《计算机组成原理》复习提纲 第1章计算机系统概论 1.冯·诺依曼型计算机的主要设计思想,这种类型的计算机包括存储器、运 算器、控制器、接口通道与I/0设备等部分 2.计算机系统包括硬件和软件两大部分,硬件是物质基础,软件是解题的灵 魂;计算机的工作过程主要是周而复始地取出指令、解释指令和执行指令的过程 3.指令和数据均以二进制代码存于内存中,计算机如何区分出指令和数据? 4.计算机系统的主要性能指标:字长,存储容量,运算速度等 5.认识和分析计算机系统的一种观点是按功能划分的多级层次结构,通常划 分为五级的层次结构。 6.合理分配软硬件之功能是计算机总体结构的重要内容,软、硬件逻辑功能 的等效性。 7.本章主要的术语及概念: 运算器、控制器、中央处理器C凹、主机、存储器、接口通道、I/0设备、总 线、存储程序、程序控制、硬件、软件、固件、运算速度、存储容量、单元地址 存储单元、程序、指令 第2章运算方法和运算器 1.进位计数制的两要素是基数R和位权R,不同进位制之间数的转换方法 2.数值数据的定点与浮点表示法,表数范围及数的表示精度 3.规格化浮点数的表数范围(以R=2为例) ≤E (1-2) 式中:m,n为不包括符号位在内的阶码位数和尾数位数。 4.十进制数串在计算机中的两种表示形式:字符串形式和压缩的十进制数串 形式。 5.机器数(机器码)的形式:原码、反码、补码和移码四种,他们的特点 重点是原码和补码 6.字符的 ASCII码与字符串的表示方法,汉字的表示方法有汉字的输入编 码、汉字的机内码和汉字的字形码。数据校验码ˉ奇偶检错码和循环冗余码。 7.补码定点加减运算的规则,双符号位补码的运算步骤及溢出判断 [x+y]+=[x]++[+y]+ (mod 2) 8.常规定点乘法运算掌握原码一位乘法的算法及运算过程 9.常规定点除法运算掌握原码加减交替法除法的算法及运算过程
《计算机组成原理》复习提纲 第1章 计算机系统概论 1.冯·诺依曼型计算机的主要设计思想，这种类型的计算机包括存储器、运 算器、控制器、接口通道与 I/O 设备等部分。 2.计算机系统包括硬件和软件两大部分，硬件是物质基础，软件是解题的灵 魂；计算机的工作过程主要是周而复始地取出指令、解释指令和执行指令的过程。 3.指令和数据均以二进制代码存于内存中，计算机如何区分出指令和数据？ 4.计算机系统的主要性能指标：字长,存储容量,运算速度等。 5.认识和分析计算机系统的一种观点是按功能划分的多级层次结构，通常划 分为五级的层次结构。 6.合理分配软硬件之功能是计算机总体结构的重要内容，软、硬件逻辑功能 的等效性。 7.本章主要的术语及概念： 运算器、控制器、中央处理器 CPU、主机、存储器、接口通道、I/O 设备、总 线、存储程序、程序控制、硬件、软件、固件、运算速度、存储容量、单元地址、 存储单元、程序、指令。 第2章 运算方法和运算器 1.进位计数制的两要素是基数R和位权Ri ，不同进位制之间数的转换方法。 2.数值数据的定点与浮点表示法，表数范围及数的表示精度。 3.规格化浮点数的表数范围（以 R=2 为例）： ×2-1 ×(1－2-n) 式中：m，n为不包括符号位在内的阶码位数和尾数位数。 4.十进制数串在计算机中的两种表示形式：字符串形式和压缩的十进制数串 形式。 5.机器数（机器码）的形式：原码、反码、补码和移码四种，他们的特点。 重点是原码和补码。 6.字符的 ASCII 码与字符串的表示方法，汉字的表示方法有汉字的输入编 码、汉字的机内码和汉字的字形码。数据校验码－奇偶检错码和循环冗余码。 7.补码定点加减运算的规则，双符号位补码的运算步骤及溢出判断。 [x±y]补=[x]补+[±y]补 （mod 2） 8.常规定点乘法运算掌握原码一位乘法的算法及运算过程。 9.常规定点除法运算掌握原码加减交替法除法的算法及运算过程
10.浮点运算的方法,浮点四则运算,重点是浮点加减法运算过程。掌握规 格化、对阶、运算、舍入、溢出判断等。 11.浮点运算流水线的时钟周期及K级线性流水线的加速比 12.计算机的基本逻辑运算,特点及其应用。 13.定点运算器的基本组成及各部分的主要功能;ALU三种基本结构及其特 14.本章主要的术语、概念 进位计数制、规格化浮点数、左规、右规、舍入、溢出、机器数、真值、原码 反码、补码、移码、求补、ASCⅡ码、汉字内码、校验码、变形补码、数据通路、 全加器、多功能算术逻辑运算单元、先行进位 第3章存储系统 1.存储器的分级结构及主存的性能指标(包括存储器带宽的概念及其计算)。 2.半导体静态存储元和动态存储元的存储机理。 存储器芯片的结构框图,包括存储体、地址译码驱动、读写控制电路等 4.由存储器芯片组成主存及其与CPU的连接 5.动态存储器的刷新,刷新周期和刷新的方法 6.半导体只读存储器ROM的种类(MRM,PROM, EPROM)及特点,闪速存储 器的特点。 存储系统的设计目标:在一定的成本下获得尽可能大的存储容量和尽可能 高的存取速度,可靠性等。三级存储系统的结构框图。 8.解决主存与CPU速度不匹配的主要途径。 9.双端口存储器和相联存储器的工作原理及其应用 10.多模块交叉存储器的工作原理,理想情况下的访问速度及带宽。 11.高速缓冲存储器 Cache的工作原理主要是程序的局部性原理, Cache-主 存的存储管理主要由辅助的硬件实现。 Cache的命中率, Cache-主存系统的效率, 提高命中率的主要措施。 CPU访存的平均周期 tA=H×te+(1-H)tm 12.主存与 Cache的地址映射及检索过程, Cache的替换策略和写操作策略 13.虚拟存储器的基本概念,主存-辅存层次的三种基本信息传送单位 14.磁表面存储器的记忆原理和记录方式 15.硬磁盘存储器的记录格式及其编址,磁盘存储器的基本组成。 16.硬磁盘存储器的主要技术指标、指标参数的计算及读/写一块数据所需的 时间。 17.光盘存储器的分类及基本工作原理。 18.本章主要的术语、概念
10. 浮点运算的方法，浮点四则运算，重点是浮点加减法运算过程。掌握规 格化、对阶、运算、舍入、溢出判断等。 11.浮点运算流水线的时钟周期及 K 级线性流水线的加速比。 12.计算机的基本逻辑运算，特点及其应用。 13.定点运算器的基本组成及各部分的主要功能；ALU 三种基本结构及其特 点。 14.本章主要的术语、概念。 进位计数制、规格化浮点数、左规、右规、舍入、溢出、机器数、真值、原码、 反码、补码、移码、求补、ASCII 码、汉字内码、校验码、变形补码、数据通路、 全加器、多功能算术逻辑运算单元、先行进位。 第3章 存储系统 1.存储器的分级结构及主存的性能指标（包括存储器带宽的概念及其计算）。 2.半导体静态存储元和动态存储元的存储机理。 3.存储器芯片的结构框图，包括存储体、地址译码驱动、读写控制电路等。 4.由存储器芯片组成主存及其与 CPU 的连接。 5.动态存储器的刷新，刷新周期和刷新的方法。 6.半导体只读存储器 ROM 的种类（MROM，PROM，EPROM）及特点，闪速存储 器的特点。 7.存储系统的设计目标：在一定的成本下获得尽可能大的存储容量和尽可能 高的存取速度，可靠性等。三级存储系统的结构框图。 8.解决主存与 CPU 速度不匹配的主要途径。 9.双端口存储器和相联存储器的工作原理及其应用。 10.多模块交叉存储器的工作原理，理想情况下的访问速度及带宽。 11.高速缓冲存储器 Cache 的工作原理主要是程序的局部性原理，Cache-主 存的存储管理主要由辅助的硬件实现。Cache 的命中率，Cache-主存系统的效率， 提高命中率的主要措施。 CPU 访存的平均周期： tA = H×tc + (1－H)tm 。 12.主存与 Cache 的地址映射及检索过程，Cache 的替换策略和写操作策略。 13.虚拟存储器的基本概念，主存-辅存层次的三种基本信息传送单位。 14.磁表面存储器的记忆原理和记录方式。 15.硬磁盘存储器的记录格式及其编址，磁盘存储器的基本组成。 16.硬磁盘存储器的主要技术指标、指标参数的计算及读/写一块数据所需的 时间。 17.光盘存储器的分类及基本工作原理。 18.本章主要的术语、概念
存储元、随机存取存储器、顺序存取存储器、半顺序存取存储器、ROM、RAM Cache、主存、内存、外存(辅存)、存储周期、静态存储器、动态存储器、刷 新、写操作、读操作、多模块交叉存储器、 Cache的命中率、双端口存储器、相 联存储器、虛拟存储器、地址映射、地址变换、道密度、位密度、平均定位时间、 平均等待时间、数据传输速率 第4章指令系统 1.两种指令系统的计算机:复杂指令系统计算机(CISC)和精简指令系统计 算机(RISC) 2.指令的基本格式,指令系统的分类,指令字长和机器字长是整倍数关系。 3.指令寻址的两种基本方式:顺序寻址方式和跳跃寻址方式 4.操作数的各种寻址方式,有效地址的形成,寻址范围 隐含寻址,立即寻址,直接寻址,间接寻址,寄存器寻址,相对寻址,变址 寻址,段寻址 5.堆栈的硬件结构:寄存器堆栈、存储器堆栈,重点是存储器堆栈的实现及 堆栈的应用。 6.精简指令系统计算机指令系统的特点,减少指令种类的一种有效做法是指 令的替代实现 7.指令格式的分析,寻址方式有效地址的计算。 8.本章主要的术语、概念 CISC、RISC、操作码、地址码、指令格式、形式地址、有效地址、寻址方式 指令字、指令系统、堆栈。 第5章中央处理器 1.CPU的功能:指令控制、操作控制、时间控制和数据加工。 CPU的组成:控制器和运算器;主要的寄存罨:PC、IR、AR、DR、AC PSW 2.控制器的主要功能及其组成。操作控制器的类型:组合逻辑控制器,微程 序控制器 3.时序信号的作用:为计算机各部件的协调工作提供时序标志 时序信号的基本体制:电位-脉冲制。节拍电位和节拍脉冲的配合问题。对 计算机启停电路的要求,总清信号的作用。 4.控制器的控制方式:同步控制、异步控制和联合控制三种。 5.组合逻辑(硬布线)控制器设计的主要步骤,如何形成微操作控制信号及 其通常采用的“三级时序体制” 6.微指令的基本格式,各部分位数的确定;微程序控制器的组成原理框图及 微程序控制的计算机的工作过程
存储元、随机存取存储器、顺序存取存储器、半顺序存取存储器、ROM、RAM、 Cache、主存、内存、外存（辅存）、存储周期、静态存储器、动态存储器、刷 新、写操作、读操作、多模块交叉存储器、Cache 的命中率、双端口存储器、相 联存储器、虚拟存储器、地址映射、地址变换、道密度、位密度、平均定位时间、 平均等待时间、数据传输速率。 第4章 指令系统 1.两种指令系统的计算机：复杂指令系统计算机（CISC）和精简指令系统计 算机（RISC）。 2.指令的基本格式，指令系统的分类，指令字长和机器字长是整倍数关系。 3.指令寻址的两种基本方式：顺序寻址方式和跳跃寻址方式。 4.操作数的各种寻址方式，有效地址的形成，寻址范围。 隐含寻址，立即寻址，直接寻址，间接寻址，寄存器寻址，相对寻址，变址 寻址，段寻址。 5.堆栈的硬件结构：寄存器堆栈、存储器堆栈，重点是存储器堆栈的实现及 堆栈的应用。 6.精简指令系统计算机指令系统的特点，减少指令种类的一种有效做法是指 令的替代实现。 7．指令格式的分析，寻址方式有效地址的计算。 8.本章主要的术语、概念 CISC、RISC、操作码、地址码、指令格式、形式地址、有效地址、寻址方式、 指令字、指令系统、堆栈。 第5章 中央处理器 1.CPU 的功能：指令控制、操作控制、时间控制和数据加工。 CPU 的组成：控制器和运算器；主要的寄存器: PC、IR、AR、 DR、 AC、 PSW。 2.控制器的主要功能及其组成。操作控制器的类型：组合逻辑控制器，微程 序控制器。 3.时序信号的作用：为计算机各部件的协调工作提供时序标志。 时序信号的基本体制：电位－脉冲制。节拍电位和节拍脉冲的配合问题。对 计算机启停电路的要求，总清信号的作用。 4.控制器的控制方式：同步控制、异步控制和联合控制三种。 5.组合逻辑（硬布线）控制器设计的主要步骤，如何形成微操作控制信号及 其通常采用的“三级时序体制”。 6.微指令的基本格式，各部分位数的确定；微程序控制器的组成原理框图及 微程序控制的计算机的工作过程
7.通常,微命令的编码方法有三种:直接表示法、编码表示法和混合表示法 分段编码的原则 8.后继微指令地址的产生方式:计数器方式,断定方式结合,多路转移方式 9.指令流水线的原理,流水线中的三种相关问题及解决方法;并行性的含义 并行性的三种主要形式。 10.本章主要的术语、概念 指令控制、操作控制、时间控制、指令周期、CPU周期、时钟周期、时钟脉冲 源、节拍电位发生器、控制器、指令流、数据流、指令部件、控制方式、同步控 制、异步控制、联合控制、组合逻辑(硬布线)控制器、指令周期流程图、控制 方式、微命令、微操作、微指令、微周期、微程序、微程序控制器、流水线、资 源相关、数据相关、控制相关。 第6章总线 1.总线的概念,总线的特点及带宽的计算。 2.单处理器系统中的总线类型:内部总线、系统总线和I/O总线。 3.总线的特性包括物理特性,功能特性,电气特性和时间特性。 4.微机系统中采用的标准总线有ISA、EISA、VESA和PCI等,重点是PCI 总线的特点及其数据传输速率。 5.单机系统中三种基本的总线结构:单总线结构、双总线结构和三总线结构, 特点是什么? 6.计算机中两种基本的信息传送方式:串行传送和并行传送。 7.ⅠO接口的基本功能,组成及分类。 8.串行数据接口UART的组成,异步串行码的字符格式。 9.集中式总线仲裁方式:链式查询方式,计数器定时查询方式和独立请求方 式及其特点 10.总线的定时:同步定时和异步定时;总线数据的传送模式 11.本章主要的术语,概念 总线、总线仲裁、主方(主设备)、从方(从设备)、接口、串行数据接口、 并行数据接口、波特、总线控制、同步定时,异步定时、HOST总线、PCI总线 ISA总线、带宽 第7章输入输出系统 1.常用外设的工作原理:键盘、CRT显示器、点阵式打印机、激光打印机 等。 2.实现主机与外设交换信息的方式有:直接程序控制方式,程序中断方式, 直接内存访问(DMA)方式,通道方式和外围处理机方式五种 3.IO接口的编址方式有统一编址和单独编址两种
7.通常，微命令的编码方法有三种：直接表示法、编码表示法和混合表示法； 分段编码的原则。 8.后继微指令地址的产生方式：计数器方式，断定方式结合，多路转移方式。 9.指令流水线的原理，流水线中的三种相关问题及解决方法；并行性的含义； 并行性的三种主要形式。 10.本章主要的术语、概念 指令控制、操作控制、时间控制、指令周期、CPU 周期、时钟周期、时钟脉冲 源、节拍电位发生器、控制器、指令流、数据流、指令部件、控制方式、同步控 制、异步控制、联合控制、组合逻辑（硬布线）控制器、指令周期流程图、控制 方式、微命令、微操作、微指令、微周期、微程序、微程序控制器、流水线、资 源相关、数据相关、控制相关。 第6章 总线 1．总线的概念，总线的特点及带宽的计算。 2.单处理器系统中的总线类型：内部总线、系统总线和 I/O 总线。 3.总线的特性包括物理特性，功能特性，电气特性和时间特性。 4.微机系统中采用的标准总线有 ISA、EISA、VESA 和 PCI 等，重点是 PCI 总线的特点及其数据传输速率。 5.单机系统中三种基本的总线结构：单总线结构、双总线结构和三总线结构， 特点是什么？ 6.计算机中两种基本的信息传送方式：串行传送和并行传送。 7.I/O 接口的基本功能，组成及分类。 8.串行数据接口 UART 的组成，异步串行码的字符格式。 9.集中式总线仲裁方式：链式查询方式，计数器定时查询方式和独立请求方 式及其特点。 10.总线的定时：同步定时和异步定时；总线数据的传送模式。 11.本章主要的术语, 概念 总线、总线仲裁、主方（主设备）、从方（从设备）、接口、串行数据接口、 并行数据接口、波特、总线控制、同步定时，异步定时、HOST 总线、PCI 总线、 ISA 总线、带宽。 第7章 输入输出系统 1.常用外设的工作原理：键盘、CRT 显示器、点阵式打印机、激光打印机 等。 2.实现主机与外设交换信息的方式有：直接程序控制方式，程序中断方式， 直接内存访问（DMA）方式，通道方式和外围处理机方式五种。 3. I/O 接口的编址方式有统一编址和单独编址两种
4.直接程序控制方式接口的基本组成,输入输出过程及其特点 5.中断的概念;程序中断方式接口的基本组成及其与直接程序控制方式接口 的基本组成之比较 6.中断源优先级排队的原则主要是根据中断源速度的高低、重要性和紧迫性 来考虑 7.通常,CPU响应可屏蔽中断请求的条件是什么?程序中断进程分哪三个阶 段?程序中断的额外开销是什么? 8.DMA控制器与CPU分时使用内存通常采用的方法有三种:停止CPU访 内,周期挪用,DMA与CPU交替访内。DMA控制器的组成及各主要部件在数 据交换过程中完成的功能;DMA控制器的分类。 9.DMA方式与程序中断方式的比较,程序中断方式与直接程序控制方式的 比较 10.本章主要的术语及概念 外围设备、CRT的分辨率、灰度级、刷新存储器、光栅扫描、中断、单级中 断、多级中断、中断源、中断系统、中断响应、向量中断、中断屏蔽、DMA 通道、IOP
4.直接程序控制方式接口的基本组成，输入输出过程及其特点。 5.中断的概念；程序中断方式接口的基本组成及其与直接程序控制方式接口 的基本组成之比较。 6.中断源优先级排队的原则主要是根据中断源速度的高低、重要性和紧迫性 来考虑。 7.通常，CPU 响应可屏蔽中断请求的条件是什么？程序中断进程分哪三个阶 段？程序中断的额外开销是什么？ 8.DMA 控制器与 CPU 分时使用内存通常采用的方法有三种：停止 CPU 访 内，周期挪用，DMA 与 CPU 交替访内。DMA 控制器的组成及各主要部件在数 据交换过程中完成的功能；DMA 控制器的分类。 9.DMA 方式与程序中断方式的比较，程序中断方式与直接程序控制方式的 比较。 10.本章主要的术语及概念 外围设备、CRT 的分辨率、灰度级、刷新存储器、光栅扫描、中断、单级中 断、多级中断、中断源、中断系统、中断响应、向量中断、中断屏蔽、DMA、 通道、IOP