原存內(nèi)容重新寫入一遍

　　C.每隔一定時間，需要根據(jù)原存內(nèi)容重新寫入一遍

　　D.在工作中需要動態(tài)地改變訪存地址

　　「分析」：動態(tài)半導(dǎo)體存儲器是利用電容存儲電荷的特性記錄信息，由于電容會放電，必須在電荷流失前對電容充電，即刷新。方法是每隔一定時間，根據(jù)原存內(nèi)容重新寫入一遍。

　　「答案」：C

　　8.地址線A15～A0(低)，若選取用16K×1存儲芯片構(gòu)成64KB存儲器則應(yīng)由地址碼　　　譯碼產(chǎn)生片選信號。

　　「分析」：用16K×1芯片構(gòu)成64KB的存儲器，需要的芯片數(shù)量為：(64K×8)/(16K×1)=32，每8片一組分成4組，每組按位擴展方式組成一個16K×8位的模塊，4個模塊按字?jǐn)U展方式構(gòu)成64KB的存儲器。存儲器的容量為64K=216，需要16位地址，選用A15-A0為地址線;每個模塊的容量為16K=214需要14位地址，選用A13-A0為每個模塊提供地址;A15、A14通過2-4譯碼器對4個模塊進行片選。

　　「答案」：Al5，A14

　　9.有靜態(tài)RAM與動態(tài)RAM可供選擇，在構(gòu)成大容量主存時，一般就選擇(　　　)。

　　「分析」：靜態(tài)RAM特點是存取速度快，單位價格(每字節(jié)存儲空間的價格)較高;動態(tài)RAM則是存取速度稍慢，單位價格較低。所以考慮價格因素，在構(gòu)成大容量的存儲器時一般選擇動態(tài)存儲器。

　　「答案」：動態(tài)RAM

　　2001年：

　　11.高速緩沖存儲器 Cache 一般采取(　)。

　　A.隨機存取方式

　　B.順序存取方式

　　C.半順序存取方式

　　D.只讀不寫方式

　　「分析」：Cache是為提高存儲器帶寬而在主存儲器和CPU之間增加的存儲器，目的是用來存儲使用頻繁的數(shù)據(jù)和指令，存取方式應(yīng)與主存儲器相同，均為隨機存取方式。

　　「答案」：A

　　12.若存儲周期 250ns ，每次讀出 16 位，則該存儲器的數(shù)據(jù)傳送率為(　)。

　　A.4 × 10 6 字節(jié) / 秒　　　　　　　B.4M 字節(jié) / 秒

　　C.8 × 10 6 字節(jié) / 秒　　　　　　　D.8M 字節(jié) / 秒

　　「分析」：存儲周期250ns，換算為250×10-9秒;每個存儲周期可讀出16位，為兩個字節(jié)，則數(shù)據(jù)傳送率為：2字節(jié)/(250×10-9)秒，即8×106字節(jié)/秒。

　　「答案」：C

　　13.半導(dǎo)體靜態(tài)存儲器 SRAM 的存儲原理是(　)。

　　A.依靠雙穩(wěn)態(tài)電路　　　　　　　　　B.依靠定時刷新

　　C.依靠讀后再生　　　　　　　　　　D.信息不再變化

　　「分析」：半導(dǎo)體靜態(tài)存儲器SRAM是由雙穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成，并依靠其穩(wěn)態(tài)特性來保存信息;動態(tài)存儲器DRAM是利用電容器存儲電荷的特性存儲數(shù)據(jù)，依靠定時刷新和讀后再生對信息進行保存，而ROM中的信息一經(jīng)寫入就不再變化。

　　「答案」：A

　　2002年：

　　6.一般來講，直接映象常用在(　)。

　　A.小容量高速Cache　　　　　　　　B.大容量高速Cache

　　C.小容量低速Cache　　　　　　　　D.大容量低速Cache

　　「分析」：直接映象的地址轉(zhuǎn)換速度快，但塊的沖突概率較高。在大容量高速Cache系統(tǒng)中使用直接映象方式，即可以發(fā)揮Cache的高速度，又可以減少塊的沖突概率。

　　「答案」：B

　　7.下列存儲器中，(　)速度最快。

　　A.硬盤　　　　　B.光盤　　　　　C.磁帶　　　　　　　D.半導(dǎo)體存儲器

　　「分析」：由于存儲器原理和結(jié)構(gòu)的不同，各種存儲器的訪問速度各不相同。以上存儲器中訪問速度由快到慢的順序為：半導(dǎo)體存儲器、硬盤、光盤、磁帶。

　　「答案」：D

　　2003年：

　　15.在下列 Cache 替換算法中，一般說來哪一種比較好(　)。

　　A.隨機法　　　　　　　　　　　　B.先進先出法

　　C.后進先出法　　　　　　　　　　D.近期最少使用法

　　「分析」：在Cache替換算法中，隨機法是隨機地確定替換的存儲單元，先進先出法是替換最早調(diào)入的存儲單元，它們都沒有根據(jù)程序訪存局部性原理，命中率較低;近期最少使用法比較正確地利用了程序訪存局部性原理，替換出近期用得最少的存儲塊，命中率較高，是一種比較好的替換算法。而后進先出法不是Cache所使用的替換算法，此法在堆棧存儲結(jié)構(gòu)中使用。

　　「答案」：D

　　2004年：

　　8. 表示主存容量的常用單位為(　)。

　　A.數(shù)據(jù)塊數(shù)　　B.字節(jié)數(shù)　　　　　C.扇區(qū)數(shù)　　　　　　D.記錄項數(shù)

　　「分析」：表示主存容量的常用單位字節(jié)B，是基本單位。此外還有KB、MB、GB、TB.

　　「答案」：B

　　11. 存儲器的隨機訪問方式是指(　)。

　　A.可隨意訪問存儲器

　　B.按隨機文件訪問存儲器

　　C.可對存儲器進行讀出與寫入

　　D.可按地址訪問存儲器任一編址單元，其訪問時間相同且與地址無關(guān)

　　「分析」：存儲器的隨機訪問方式是指可按地址訪問存儲器任一編址單元，其訪問時間相同且與地址無關(guān)。

　　「答案」：D

　　2005年：

　　6.動態(tài)存儲器的特點是(　)。

　　A.工作中存儲內(nèi)容會產(chǎn)生變化

　　B.工作中需要動態(tài)改變訪存地址

　　C.工作中需要動態(tài)地改變供電電壓

　　D.需要定期刷新每個存儲單元中存儲的信息

　　「分析」：此題與2000年考題基本相同。動態(tài)半導(dǎo)體存儲器是利用電容存儲電荷的特性記錄信息，由于電容會放電，必須在電荷流失前對電容充電，即刷新。方法是每隔一定時間，根據(jù)原存內(nèi)容重新寫入一遍。

　　「答案」：D

　　7.組相聯(lián)映象和全相聯(lián)映象通常適合于(　)。

　　A.小容量Cache　　　　　　　　　　　B.大容量Cache

　　C.小容量ROM　　　　　　　　　　　　D.大容量ROM

　　「分析」：直接映象的地址轉(zhuǎn)換速度快，但塊的沖突概率較高。在大容量高速Cache系統(tǒng)中使用直接映象方式，即可以發(fā)揮Cache的高速度，又可以減少塊的沖突概率。組相聯(lián)映象和全相聯(lián)映象速度較低，通常適合于小容量Cache.

　　「答案」：A

　　第4章 指令系統(tǒng)

　　一、名詞解釋：

　　歷年真題：

　　2001年

　　3.堆棧：數(shù)據(jù)的寫入寫出不需要地址，按先進后出的順序讀取數(shù)據(jù)的存儲區(qū)。

　　4.立即尋址方式：操作數(shù)直接在指令中給出。

　　六年以來就考了這2個名稱解釋，而且近4年都沒有考，所以第四章的名稱解釋不是考試的重點，這里給大家列出了名詞解釋大家要熟悉一下，這都是本章的基本概念，有利于做選擇題、改錯題和填空題。

　　1.指令系統(tǒng)：計算機中各種指令的集合，它反映了計算機硬件具備的基本功能。

　　2.計算機指令：計算機硬件能識別并能直接執(zhí)行操作的命令，描述一個基本操作。

　　3.指令編碼：將指令分成操作碼和操作數(shù)地址碼的幾個字段來編碼。

　　4.指令格式：指定指令字段的個數(shù)，字段編碼的位數(shù)和編碼的方式。

　　5.立即數(shù)：在指令中直接給出的操作數(shù)。

　　6.指令字長度：一個指令字所占有的位數(shù)。

　　7.助記符：用容易記憶的符號來表示指令中的操作碼和操作數(shù)。

　　8.匯編語言：采用文字方式(助記符)表示的程序設(shè)計語言，其中大部分指令和機器語言中的指令一一對應(yīng)，但是不能被計算機的硬件直接識別。

　　9.偽指令：匯編語言程序所提供的裝入內(nèi)存中的位置信息，表示程序段和數(shù)據(jù)段開始信息及結(jié)束信息等。且不轉(zhuǎn)換成2進制機器指令。

　　10.大數(shù)端：當(dāng)一個數(shù)據(jù)元素的位數(shù)超過一個字節(jié)或者一個字的寬度，需存儲在相鄰的多個字節(jié)的存儲位置時，將數(shù)據(jù)的最低字節(jié)存儲在最大地址位置的存儲方式。

　　11.小數(shù)端：當(dāng)一個數(shù)據(jù)元素的位數(shù)超過一個字節(jié)或者一個字的寬度，需存儲在相鄰的多個字節(jié)的存儲位置時，將數(shù)據(jù)的最低字節(jié)存儲在最小地址位置的存儲方式。

　　12.操作數(shù)尋址方式：指令中地址碼的內(nèi)容及編碼方式。

　　13.系統(tǒng)指令：改變計算機系統(tǒng)的工作狀態(tài)的指令。

　　14.特權(quán)指令：改變執(zhí)行特權(quán)的指令，用于操作系統(tǒng)對系統(tǒng)資源的控制。

　　15.自陷指令：特殊的處理程序，又叫中斷指令。

　　16.尋址方式：對指令的地址碼進行編碼，以得到操作數(shù)在存儲器中的地址的方式。

　　17.相對轉(zhuǎn)移：轉(zhuǎn)移到的目標(biāo)指令的地址與當(dāng)前指令的地址有關(guān)，是用當(dāng)前指令的PC與一個偏移量相加，和為目標(biāo)指令的PC.

　　18.絕對轉(zhuǎn)移：轉(zhuǎn)移到的目標(biāo)指令的地址與當(dāng)前指令的地址無關(guān)，指令中給定的目標(biāo)地址即為目標(biāo)指令的PC.

　　19.無條件轉(zhuǎn)移：一種轉(zhuǎn)移指令類型，不管狀態(tài)如何，一律進行轉(zhuǎn)移操作。

　　20.條件轉(zhuǎn)移：一種轉(zhuǎn)移指令類型，根據(jù)計算機中的狀態(tài)決定是否轉(zhuǎn)移。

　　21.RISC：精簡指令系統(tǒng)計算機，即指令系統(tǒng)中的指令數(shù)量少，且指令功能相對簡單。

　　22.CISC：復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機，即指令系統(tǒng)中的指令數(shù)量多，且指令功能相對較強。

　　23.堆棧：數(shù)據(jù)的寫入寫出不需要地址，按先進后出的順序讀取數(shù)據(jù)的存儲區(qū)。

　　二、選擇填空題：

　　歷年真題

　　2000年：

　　3.在堆棧尋址中，設(shè)A為累加器，SP為堆棧指示器，Msp為SP指示的棧頂單元。如果進棧操作順序是：(SP)-1→SP，(A)→Msp;那么出棧操作的順序應(yīng)是(　)。

　　A.(Msp)→A，(SP)+1→SP

　　B.(SP)+1→SP，(Msp)→A

　　C.(SP)-1→SP，(Msp)→A

　　D.(Msp)→A，(SP)-1→SP

　　「分析」：堆棧是按特定順序進行訪問的存儲區(qū)，其訪問方式是后進先出，即先存入的數(shù)據(jù)后讀出。對堆棧的操作有入棧和出棧兩種，兩者的操作完全相反，包括功能和順序均相反。

　　「答案」：A

　　6.在按字節(jié)編址的存儲器中，每個編址單元中存放(　)。

　　A.1位　　　　　　　　B.8位　　　　　　　C.16位　　　　　　　D.32位

　　「分析」：在按字節(jié)編址在存儲器中，每個編址單元的容量為一個字節(jié)，一個字節(jié)由8位二進制數(shù)組成，一個字節(jié)存儲單元可以存放8位二進制位。

　　「答案」：B

　　4.在CPU的狀態(tài)寄存器中，常設(shè)置以下狀態(tài)位：零標(biāo)志位(Z)，負標(biāo)志位(N)，(　　)和(　　)。

　　「分析」：在CPU中專門設(shè)置有一個存儲計算機狀態(tài)的寄存器，稱為狀態(tài)寄存器SR，其中通常包括如下標(biāo)志位：零標(biāo)志位(Z)、負標(biāo)志位(N)、溢出標(biāo)志位(V)、進位或借位標(biāo)志位(C)等。

　　「答案」：溢出標(biāo)志位(V)、進位或借位標(biāo)志位(C)

　　5.如指令中給出形式地址為D，則間接尋址方式獲得操作數(shù)的有效地址為　　　。

　　「分析」：在存儲器間接尋址方式中，操作數(shù)的地址在主存儲器中，其存儲器地址在指令中給出。也就是說在指令中給出的既不是操作數(shù)，也不是操作數(shù)的地址，而是操作數(shù)地址的地址，則有效地址為以形式地址D為地址的存儲單元的內(nèi)容。

　　「答案」：以D為地址的存儲單元的內(nèi)容

　　13.如果說變址尋址方式主要是面向用戶的，那么基址尋址一般是面向(　　　　)的。

　　「分析」：變址尋址方式是面向用戶的，常用于訪問字符串、向量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和循環(huán)程序設(shè)計;而基址尋址方式是面向系統(tǒng)的，對由邏輯地址空間到物理地址空間的變換提供支持，用以解決程序在存儲器中再定位和擴大尋址空間等問題。

　　「答案」：系統(tǒng)

　　2001年：

　　9.為了縮短指令中某個地址段的位數(shù)，有效的方法是采取(　)。

　　A.立即尋址　　　　　　　　　　　B.變址尋址

　　C.間接尋址　　　　　　　　　　　D.寄存器尋址

　　「分析」：由于計算機中寄存器的數(shù)量一般很少，采用寄存器尋址時可用少量的代碼來指定寄存器，這樣可以減少對應(yīng)地址段的代碼位數(shù)，也可減少整個指令的代碼長度。

　　「答案」：D

　　10.堆棧指針 SP 的內(nèi)容是(　)。 A.棧頂單元內(nèi)容 B.棧頂單元地址 C.棧底單元內(nèi)容 D.棧底單元地址

　　「分析」：堆棧是按特定順序進行訪問的存儲區(qū)，其訪問方式是后進先出，即先存入的數(shù)據(jù)后讀出。對堆棧的訪問由堆棧指針寄存器SP控制，其內(nèi)容為堆棧中棧項單元的地址，即入棧時數(shù)據(jù)保存在SP指向的單元，出棧時將SP指向單元的內(nèi)容取出。

　　「答案」：B

　　2002年：

　　8.采用直接尋址方式，則操作數(shù)在(　)中。

　　A.主存　　　　　　　　B.寄存器　　　　　C.直接存取存儲器　　　　D.光盤

　　「分析」：直接尋址方式是指在指令中直接給出操作數(shù)在存儲器中的地址，操作數(shù)在主存儲器中，指令中的地址直接作為有效地址，對存儲器進行訪問即可取得操作數(shù)。

　　「答案」：A

　　9.零地址指令的操作數(shù)一般隱含在(　)中。

　　A.磁盤　　　　　　　　B.磁帶　　　　　　C.寄存器　　　　　　　 D.光盤

　　「分析」：零地址指令只有操作碼，沒有操作數(shù)。這種指令有兩種情況：一是無需操作數(shù)，另一種是操作數(shù)為默認(rèn)的(隱含的)，默認(rèn)為操作數(shù)在寄存器中，指令可直接訪問寄存器。

　　「答案」：C

　　2003年：

　　3.假設(shè)寄存器 R 中的數(shù)值為 200 ，主存地址為 200 和 300 的地址單元中存效的內(nèi)容分別是 300 和 400 ，則什么方式下訪問到的操作數(shù)為 200(　)。

　　A.直接尋址 200

　　B.寄存器間接尋址(R)

　　C.存儲器間接尋址(200)

　　D.寄存器尋址 R

　　「分析」：直接尋址200的操作數(shù)為300，寄存器間接尋址(R)的操作數(shù)300，存儲器間接尋址(200)的操作數(shù)為400，寄存器尋址R的操作數(shù)為200.

　　「答案」：D

　　5.單地址指令(　)。

　　A.只能對單操作數(shù)進行加工處理

　　B.只能對雙操作數(shù)進行加工處理

　　C.無處理雙操作數(shù)的功能

　　D.既能對單操作數(shù)進行加工處理，也能在隱含約定另一操作數(shù)(或地址)時，對雙操作數(shù)進行運算

　　「分析」：單地址指令既能對單操作數(shù)進行加工處理，也能對雙操作數(shù)進行運算。當(dāng)處理雙操作數(shù)時，一個操作數(shù)在指令中給出，另一個操作數(shù)則是隱含約定的，例如堆棧操作指令中的入棧指令PUSH，指令中只給出源操作數(shù)，而目的操作數(shù)則由計算機中的堆棧指針(SP)確定，在指令中不需要指定。

　　「答案」：D

　　2004年：

　　14.反映計算機基本功能的是(　)。

　　A.操作系統(tǒng)　　　　　　B.系統(tǒng)軟件 　　　　　C.指令系統(tǒng)　　　　　D.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

　　「分析」：指令系統(tǒng)：計算機中各種指令的集合，它反映了計算機硬件具備的基本功能。

　　「答案」：C

　　2005年：

　　8.在大多數(shù)情況下，一條機器指令中是不直接用二進制代碼來指定(　)。

　　A.下一條指令的地址

　　B.操作的類型

　　C.操作數(shù)地址

　　D.結(jié)果存放地址

　　答案：A

　　9.在存儲器堆棧中，若棧底地址為A，SP指針初值為A-1，當(dāng)堆棧采用從地址小的位置向地址大的位置生成時，彈出操作應(yīng)是(　)。

　　A.先從堆棧取出數(shù)據(jù)，然后SP指針減1

　　B.先從堆棧取出數(shù)據(jù)，然后SP指針加1

　　C.SP指針先加1，然后從堆棧取出數(shù)據(jù)

　　D.SP指針先減1，然后從堆棧取出數(shù)據(jù)

　　「分析」：堆棧是按特定順序進行訪問的存儲區(qū)，其訪問方式是后進先出，即先存入的數(shù)據(jù)后讀出。對堆棧的訪問由堆棧指針寄存器SP控制，當(dāng)堆棧采用從地址小的位置向地址大的位置生成時，入棧操作是SP指針先加1，然后將數(shù)據(jù)存入堆棧，從堆棧取出彈出操作是先從堆棧取出數(shù)據(jù)，然后SP指針減1.

　　「答案」：A

　　10.轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行結(jié)束后，程序計數(shù)器PC中存放的是(　)。

　　A.該轉(zhuǎn)移指令的地址

　　B.順序執(zhí)行的下條指令地址

　　C.轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址

　　D.任意指令地址

　　「分析」：轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行過程中，將轉(zhuǎn)移指令所指的子程序的起始地址裝入PC，因此轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行結(jié)束后，程序計數(shù)器PC中存放的是轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址。

　　「答案」：C

　　三、改錯題：

　　3.在寄存器尋址方式中，指定寄存器中存放的是操作數(shù)地址。(2000)

　　「分析」：在寄存器間接尋址方式中，指定寄存器中存放的是操作數(shù)地址;而在寄存器尋址方式中，指定寄存器中存放著操作數(shù)。

　　「答案」：在寄存器尋址方式中，指定寄存器中存放著操作數(shù)。

　　1.在計算機中，各指令周期的時間長度是相同的。(2002)

　　「分析」：在計算機中，由于指令的種類不同，功能不同，執(zhí)行每條指令時機器所進行的操作可能就不同，所需要的時間長短也可能不相同，所以各指令周期的時間長度不一定相同。

　　「答案」：一般說，由于各指令功能的不同，它們的指令周期有長有短，不一定相同。

　　22.轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行結(jié)束后，目標(biāo)地址可放在任意寄存器中。(2004年)

　　「分析」：轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行過程中，將轉(zhuǎn)移指令所指的子程序的起始地址裝入PC，因此轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行結(jié)束后，程序計數(shù)器PC中存放的是轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址。

　　「答案」：轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行結(jié)束后，目標(biāo)地址放在程序計數(shù)器PC中。

　　第5章 控制器

　　一、名詞解釋：

　　歷年真題：

　　(2001年)6.邏輯地址：程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產(chǎn)生的地址。 與內(nèi)存物理地址無固定對應(yīng)關(guān)系的地址。

　　(2001年)7.微程序控制器：將執(zhí)行指令所需要的微命令以代碼形式編成微指令序列(微程序)，存入一個控制存儲器，需要時從該存儲器中讀取。按這種方式工作的控制器為微程序控制器。

　　(2002年)3.控制存儲器(CPU內(nèi)的) ：CPU內(nèi)用于存放實現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲器稱為控制存儲器。

　　(2004年)20.垂直型微指令：一種微指令類型，設(shè)置微操作碼字段，采用微操作碼編碼法，由微操作碼規(guī)定微指令的功能。

　　(2005年)23.微程序控制器：將執(zhí)行指令所需要的微命令以代碼形式編成微指令序列(微程序)，存入一個控制存儲器，需要時從該存儲器中讀取。按這種方式工作的控制器為微程序控制器。

　　近年以來每年考本章的名詞解釋，所以第五章的名稱解釋是考試的重點。這里給大家列出了本章的名詞解釋，大家要熟悉一下，這都是本章的基本概念，有利于做名稱解釋、選擇題、改錯題和填空題。

　　1.指令周期：從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間。

　　2.機器周期：指令執(zhí)行中每一步操作所需的時間。

　　3.指令仿真：通過改變微程序?qū)崿F(xiàn)不同機器指令系統(tǒng)的方式，使得在一種計算機上可以運行另一種計算機上的指令代碼。

　　4.指令模擬：在一種計算機上用軟件來解釋執(zhí)行另一種計算機的指令。

　　5.硬連線邏輯：一種控制器邏輯，用一個時序電路產(chǎn)生時間控制信號，采用組合邏輯電路實現(xiàn)各種控制功能。

　　6.微程序：存儲在控制存儲中的完成指令功能的程序，由微指令組成。

　　7.微指令：控制器存儲的控制代碼，分為操作控制部分和順序控制部分。

　　8.微操作：在微程序控制器中，執(zhí)行部件接受微指令后所進行的操作。

　　9.微地址：微每時令在控制存儲器中的存儲地址。

　　10.控制存儲器：CPU內(nèi)用于存放實現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲器稱為控制存儲器。

　　11.相容性微操作：在同時或同一個CPU周期內(nèi)可以并行執(zhí)行的微操作。

　　12.相斥性微操作：不能在同時或不能在同一個CPU周期內(nèi)并行執(zhí)行的微操作。

　　二、選擇題和填空題：

　　2000年：

　　4.在取指周期中，是按照(　)的內(nèi)容訪問主存，以讀取指令。

　　A.指令寄存器IR　　　　　　　　　　　　B.程序狀態(tài)寄存器PS

　　C.存儲器數(shù)據(jù)寄存器MDR 　　　　　　　　D.程序計數(shù)器PC

　　「分析」：每一條指令的執(zhí)行都是從取指令開始，需要對主存儲器進行訪問。程序計數(shù)器PC是用來存放將要讀取并執(zhí)行的指令在主存儲器中的地址，對主存儲器訪問時所需要的地址由程序計數(shù)器PC來提供，即需要按程序計數(shù)器PC的內(nèi)容來訪問主存儲器。

　　「答案」：D

　　7.在微程序控制中，一個節(jié)拍中所需要的一組微命令，被編成一條(　　　。

　　「分析」：控制部件通過控制總線向執(zhí)行部件發(fā)出的控制命令稱為微命令，它是計算機中最基本的、不可再分的命令單元。在一個節(jié)拍中，一組實現(xiàn)一定功能的微命令的組合構(gòu)成一條微指令。

　　「答案」：微指令

　　2002年：

　　10.微程序存放在(　)。

　　A.主存中　　 　　　　B.堆棧中　　　　　C.只讀存儲器中　　　　D.磁盤中

　　「分析」：微程序控制的基本思想是把指令執(zhí)行所需的所有控制信號存放在存儲器中，需要時從這個存儲器中讀取。由于每一條微指令執(zhí)行時所發(fā)出的控制信號是事先設(shè)計好的，不需要改變，故此存放所有控制信號的存儲器應(yīng)為只讀存儲器，并將其集成到CPU內(nèi)，稱其為控制存儲器。

　　「答案」：C

　　11.在微程序控制方式中，機器指令和微指令的關(guān)系是(　)。

　　A.每一條機器指令由一條微指令來解釋執(zhí)行

　　B.每一條機器指令由一段(或一個)微程序來解釋執(zhí)行

　　C.一段機器指令組成的工作程序可由一條微指令來解釋執(zhí)行

　　D.一條微指令由若干條機器指令組成

　　「分析」：在微程序控制方式中，控制部件通過控制總線向執(zhí)行部件發(fā)出的各種控制命令稱為微命令，在一個CPU周期中，一組實現(xiàn)一定功能的微命令的組合構(gòu)成一條微指令，有序的微指令序列構(gòu)成一段微程序。微程序的作用是實現(xiàn)一條對應(yīng)的機器指令，即每一條機器指令是由一段(或一個)微程序來解釋執(zhí)行的。

　　「答案」：B

　　2003年：

　　7.下列說法中，合理的是(　)。

　　A.執(zhí)行各條指令的機器周期數(shù)相同，各機器周期的長度均勻

　　B.執(zhí)行各條指令的機器周期數(shù)相同，各機器周期的長度可變

　　C.執(zhí)行各條指令的機器周期數(shù)可變，各機器周期的長度均勻

　　D.執(zhí)行各條指令的機器周期數(shù)可變，各機器周期的長度可變

　　「分析」：機器周期是指令執(zhí)行中每一步操作所需要的時間，一般以CPU中完成一個運算操作所需的時間作為機器周期的基本時間，其長度是均勻的，而各種指令的功能不同，因而各指令執(zhí)行時所需的機器周期數(shù)是可變的。

　　「答案」：C

　　10.微地址是指微指令(　)。

　　A.在主存的存儲位置 　　　　　　　　B.在堆棧的存儲位置

　　C.在磁盤的存儲位置 　　　　　　　　D.在控制存儲器的存儲位置

　　「分析」：微程序控制的基本思想是：把指令執(zhí)行所需要的所有控制信號存放在控制存儲器中，需要時從這個存儲器中讀取，即把操作控制信號編成微指令，存放在控制存儲器中。一條機器指令的功能通常用許多條微指令組成的序列來實現(xiàn)，這個微指令序列稱為微程序。微指令在控制存儲器中的存儲位置稱為微地址。

　　「答案」：D

　　2004年：

　　5.在微程序控制中，把操作控制信號編成(　)。

　　A.微指令　　　　　　　　B.微地址　　　　　　　C.操作碼　　　　　　D.程序

　　「分析」：微程序控制的基本思想是：把指令執(zhí)行所需要的所有控制信號存放在控制存儲器中，需要時從這個存儲器中讀取，即把操作控制信號編成微指令，存放在控制存儲器中。一條機器指令的功能通常用許多條微指令組成的序列來實現(xiàn)，這個微指令序列稱為微程序。微指令在控制存儲器中的存儲位置稱為微地址。

　　「答案」：A

　　6.從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間稱為(　)。

　　A.時鐘周期　　　　　　　B.機器周期　　　　　　 C.工作周期　　 　D.指令周期

　　「分析」：指令周期：從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間。機器周期：指令執(zhí)行中每一步操作所需的時間，又稱CPU周期。時鐘周期：計算機主頻周期。

　　「答案」：D

　　2005年：

　　11.通常，微指令的周期對應(yīng)一個(　)。

　　A.指令周期　　　　　　　B.主頻周期　　　　　　　C.機器周期　　　　D.工作周期

　　「分析」：指令周期：從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間。機器周期：指令執(zhí)行中每一步操作所需的時間，又稱CPU周期。時鐘周期：計算機主頻周期。微指令周期等于讀出一條微指令加上執(zhí)行該微指令的所需時間。通常微指令周期與指令的機器周期相等。

　　「答案」：C

　　19.在微程序控制器中，控制存儲器由(　　)構(gòu)成，用于存放　　　。

　　「分析」：CPU內(nèi)用于存放實現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲器稱為控制存儲器。

　　「答案」：只讀存儲器　　微程序

　　三、改錯題：

　　歷年真題：

　　(2000年)9.單總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是指：各大功能部件之間用一根信號線連接。

　　「答案」：單總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是指各寄存器及ALU之間的數(shù)據(jù)通路只用一條總線構(gòu)成。

　　(2002年)2.CPU只是計算機的控制器。

　　「分析」：計算機硬件系統(tǒng)是由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五大部分組成，其中將運算器和控制器合在一起稱為中央處理器，簡稱為CPU.

　　「答案」：CPU是由控制器和運算器組成的。

　　(2003年)21.硬連線方式是用時序電路產(chǎn)生時間控制信號，用存儲邏輯電路實現(xiàn)各種控制功能。

　　「分析」：在采用組合邏輯和時鐘信號相結(jié)合的硬連線控制器中，時間控制信號是由時序電路產(chǎn)生，而各種控制功能則是由組合邏輯電路實現(xiàn)。

　　「答案」：硬連線方式是用時序電路產(chǎn)生時間控制信號，用組合邏輯電路實現(xiàn)各種控制功能。

　　(2004年)21.在一條微指令中，順序控制部分的作用是發(fā)出指揮全機工作的控制信號。

　　「分析」：在一條微指令中，控制字部分的作用是發(fā)出指揮全機工作的控制信號;順序控制部分的作用是產(chǎn)生后繼微指令的地址。

　　「答案」：在一條微指令中，順序控制部分的作用是產(chǎn)生后繼微指令的地址。

　　四、簡答題：

　　歷年真題：

　　(2000年)4.在CPU中，哪些寄存器屬于控制用的指令部件?它們各起什么作用?(5分)

　　「答案」：

　　(1)程序計數(shù)器PC，提供取指地址，從而控制程序執(zhí)行順序。

　　(2)指令寄存器IR，存放現(xiàn)行指令，作為產(chǎn)生各種微操作命令的基本邏輯依據(jù)。

　　(3)程序狀態(tài)寄存器PS，記錄程序運行結(jié)果的某些特征標(biāo)志，或用來設(shè)置程序運行方式與優(yōu)先級，參與形成某些微操作命令。

　　(2001年)1.硬連線控制器如何產(chǎn)生微命令?產(chǎn)生微命令的主要條件是哪些?

　　「答案」：

　　硬連線控制器依靠組合邏輯電路產(chǎn)生命令;(1分)

　　組合邏輯電路的輸入是產(chǎn)生微命令的條件，主要有：① 指令代碼;② 時序信號;③ 程序狀態(tài)信息與標(biāo)志位;④ 外部請求信號。(4分)

　　(2002年)3.微程序控制器怎么產(chǎn)生操作控制信號，這種控制器有何優(yōu)缺點?

　　「答案」：

　　操作控制信號的產(chǎn)生：事先把操作控制信號以代碼形式構(gòu)成微指令，然后存放到控制存儲器中，取出微指令時，其代碼直接或譯碼產(chǎn)生操作控制信號。

　　優(yōu)點：規(guī)整、易于修改和擴展。

　　缺點：速度較慢。

　　(2003年)26.當(dāng)讀取并執(zhí)行一條指令時，控制器的主要功能是什么?

　　「答案」：

　�、� 從主存取指令，并計算下一條指令在主存中的地址;

　�、� 對指令進行譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號;

　�、� 控制指令執(zhí)行的步驟和數(shù)據(jù)流動的方向。

　　(2004年)28.與硬連線控制器相比，微程序控制器有哪些優(yōu)缺點?

　　「答案」：與硬連線控制器相比，微程序控制器的優(yōu)點是設(shè)計規(guī)整、易于修改和擴展。缺點是比硬連線控制器速度慢。

　　(2005年)28.硬連線控制器主要由哪幾部分構(gòu)成?它是如何產(chǎn)生控制信號的?

　　「答案」：硬連線控制器主要由時鐘源、環(huán)形脈沖發(fā)生器、控制信號編碼器電路和指令譯碼器電路構(gòu)成。硬連線控制器采用組合邏輯與時鐘信號結(jié)合的方式產(chǎn)生控制信號。

　　由上可見，每年都會考本章的簡答題�？荚嚨膬蓚�重點：一個是硬連線控制器的有關(guān)知識，另一個是微程序控制器有關(guān)內(nèi)容。這兩方面大家一定重點掌握。

　　下面一些知識也要求大家了解

　　微程序控制器的構(gòu)成：控制存儲器、微指令寄存器μIR、微地址寄存器μAR、地址轉(zhuǎn)移邏輯等。

　　微指令控制字編碼的方式：微指令編碼的3種方式分別是：直接表示法、編碼表示法、混合表示法。

　　直接表示法是將每個控制信號都作為微指令中的一個位。這種方法的特點是簡單直觀，其輸出直接用于控制，但編碼效率低。

　　編碼表示法是將微指令進行分組編碼，將不同時出現(xiàn)的相斥信號分在一個組中，然后將其編碼成較短的代碼。這種方法減少了控制存儲器所需要的存儲器的代碼的數(shù)量，但是編碼的指令代碼需要譯碼器譯碼，增加了控制信號的延遲，影響CPU的工作頻率。

　　混合表示法是把直接表示法與編碼方法相結(jié)合使用，即采用部分直接表示部分編碼的方法，將一些速度要求較高，或與其他控制信號都相容的控制信號以直接方式表示，而將剩余信號以編碼方式�；旌媳硎痉ū阌诰C合考慮指令字長、靈活性和執(zhí)行速度方面的要素。

　　微地址的形成方法：(微指令中順序控制字段的編碼)微地址的形成方法有三種方式：計數(shù)器方式、斷定方式和結(jié)合方式。

　　計數(shù)器方式，又稱增量方式。用微程序計數(shù)器μPC來產(chǎn)生指令的微地址，將微程序中的各條微指令按順序安排在控制存儲器中，后繼地址由現(xiàn)行微地址加上一個增量形成。

　　斷定方式，根據(jù)機器狀態(tài)決定下一條微指令的地址，下一條微指令的地址包含在當(dāng)前微指令的代碼中。

　　結(jié)合方式，是將計數(shù)器方式和斷定方式相結(jié)合。

　　中央處理器的基本功能：計算機的中央處理器(CPU)具有以下4個方面的基本功能：

　　(1)指令控制，即對程序運行的控制;

　　(2)操作控制，即對指令內(nèi)操作步驟的控制;

　　(3)數(shù)據(jù)運算，即對數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算和邏輯運算，這是CPU的最基本功能;

　　(4)異常處理和中斷處理，如處理運算中的溢出等錯誤情況以及處理外部設(shè)備的服務(wù)請求等

　　此外，CPU還具有存儲管理、總線管理、電源管理等擴展功能

　　第6章 總線系統(tǒng)

　　一、名詞解釋：

　　歷年真題：

　　(2001年)5.總線：計算機中連接功能單元的公共線路，是一束信號線的集合，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。

　　(2001年)8.同步通信方式：采用這種方式的總線傳輸中，所有的設(shè)備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

　　(2002年)4.主設(shè)備：獲得總線控制權(quán)的設(shè)備。

　　(2003年)19.猝發(fā)數(shù)據(jù)傳輸方式：在一個總線周期內(nèi)傳輸存儲地址連續(xù)的多個數(shù)據(jù)字的總線傳輸方式。

　　(2004年)16.總線的同步通信方式：采用這種方式的總線傳輸中，所有的設(shè)備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

　　(2005年)24.總線從設(shè)備：被主設(shè)備訪問的設(shè)備。

　　近年以來每年考本章的名詞稱解釋，所以第五章的名稱解釋是考試的重點。這里給大家列出了本章的名詞解釋，大家要熟悉一下，這都是本章的基本概念，有利于做名稱解釋、選擇題、改錯題和填空題。

　　1、猝發(fā)轉(zhuǎn)輸方式：在一個總線周期內(nèi)傳輸存儲地址連續(xù)的多個數(shù)據(jù)字的總線傳輸方式。

　　2、四邊沿協(xié)議(全互鎖)：全互鎖的總線通信異步方式，就緒信號和應(yīng)答信號的上升邊沿和下降邊沿都是觸發(fā)邊沿。

　　3、碼元：信息傳輸通道中，攜帶數(shù)據(jù)信息的信號單元。

　　4、波特率：碼元傳輸速率，每秒通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)。(傳的是信號)

　　5、比特率：信息位傳輸速率，每秒鐘通過信道傳輸?shù)挠行�信息量�?傳的是信息)

　　6、UART：通用異步接收器/發(fā)送器，一種典型的集成電路異步串行接口電路。

　　7、主設(shè)備：獲得總線控制權(quán)的設(shè)備。

　　8、從設(shè)備：被主設(shè)備訪問的設(shè)備。

　　9、總線事務(wù)：從總線的請求到完成總線的使用的操作序列。

　　10、總線協(xié)議：總線通信同步方式規(guī)則，規(guī)定實現(xiàn)總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩〞r規(guī)則。

　　11、總線訪問延遲：是主設(shè)備為獲得總線控制權(quán)而等待的時間。

　　12、總線周期：是主設(shè)備占用總線的時間。

　　13、總線裁決方式：決定總線由哪個設(shè)備進行控制的方式。

　　14、系統(tǒng)總線：是用來連接系統(tǒng)內(nèi)各大功能模塊或設(shè)備，實現(xiàn)系統(tǒng)種各電路板的連接。

　　15、數(shù)據(jù)幀：串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈桓袷�，包括起始位，�?shù)據(jù)位，校驗位，結(jié)束位和空閑位。

　　16、同步通信：所有的設(shè)備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

　　17、異步通信：使用一個在CPU和設(shè)備之間的“握手”信號，去除了公共的時鐘信號，從而使得操作變成異步的。非互鎖、半互鎖、全互鎖。

　　18、鏈?zhǔn)讲樵兎绞?菊花鏈方式)：各申請總線的設(shè)備合用一條總線作為請求信號線，而總線控制設(shè)備的響應(yīng)信號線則串接在各設(shè)備間。

　　19、計數(shù)器定時查詢方式：集中式總線裁決方式之一，設(shè)備要求使用總線時通過一條公用請求線發(fā)出，總線控制器按計數(shù)的值對各設(shè)備進行查詢。

　　20、獨立請求方式：集中式總線裁決方式之一，每一個設(shè)備都有一個獨立的總線請求信號線送到總線控制器，控制器也給各設(shè)備分別發(fā)送一個總線響應(yīng)信號。

　　21、串行傳輸：是指數(shù)據(jù)的傳輸在一條線路上按位進行。(只需一條數(shù)據(jù)傳輸線，線路的成本低，適合于長距離的數(shù)據(jù)傳輸)

　　22、并行傳輸：每個數(shù)據(jù)位都需要單獨一條傳輸線，所有的數(shù)據(jù)位同時進行傳輸。(在采用并行傳輸方式的總線中，除了有傳輸數(shù)據(jù)的線路外，還可以具有傳輸?shù)刂泛涂刂菩盘柕木�路，地址線用于選擇存儲單元和設(shè)備，控制線用于傳遞操作信號)

　　23、復(fù)合傳輸：又稱總線復(fù)用的傳輸方式，它使不同的信號在同一條信號線上傳輸，不同的信號在不同的時間片中輪流地身總線的同一條信號線上發(fā)出。(它與并串傳輸?shù)膮^(qū)別在于分時地傳輸同一數(shù)據(jù)源的不同信息。)

　　24、消息傳輸方式：總線的信息傳輸方式之一，將總線需要傳送的數(shù)據(jù)信息、地址信息、和控制信息等組合成一個固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以猝發(fā)方式進行傳輸。

　　25、總線：一組可由多個部件分時共享的信息傳輸線。

　　二、選擇填空題：

　　歷年真題：

　　2000年：

　　8.“總線忙”信號由(　)建立。

　　A.獲得總線控制權(quán)的設(shè)備　　　　　　B.發(fā)出“總線請求”的設(shè)備

　　C.總線控制器　　　　　　　　　　　D.CPU

　　「分析」：在總線控制機制中，準(zhǔn)備使用總線的設(shè)備向總線控制器發(fā)出“總線請求”由總線控制器進行裁決。如果經(jīng)裁決允許該設(shè)備使用總線，就由總線控制器向該設(shè)備發(fā)出一個“總線允許”信號。該設(shè)備接收到此信號后，發(fā)出一個“總線忙”信號用來通知其他設(shè)備總線己被占用。當(dāng)該設(shè)備使用完總線時，將“總線忙”信號撤銷，釋放總線。

　　「答案」：A

　　12.系統(tǒng)總線是用來連接(　　)的總線。

　　「分析」：按總線的連線類型不同，總線可分為：① 芯片級總線(CPU內(nèi)部總線)：連接CPU內(nèi)部運算器、控制器、寄存器等的數(shù)據(jù)通路。② 扳級總線：連接主板中的CPU和主存等部件，也稱局部總線。③ 系統(tǒng)總線是用來連接系統(tǒng)內(nèi)各大功能模塊或設(shè)備。

　　「答案」：系統(tǒng)內(nèi)各大功能模塊或設(shè)備

　　14.并行接口與I/O設(shè)備之間同時傳送的位數(shù)，大多是　(　　)位。

　　「分析」：并行接口與I/O設(shè)備之間同時傳送的8位數(shù)(1個字節(jié))

　　「答案」：8

　　2001年：

　　14.在不同速度的設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)，(　)。

　　A.必須采用同步控制方式

　　B.必須采用異步控制方式

　　C.可以選用同步方式，也可選用異步方式

　　D.必須采用應(yīng)答方式

　　「分析」：在不同速度的設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳送，既可以使用同步方式，也可以使用異步方式。異步方式主要是用于在不同的設(shè)備之間進行通信，而如果兩種速度的設(shè)備使用同一個時鐘信號進行控制，采用同步的數(shù)據(jù)傳送方式，同樣可以進行數(shù)據(jù)的傳送，只是快速設(shè)備的速度性能發(fā)揮不出來。

　　「答案」：C

　　15.掛接在總線上的多個部件(　)。

　　A.只能分時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并只能分時從總線接收數(shù)據(jù)

　　B.只能分時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但可同時從總線接收數(shù)據(jù)

　　C.可同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并同時從總線接收數(shù)據(jù)

　　D.可同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但只能分時從總線接收數(shù)據(jù)

　　「分析」：為了使總線上的數(shù)據(jù)不發(fā)生“碰撞”，掛接在總線上的多個設(shè)備只能分時地向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，即每一個時刻只能有一個設(shè)備可以向總線傳送數(shù)據(jù)，而從總線上接收數(shù)據(jù)的設(shè)備可有多個，因為接收數(shù)據(jù)的設(shè)備不會對總線產(chǎn)生“干擾”。

　　「答案」：B

　　2002年：

　　12.異步傳送方式常用于(　)中，作為主要控制方式。

　　A.微型機的CPU內(nèi)部控制

　　B.硬連線控制器

　　C.微程序控制器

　　D.串行I/O總線

　　「分析」：異步傳輸方式主要用于控制兩種速度有一定差別的設(shè)備的信息傳送，一般用在快速CPU與慢速的外設(shè)之間進行串行通信的場合。

　　「答案」：D

　　13.串行總線主要用于(　)。

　　A.連接主機與外圍設(shè)備

　　B.連接主存與CPU

　　C.連接運算器與控制器

　　D.連接CPU內(nèi)部各部件

　　「分析」：串行通信方式由于其信息傳送速度慢、信息傳送的距離較長、所使用的信號線數(shù)量較少等特點，主要用于連接主機和慢速的外圍設(shè)備，例如主機與串行鼠標(biāo)之間的信息傳送。

　　「答案」：A

　　2003年：

　　4.下列說法中正確的是(　)。

　　A.半雙工總線只能在一個方向上傳輸信息，全雙工總線可以在兩個方向上輪流傳輸信息

　　B.半雙工總線只能在一個方向上傳輸信息，全雙工總線可以在兩個方向上同時傳輸信息

　　C.半雙工總線可以在兩個方向上輪流傳輸信息，全雙工總線可以在兩個方向上同時傳輸信息

　　D.半雙工總線可以在兩個方向上同時傳輸信息，全雙工總線可以在兩個方向上輪流傳輸信息

　　「分析」：根據(jù)總線上信號的傳遞方向，總線可分為單向傳輸(單工)總線和雙向傳輸(雙工)總線，而雙工總線又可分為半雙工總線和全雙工總線。其中單工總線只能向一個方向傳遞信號，半雙工總線可以在兩個方向上輪流傳遞信號，全雙工總線可以在兩個方向上同時傳遞信號。　　「答案」：C

　　9.在總線上，同一時刻(　)。

　　A.只能有一個主設(shè)備控制總線傳輸操作

　　B.只能有一個從設(shè)備控制總線傳輸操作

　　C.只能有一個主設(shè)備和一個從設(shè)備控制總線傳輸操作

　　D.可以有多個主設(shè)備控制總線傳輸操作

　　「分析」：總線上的設(shè)備要控制總線必須先獲得總線的控制權(quán)，獲得總線控制權(quán)的設(shè)備稱為主設(shè)備，被主設(shè)備訪問的設(shè)備稱為從設(shè)備。在總線上信息的傳輸由主設(shè)備啟動，一條總線上可以有多個設(shè)備能成為主設(shè)備，但在同一時刻只能有一個主設(shè)備控制總線的傳輸操作。

　　「答案」：A

　　2004年：

　　4.系統(tǒng)級的總線是用來連接(　)。

　　A.CPU 內(nèi)部的運算器和寄存器

　　B.主機系統(tǒng)板上的所有部件

　　C.主機系統(tǒng)板上的各個芯片

　　D.系統(tǒng)中的各個功能模塊或設(shè)備

　　「分析」：按總線的連線類型不同，總線可分為：① 芯片級總線(CPU內(nèi)部總線)：連接CPU內(nèi)部運算器、控制器、寄存器等的數(shù)據(jù)通路。② 扳級總線：連接主板中的CPU和主存等部件，也稱局部總線。③ 系統(tǒng)總線是用來連接系統(tǒng)內(nèi)各大功能模塊或設(shè)備。

　　「答案」：D

　　15.總線從設(shè)備是(　)。

　　A. 掌握總線控制權(quán)的設(shè)備

　　B.申請作為從設(shè)備的設(shè)備

　　C. 被主設(shè)備訪問的設(shè)備

　　D.總線裁決部件

　　「分析」：主設(shè)備：獲得總線控制權(quán)的設(shè)備。從設(shè)備：被主設(shè)備訪問的設(shè)備。

　　「答案」：C

　　2005年：

　　12.波特率表示傳輸線路上(　)。

　　A.信號的傳輸速率

　　B.有效數(shù)據(jù)的傳輸速率

　　C.校驗信號的傳輸速率

　　D.干擾信號的傳輸速率

　　「分析」：波特率是碼元傳輸速率，每秒通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)。(傳的是信號)。比特率是信息位傳輸速率，每秒鐘通過信道傳輸?shù)挠行�信息量�?傳的是信息)

　　「答案」：A

　　13.不同信號在同一條信號線上分時傳輸?shù)姆绞椒Q為(　)。

　　A.總線復(fù)用方式

　　B.并串行傳輸方式

　　C.并行傳輸方式

　　D.串行傳輸方式

　　「分析」：串行傳輸是指數(shù)據(jù)的傳輸在一條線路上按位進行。并行傳輸是每個數(shù)據(jù)位都需要單獨一條傳輸線，所有的數(shù)據(jù)位同時進行傳輸。不同信號在同一條信號線上分時傳輸?shù)姆绞椒Q為總線復(fù)用方式。

　　「答案」：A

　　17.按照傳輸定時的方法劃分，總線數(shù)據(jù)通信方式可分為( )和　( )兩類。

　　「分析」：按照傳輸定時的方法劃分，總線數(shù)據(jù)通信方式可分為：① 同步通信：所有的設(shè)備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。② 異步通信：使用一個在CPU和設(shè)備之間的“握手”信號，去除了公共的時鐘信號，從而使得操作變成異步的，有非互鎖、半互鎖、全互鎖三種方式。

　　「答案」：同步通信　　異步通信

　　三、改錯題：

　　歷年真題：

　　(2002年)3.按時序控制方式分，總線可分為串行總線和并行總線。

　　「分析」：對總線的分類有不同的分類標(biāo)準(zhǔn)：按傳送格式分為：串行總線、并行總線;按時序控制方式分為：同步總線(含同步擴展總線)、異步總線;按功能分為：系統(tǒng)總線、CPU內(nèi)部總線、各種局部總線。

　　「答案」：按時序控制方式分，總線可分成同步總線和異步總線。

　　(2003年)23.串行通信只能采用異步方式。

　　「分析」：串行通信是指數(shù)據(jù)的傳輸是在一條傳輸線路上按位進行，它可以采用異步方式，也可以采用同步方式。采用異步方式時，發(fā)送與接收設(shè)備之間采用“握手”信號來進行同步，而采用同步方式時，發(fā)送與接收設(shè)備都從同一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

　　「答案」：串行通信可以采用異步方式，也可以采用同步方式。

　　(2004年)23.總線周期是指：任意總線設(shè)備為獲取總線控制權(quán)而等待的時間與占用總線的時間之和。

　　「分析」：總線訪問延遲：是主設(shè)備為獲得總線控制權(quán)而等待的時間�？偩�周期：是主設(shè)備占用總線的時間。

　　「答案」：總線周期是指主設(shè)備占用總線的時間。

　　四、簡答題：

　　歷年真題：

　　(2000年)1.何謂存儲總線?何謂I/O總線?各有何特點?(4分)

　　「答案」：

　　存儲總線是連接CPU和主存儲器之間的專用總線，速度高。

　　1/O總線是連接主機(CPU)與1/O設(shè)備之間的總線，可擴展性好。

　　(2001年)4.總線的分類方法主要有哪幾種?請分別按這幾種法說明總線的分類。

　　「答案」：① 按傳送格式分為：串行總線、并行總線;② 按時序控制方式分為：同步總線(含同步擴展總線)、異步總線;③ 按功能分為：系統(tǒng)總線、CPU內(nèi)部總線、各種局部總線。

　　(2002年)4.何謂串行傳輸，有何優(yōu)缺點?適用什么場合?

　　「答案」：

　　串行傳輸是指數(shù)據(jù)的傳輸在一條線路上按位進行。

　　優(yōu)點：線路成本低。

　　缺點：傳送速度慢。

　　適用場合：主機與低速外設(shè)間的傳送、遠距離通信總線的數(shù)據(jù)傳送、系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送。

　　(2003年)28.總線的同步通信方式與異步通信方式有什么區(qū)別?各適用于哪些場合?

　　「答案」：

　　同步通信方式中：數(shù)據(jù)傳送操作由統(tǒng)一的時序信號同步定時控制，有嚴(yán)格的時鐘周期劃分，總線操作有固定的時序，設(shè)備之間沒有應(yīng)答信號。適合各設(shè)備速度固定且一致(或差異不大)的場合。

　　異步通信方式中：數(shù)據(jù)傳送操作所需時間視需要而定，總線操作周期時間不固定，沒有時鐘周期劃分，設(shè)備之間采用握手信號的應(yīng)答方式。適合：各設(shè)備速度差異較大的場合。

　　(2004年)29.串行總線和并行總線有何區(qū)別? 各適用于什么場合?

　　「答案」：

　　串行總線的數(shù)據(jù)傳輸是在一條線路上按位進行。線路成本低，傳送速度慢。 適用場合：主機與低速外設(shè)間的傳送、遠距離通信總線的數(shù)據(jù)傳送、系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送。

　　并行總線的每個數(shù)據(jù)位都需要單獨一條傳輸線，所有的數(shù)據(jù)位同時進行傳輸。線路成本高，傳送速度快。適用場合：短距離的高速數(shù)據(jù)傳輸。

　　(2005年)29.系統(tǒng)總線接口有哪幾項基本功能?

　　「答案」：① 控制：傳遞總線上的控制信息，主設(shè)備會通過總線接口向從設(shè)備發(fā)出控制信息。② 數(shù)據(jù)緩存：在總線傳遞信息時，在總線接口中臨時存放數(shù)據(jù)。③ 狀態(tài)設(shè)置通過總線和轉(zhuǎn)換從設(shè)備的工作信息，便于主設(shè)備了解從設(shè)備的信息。④ 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：某些總線接口需要對傳遞的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換。⑤ 整理：對接口本身進行調(diào)整。⑥ 程序中斷。

　　由上可見，每年都會考本章的簡答題。考試的兩個重點：一個是串行總線和并行總線相關(guān)內(nèi)容，另一個是同步通信方式與異步通信方式有關(guān)內(nèi)容。這兩方面大家一定重點掌握。

　　下面一些知識也要求大家了解

　　1.什么是總線裁決?總線裁決有哪幾種方式?

　　「答案」：

　　總線裁決就是決定總線由哪個設(shè)備進行控制。

　　總線裁決方式可分為集中式裁決和分布式裁決兩種。

　　集中式裁決將總線的控制功能用一個專門的部件實現(xiàn)，這個部件可以位于連接在總線的某個設(shè)備上。當(dāng)一個設(shè)備需要向共享總線傳輸數(shù)據(jù)時，它必須先發(fā)出請求，在得到許可時才能發(fā)出數(shù)據(jù)。裁決部件接收來自各個設(shè)備的總線使用請求信號，向其中某一個設(shè)備發(fā)出總線許可信號。

　　分布式裁決將控制功能分布在連接在總線上的各設(shè)備中，一般是固定優(yōu)先級的。每個設(shè)備分配一個優(yōu)先號，發(fā)出總線請求的設(shè)備將自己的優(yōu)先號送往請求線上，與其他設(shè)備的請求信號構(gòu)成一個合成信號，并將這個合成裁決信號讀入以判斷是否有優(yōu)先級更高的設(shè)備申請總線。這樣可使得優(yōu)先級最高的設(shè)備獲得總線使用權(quán)。

　　2.集中式裁決有哪幾種方式：

　　「答案」：

　　鏈?zhǔn)讲樵兎绞?菊花鏈方式)：各申請總線的設(shè)備合用一條總線作為請求信號線，而總線控制設(shè)備的響應(yīng)信號線則串接在各設(shè)備間。

　　計數(shù)器定時查詢方式：集中式總線裁決方式之一，設(shè)備要求使用總線時通過一條公用請求線發(fā)出，總線控制器按計數(shù)的值對各設(shè)備進行查詢。

　　獨立請求方式：集中式總線裁決方式之一，每一個設(shè)備都有一個獨立的總線請求信號線送到總線控制器，控制器也給各設(shè)備分