题型
一、选择题（每题1分，共10分）
二、填空题（每空1分，共10分）
三、判断题（每题1分，共5分）
四、简答题（每题6分，共18分）
五、应用题（共5题，共57分）最后一题为论述题
第1章 概论
计算机的主要组成
计算机系统是由硬件系统和软件系统的
计算机硬件系统由以下五个部件构成：
1.运算器：进行算术运算和逻辑运算
2.存储器：用来存放程序和数据
3.控制器：控制计算机的各部件有条不紊地进行工作
4.输入设备：把人们认识的信息方式转化成计算机识别的二进制形式
5.输出设备：把计算机处理的结果转换为人能识别的信息形式
冯诺依曼的设计思想
采用二进制计算，指令和数据放同一个存储器，存储程序并按照地址顺序执行。
计算机系统的层次结构
第5级 高级语言级-编译程序
第4级 汇编语言级-汇编程序
第3级 操作系统级-操作系统
第2级 一般机器级-微程序
第1级 微程序设计级/逻辑电路级-直接由硬件执行
第1、2级为硬件级
第2章 运算方法和运算器
二进制数的原码、反码、补码和移码表示以及各机器码的特点
原码0有两种表示方法，正0（00000000）和-0（10000000），
都表示真值0；补码0只有唯一的表示（00000000），而（10000000）被人为定义为最小负数，即-128。所以补码能表示的真值比原码多一个。
奇偶校验码
定点数加减法，补码加法、补码减法
变形补码方法判溢出
计算机组成原理2023/12/1补码加减法 – LeonardFrye交流平台 (qinggongxinxi.site)
浮点数加减法运算步骤
1.0操作数检查：检查其操作数是否为0，如果有一个数为0，没必要进行后续的计算
2.对阶：使两个数阶码相同，小阶向大阶看齐
3.位数加减计算：
4.规格化：不满足小数点10或01规则就向左规格化，如果出现溢出，即两符号位不等，则向右规格化
5.舍入：舍0入1法，即在尾数右移时，被移去的最高数值位为0，则舍去
被移去的最高数值位为1，则在尾数末尾加1
恒置1法，尾数右移时，不论丢掉的最高数值位是1还是0，都使右移后的尾数末位恒置1。
6.溢出判断：看阶码，00/11不溢出，01或者10溢出
最后看是否需要写成真值。
计算机组成原理2023/12/1浮点加减法 – LeonardFrye交流平台 (qinggongxinxi.site)
第3章 存储系统
多层次的存储结构
寄存器+cache——CPU内
cache+主存储器——主板内
磁盘 光盘——主板外
磁带——离线
这样存储的好处是：存储设备越靠近 CPU 速度越快，容量越小，价格越贵。每一种存储器设备只和它相邻的存储设备打交道。
给定芯片，设计存储器
画组成逻辑图
步骤:1.分析片数 2.设计三种线的方案 3.画图
双端口存储器原理
双端口存储器是一种特殊类型的存储器，具有两个独立的读写接口。每个接口都可以独立地执行读取和写入操作，且不会相互干扰。这意味着两个不同的设备可以同时访问存储器的不同部分，而不需要进行时序的调整或等待。空间并行，但是成本增加。
Cache
作用：解决CPU和主存之间速度不匹配的问题
映射：
全相联：使主存的一个块直接复制到cache中的任意一行-命中率高，空间利用率高
直接：一个主存块只能拷贝到cache的一个特定行位置去-难度高，速度低
组相联：cache分成u组，每组v行，被称为v路组相联。
虚拟存储器：管理方式：页式、段式、段页式
第4章 指令系统
指令系统的概念：一台计算机中所有机器指令的集合
指令格式：哪2个组成部分？什么作用？
| 操作码字段OP | 地址码字段A |
A地址码表示一条指令中有几个操作数地址，可将该指令称为几操作数指令或及地址指令
指令寻址方式
操作数的寻址以及各寻址方式的原理
立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、相对寻址
第5章 中央处理器
CPU的基本功能：指令控制、操作控制、时间控制、数据加工（前三个是控制器的功能，最后一个是运算器的功能）
CPU的主要寄存器的功能：
1.数据缓冲寄存器（DR）：暂时存放ALU的运算结果
2.指令寄存器（IR）：用来把偶操你当前正在执行的一条指令
3.程序计数器（PC）：确定下一条指令的地址
4.数据地址寄存器（AR）：保存CPU所访问的数据存储器单元的地址
5.通用寄存器（R0 R1 R3…）：存放要处理的数据
6.程序状态字寄存器（PSWR）：保存有没有进位之类的条件码
微程序控制器
机器指令与微指令的关系
微指令：在一个CPU周期中，一组实现一定功能的微命令的组合
微程序：实现一条机器指令功能的许多条微指令组成的序列
程序{机器指令{微程序{微指令1{微命令1，微命令2…}；微指令2…}}}
流水CPU
时空图，相关问题
第6章 总线系统
总线的特性
物理特性：总线的物理连接方式
功能特性：描述总线中每一根线的功能
电气特性：每根线上信号的传递方向及有效电平范围
时间特性：每根线什么时间有效
总线仲裁
分类：集中式仲裁和分布式仲裁
三种集中式总线仲裁的区别与各自特点
a.菊花链查询方式
对电路故障敏感，优先级固定，优先级低的设备可能长期不能使用总线
b.计数器定时查询方式
灵活但是线数多，成本提升
c.独立请求方式
响应时间快
第8章 输入输出系统
四种交换方式的基本特点
程序查询方式：外围设备慢，白白消耗CPU的时间
中断方式：服务开销时间大
DMA方式：数据传送速度很高
通道方式：硬件要求高
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