《電腦群組成原理》知識點複習

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《一》計算題

１. [x]原=0.11001110           [-x]原=（1.11001110）

[-x]反=（1.00110001）      [-x]補=（1.00110010）

２. x=-0.1011=11011，x補=10101y=-0.0101=10101，y補=11011，y補補=10101x+y=x補+y補=10101+11011=110000=-1.0000   (最後一步按2模數)x-y=x補-y補=x補+y補補=10101+10101=101010=01010x-y結果反號，產生錯誤，原因是結果超出四位元表示範圍補救措施為取雙符號位補碼，符號位為00表示正數，符號位為11表示負數符號位為01或10表示產生溢出。此時有x=-0.1011=111011，x補=110101y=-0.0101=110101，y補=111011，y補補=110101x+y=x補+y補=110101+111011=1110000=-1.0000   (最後一步按4模數)x-y=x補-y補=x補+y補補=110101+110101=1101010=101010符號位為10，表示結果產生“下溢出”，即計算結果<-1

溢出的寫“溢出”。

《二》填空題

1.如果邏輯電路的輸出狀態僅和當時的輸入狀態有關，與過去的輸入狀態無關，稱這種邏輯電路為組合邏輯電路。

2.三態門的“三態”指的是正常0態，正常1態和高阻狀態。

3.如果邏輯電路的輸出狀態不僅和當時的輸入狀態有關，而且還與過去的輸入狀態有關，稱這種邏輯電路為時序邏輯電路。

4.時序電路中必須要有能儲存資訊的記憶元件——觸發器。

5.按時鐘控制方式來分，觸發器分為電位觸發器，邊沿觸發器和主從觸發器。

6.電位觸發器在電腦中常用來組成暫存器。邊沿觸發器又稱為延遲型觸發器。常用來組成寄存器。主從觸發器有計數功能，常用來組成計數器。

7.廣泛使用的SRAM和DRAM都是半導體隨機讀寫儲存空間。前者的速度比後者快，但整合度不如後者高。

8.雙連接埠儲存空間和多模組交叉儲存空間屬於並行儲存空間結構，其中前者採用空間並行技術，後者採用時間並行技術。

9.某電腦字長32位，其儲存容量為64MB，若按字編址，它的儲存系統的地址線至少需要24條。

10.某DRAM晶片，其儲存容量為512k×8位，該晶片的地址線和資料線的數目分別是19和8。

11.CPU從記憶體取出一條指令並執行該指令的時間稱為指令周期，它常用若干個（CPU周期）來表示。

12.形成指令地址的方法稱為指令定址，通常是順序定址，遇到轉移指令時（跳躍）定址。

13.RISC指令系統的最大特點是：只有load指令和（store）指令訪問儲存空間，其餘指令的操作均在寄存器之間進行。

14.形成運算元有效地址的方法，稱為定址方式。

15.控制組件向執行組件發出的各種控制命令叫作微命令。

16.把在同一CPU周期內並存執行的微操作控制資訊，儲存在控制儲存空間裡，稱為一條微指令。

17.寄存器間接定址方式中，運算元處在儲存空間中。

18.CPU中跟蹤指令後繼地址的寄存器是程式計數器。

19.單地址指令中為了完成兩個數的算術運算，除地址碼指明的一個運算元外，另一個常需採用隱含定址方式。

20.運算器和控制器合稱為CPU。

《3》簡答題

1.     CPU執行一段程式時，cache完成存取的次數為2200次，主存完成存取的次數為80次，已知cache存取周期為40ns,主存存取周期為160ns,求cache的命中率和平均訪問時間。

2.     解答：

第一問：2200/（2200+80）=96%

第二問：（40*2200+160*80）/（2200+80）=44.2（ns）

3.     某匯流排在一個匯流排周期中並行傳送32位元據，假設一個匯流排周期等於一個匯流排始終周期，匯流排時鐘頻率為33MHz，匯流排頻寬是多少？如果一個匯流排周期中並行傳送8個位元組的資料，匯流排時鐘頻率升至66MHz，匯流排頻寬是多少？

解答：

第一問：32/8*33M=132MB/s（3分）

第二問：8*66M=528MB/s（2分）

4、簡述儲存空間的分級結構和特點？

儲存空間的分級結構從上到下依次是：①高速緩衝儲存空間簡稱cache，它是電腦系統中的一個高速小容量半導體儲存空間。

②主儲存空間簡稱主存，是電腦系統的主要儲存空間，用來存放電腦運行期間的大配量序和資料。

③外儲存空間簡稱外存，它是大容量輔助儲存空間。

特點：①速度快的儲存空間價格貴，容量小；

②價格低的儲存空間速度慢，容量大。

5、什麼是運算元的定址方式？運算元通常放在哪兒？

形成運算元有效地址的方法，稱為定址方式。

①運算元包含在指令中；

②運算元包含在CPU的某一個內部寄存器中；

③運算元包含在主儲存空間中；

④運算元包含在I/O裝置的連接埠中。

6、微指令和微命令有什麼不同？微命令的編碼方法有哪些？

微命令：控制組件向執行組件發出的各種控制命令叫作微命令。

微指令：把在同一CPU周期內並存執行的微操作控制資訊，儲存在控制儲存空間裡，稱為一條微指令。

微命令編碼有三種方法：

①直接標記法；

②編碼錶示法；

③混合標記法。

7．說明指令流水線的主要問題，以及解決這些問題的方法？

資源相關性；延遲，增設組件；資料相關性；設定緩衝器，定向傳送；控制相關性；延遲轉移，轉移預測。

8．說明cache的替換策略主要有哪幾種，及它們的特點？

最不經常使用演算法（LFU），不能反映近期使用方式；近期最少使用演算法（LRU），能反映近期使用方式；隨機替換，容易實現，速度快。

9.電腦的五級層次是怎麼劃分的？

①第一級是微程式設計級。

②第二級是一般機器級，也稱為機器語言級，它由微程式解釋機器指令系統。

③第三級是作業系統級，它由作業系統程式實現。

④第四級是組合語言級，它給程式人員提供一種符號形式語言，以減少程式編寫的複雜性。

⑤第五級是進階語言級，它是面向使用者的，為方便使用者編寫應用程式而設定的。

7.說明主存與cache的映射方式主要有哪幾種，及它們的特點？

全相聯映射，靈活，比較子難於設計；直接映射，簡單，容易衝突；組相聯映射，有一定的靈活性，衝突減少。

10．列舉出5種基本的定址方式？

立即數定址；寄存器定址；直接定址；間接定址；變址定址；相對定址；基址變址定址；相對基址變址定址。

 

 

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