計(jì)算機(jī)組成原理課程考核說(shuō)明

二、命題依據(jù)：電大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(本科)“計(jì)算機(jī)組成原理”課的教學(xué)大綱的要求。三、考核要求：本課程面向電大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)層次：了解，理解和應(yīng)用。采用形成性考核和期末終結(jié)性考核相結(jié)合的方式，即期末考試與平時(shí)成考核方式，最終總成績(jī)達(dá)到或超過(guò)60分為通過(guò)。平％，以電大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(本科)“計(jì)算機(jī)組成原理”課的教學(xué)大綱的要求為準(zhǔn)。教材每一章節(jié)均有教學(xué)要求與導(dǎo)學(xué)部分，每章后又有作業(yè)與思考題。考核內(nèi)容與要求的具體規(guī)定為難，在下面給出的試題類型與參考答案將能比較充分地體現(xiàn)出來(lái)。答案：考核的知識(shí)點(diǎn)：(1)十進(jìn)制的小數(shù)、整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。(2)二進(jìn)制的小數(shù)、整數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示。技巧性問(wèn)題：轉(zhuǎn)換十107/28時(shí)，采用的不是先變其為小數(shù)之后再轉(zhuǎn)換，而是先轉(zhuǎn)換答案：多路選通通用寄存器組多路選通通用寄存器組控制信號(hào)：選擇ALU操作功能，選擇參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)，結(jié)果處理萬(wàn)案考核的知識(shí)點(diǎn)：B表示為規(guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)，要求階碼用4位(臺(tái)階碼符號(hào))移碼表示，尾數(shù)用8位(含浮點(diǎn)數(shù)的符號(hào))原碼表示；再寫(xiě)出A答案：計(jì)算A十B：考核的知識(shí)點(diǎn)：答案：再讀一次內(nèi)存得到操作數(shù)；與變址偏移值相加得到操作數(shù)的地址，再讀一次指令中不直接給出內(nèi)存地址，而是選用默認(rèn)的堆棧指針寄存器中的內(nèi)容為?？偘橛行薷亩褩Ｖ羔樀牟僮?。考核的知識(shí)點(diǎn)：答案：(1)程序計(jì)數(shù)器(PC)的內(nèi)容送地址寄存器；保存運(yùn)算結(jié)果的特征狀態(tài)。(4)檢查有無(wú)中斷請(qǐng)求，有，則響應(yīng)中斷，無(wú)則轉(zhuǎn)入下一條指令的執(zhí)行過(guò)程。條件相對(duì)轉(zhuǎn)移指令，指令中給出操作碼和相對(duì)轉(zhuǎn)移偏移值，條件轉(zhuǎn)移要依據(jù)條件；的執(zhí)行過(guò)程?？己说闹R(shí)點(diǎn)：(1)典型指令的指令格式設(shè)計(jì)。(2)典型指令的執(zhí)行步驟設(shè)計(jì)。答案：組合邏輯的控制器和微程序的控制器是計(jì)算機(jī)中兩種不同類型的控制器，其共同點(diǎn)是：指令執(zhí)行步驟的辦法，提供控制信號(hào)的方案不一樣，組合邏輯控制器是用節(jié)拍發(fā)生器指明指令執(zhí)行步驟，用組合邏輯電路直接給出應(yīng)提供的控制信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行速度明顯地快，缺優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單些，易于用于實(shí)現(xiàn)系列計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的控制器，理論上可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)微程序設(shè)計(jì)?？己说闹R(shí)點(diǎn)：(1)組合邏輯和微程序的兩種控制器的功能與組成。(2)組合邏輯和微程序的兩種控制器的運(yùn)行原理。(3)組合邏輯和微程序兩種控制器的應(yīng)用場(chǎng)合與優(yōu)缺點(diǎn)。答案：建立在程序運(yùn)行的局部性原理之上的，即在一小段時(shí)間內(nèi)，運(yùn)行的程序只使用少量的指令和少量的數(shù)據(jù)，而這少量的指令和少量的數(shù)據(jù)往往又集中在存儲(chǔ)器的一小片存儲(chǔ)區(qū)域中，指令順序執(zhí)行比轉(zhuǎn)移執(zhí)行的比例要大，故可以按對(duì)所使用的指令和數(shù)據(jù)的急迫和頻繁程度，將其存入容量、速度、價(jià)格不同的存儲(chǔ)器中，從而取得更高的性能價(jià)比。一致性原則，指保存在不同級(jí)的存儲(chǔ)器中同一個(gè)數(shù)據(jù)必須有相同的值保存在內(nèi)層存儲(chǔ)器(靠近CPU)中的數(shù)據(jù)一定也被保存在外層存儲(chǔ)器中，即保存在內(nèi)層存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)只是已保存在外層存儲(chǔ)器中更多數(shù)據(jù)中的一小部分的復(fù)制品?？己说闹R(shí)點(diǎn)：(1)多級(jí)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的運(yùn)行原理；(2)多級(jí)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器系統(tǒng)運(yùn)行的必備條件(基本原則)。2．用16K×8bit的靜態(tài)存儲(chǔ)器器件并畫(huà)出該主存儲(chǔ)器的邏輯框圖，說(shuō)明地址總線和數(shù)據(jù)總線的位數(shù)，該存儲(chǔ)器與16位字長(zhǎng)的答案：8字?jǐn)U展，為實(shí)現(xiàn)16位的字長(zhǎng)，每個(gè)字要用2片芯片實(shí)現(xiàn)位擴(kuò)展，故該主存總計(jì)用S片存儲(chǔ)8 讀寫(xiě)控制信號(hào)送到每個(gè)內(nèi)存片，省略未畫(huà)?？己说闹R(shí)點(diǎn)：(1)動(dòng)態(tài)與靜態(tài)存儲(chǔ)器芯片的不同特性。(2)內(nèi)存系統(tǒng)與CPU之間的連接關(guān)系。什么?通用可編程接口一詞中的通用和可編程是何含義。(10分)答案：與設(shè)備間交換數(shù)據(jù)時(shí)的緩沖問(wèn)題;控制寄存器，用于存放CPU送到接口的控制命令等；狀態(tài)中斷，響應(yīng)中斷及處理等；其它可能有關(guān)的電路(如電平轉(zhuǎn)換、串并行轉(zhuǎn)換等)?！巴ㄓ每删幊探涌谝辉~中的通用，是指該接口電路右多種功能和用法，可編程計(jì)算機(jī)指令指定該接口的功能、運(yùn)行方式、運(yùn)行控制參數(shù)等?？己说闹R(shí)點(diǎn)?::(2)通用、可編程接口電路中的有關(guān)概念。(3)通用、可編程接口電路的初始化和使用問(wèn)題。答案：激光打印機(jī)原理性組成，記錄鼓，帶電器，印字機(jī)控制器，碳粉盒，打印紙及其走紙機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)印裝置，加熱部分等。置上的電荷，當(dāng)記錄鼓轉(zhuǎn)動(dòng)到碳粉盒處，有打印點(diǎn)要求的位置上的電荷會(huì)轉(zhuǎn)印裝置上所加的更強(qiáng)的反向電荷將把記錄鼓上所帶有字形碳粉吸引到打印紙上,加熱部分將把紙上的碳粉熔化并烘干，使已在打印紙上的字形牢固地保存下來(lái)，完成了打印過(guò)程?？己说闹R(shí)點(diǎn)：(1)激光打印機(jī)原理性組成。(2)激光打印機(jī)完成打印操作的運(yùn)行過(guò)程。答案：總線上的BURST傳送方式是通過(guò)一次，：數(shù)據(jù)傳送;正常傳送方式是通過(guò)一次地址時(shí)間跟一次數(shù)據(jù)時(shí)間來(lái)完成一個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程。一次中斷的響應(yīng)與處理過(guò)程：當(dāng)有中斷請(qǐng)求時(shí)*若此時(shí)系統(tǒng)允許中斷，CPU正在處理的應(yīng)中斷。處理中斷的過(guò)程：關(guān)中斷；保存斷點(diǎn)，保存現(xiàn)場(chǎng)；判中斷源并轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序；開(kāi)中斷；執(zhí)行中斷服務(wù)程序；關(guān)中斷；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，恢復(fù)斷點(diǎn)；開(kāi)中斷；返回?cái)帱c(diǎn)?！笨己说闹R(shí)點(diǎn)：(1)總線的兩種(正常與BURST)工作方式。(2)響應(yīng)中斷的條件與時(shí)刻。(3)一次中斷的完整處理過(guò)程。(4)常用的輸入/輸出方式。(5)DMA接口的組成及DMA的工作過(guò)程。計(jì)算機(jī)組成原理是中央電大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(本科)核心必修課程，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和其他有關(guān)課程的基礎(chǔ)。本課程重點(diǎn)是講授簡(jiǎn)單、單臺(tái)計(jì)算機(jī)的理與內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制。課程內(nèi)容的工程性、技術(shù)性、實(shí)用性都比較強(qiáng)，因此，在傳成的原理性知識(shí)之外，還應(yīng)有較多的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練；設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練主要通過(guò)教解的重要環(huán)節(jié)。期末考試主要考核同學(xué)們對(duì)該課程中原理性和技術(shù)方面的知識(shí)掌握的程度。5章，其中第1章內(nèi)容不作為期末考試的要求，屬于考試的部分只限于第2章到第5章的內(nèi)還有兩點(diǎn)要特別強(qiáng)調(diào)一下，復(fù)習(xí)時(shí)的注意力，千是不應(yīng)該放在教材中某些實(shí)具體內(nèi)容方面；二是不應(yīng)該太多地關(guān)注具體技術(shù)細(xì)節(jié)方面，而是要更多地機(jī)組成有關(guān)的原理性知識(shí)，和帶有一定主導(dǎo)意義的技術(shù)思路方面的內(nèi)容。下面分章來(lái)介紹期末復(fù)習(xí)內(nèi)容。第2章數(shù)據(jù)表示、運(yùn)算和運(yùn)算器部件二、掌握數(shù)制轉(zhuǎn)換(二、八、十六進(jìn)制和十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換)。三、掌握撿錯(cuò)糾錯(cuò)碼的概念，即，主要是海明碼的編碼基本概念(參考教材P四、掌握定點(diǎn)小數(shù)和整數(shù)的表示，以及原碼、反碼、補(bǔ)碼表示。五、掌握補(bǔ)碼加減運(yùn)算的方法。六、掌握浮點(diǎn)數(shù)的表示，了解階碼的位數(shù)，尾數(shù)的位數(shù)對(duì)浮點(diǎn)點(diǎn)表示中；。機(jī)器零的編碼是什么。七、掌握原碼一位乘法的算法以及具體運(yùn)算。八、掌握補(bǔ)碼一位除法的實(shí)現(xiàn)算法(參考教材P90—九、了解教學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)運(yùn)算器部分的結(jié)構(gòu)框圖，掌握實(shí)際機(jī)器運(yùn)算器部分的各開(kāi)關(guān)、第3章指令、指令系統(tǒng)和控制器部件二、了解基本的尋址方式，掌握形式地址和有效地址的概念。三、重點(diǎn)了解控制器的功能與組成(包括微程序的和組合理輯的控制器)，在此基礎(chǔ)上，認(rèn)真看懂幾條基本指令的執(zhí)行步驟，掌握正確寫(xiě)出給定指令(控制器有中斷功能時(shí))的執(zhí)行步提升到指令執(zhí)行步驟的劃分和連接關(guān)系方面來(lái)。程中，如何考慮和原有指令的關(guān)系。三、掌握Cache的運(yùn)行原理，并和主存的工作做比較。四、掌握虛擬地址轉(zhuǎn)換的基本內(nèi)容。五、了解使用磁盤(pán)陣列技術(shù)的好處是什么。第5章輸入/輸出設(shè)備與輸入/輸出系統(tǒng)二、掌握計(jì)算機(jī)總線的基本概念，總線的構(gòu)成。三、了解教學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)的總線系統(tǒng)概況。程等。五、掌握中斷系統(tǒng)的有關(guān)概念，DMA的基本工作過(guò)程。本次考試題型分為：總的特點(diǎn)是：題量中等、難度中等、綜合性較強(qiáng)。所以復(fù)習(xí)時(shí)記硬背?！队?jì)算機(jī)組成原理》模擬試題一位和數(shù)值位共8位)。推導(dǎo)過(guò)程：判斷是有權(quán)碼還是無(wú)權(quán)碼：(2)浮點(diǎn)數(shù)表示中的隱藏位技術(shù)作用是什么?在什么時(shí)刻示的要求。得到操作數(shù)的尋址處理過(guò)程。什么含義，總線的等待狀態(tài)是什么含義?結(jié)論：該編碼系統(tǒng)是有權(quán)碼。二、再讀一次內(nèi)存得到操作數(shù)；(3)變址尋址，形式地址為變址寄存器名(或編號(hào))和變址偏移值，把變址寄存器中的內(nèi)容與變址偏移值相加得到操作數(shù)的地址，再讀一次(4)堆棧尋址，通常形式地址為將寫(xiě)入堆棧的、或接收堆棧讀出內(nèi)容的寄存器名(或編寫(xiě)堆棧總伴有修改堆棧指針的操作。令中給出判斷是否執(zhí)行轉(zhuǎn)移所依據(jù)的條件。(2)子程序調(diào)用指令與轉(zhuǎn)移指令的區(qū)別，在于子程序調(diào)用指令轉(zhuǎn)移回的操作，而一般的轉(zhuǎn)移指令，并不涉及轉(zhuǎn)移走后是否和如何再次轉(zhuǎn)移回來(lái)。(1)微程序順序執(zhí)行時(shí)，下地址為本條微指令地址加l。(2)在微程序必定轉(zhuǎn)向某一微地址時(shí)，可以在微指令字中的相關(guān)字段中給出該地址值。(3)按微指令(上一條成本條)的某一執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)，選擇順序執(zhí)行或轉(zhuǎn)向某一地址。(4)從微堆棧中取出從微子程序返回到微主程序斷點(diǎn)的返回地址，用于微于程序返回處理。(5)依條件判斷轉(zhuǎn)向多條微指令地址中的某一地址的控制。(1)其作用是提供執(zhí)行每一條指令的步驟(時(shí)序)標(biāo)記信號(hào)和時(shí)序脈沖信號(hào)。看指令執(zhí)行狀態(tài)的有關(guān)信息等，確定出下一個(gè)時(shí)序狀態(tài)的值。三、(1)采用多級(jí)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的目的，是通過(guò)把讀寫(xiě)速度高、但成本最高的高速緩沖存儲(chǔ)器，與讀寫(xiě)速度略慢、但容量可以更大、價(jià)格適中的主讀寫(xiě)速度最慢、但容量可以極大、存儲(chǔ)價(jià)格最低的高速磁盤(pán)空間(虛擬存儲(chǔ)器)，組織成統(tǒng)一管理與調(diào)度的一體化的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，以便達(dá)到高速度、大容量、低價(jià)格的目的，更高的運(yùn)行性能/價(jià)格比的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。(2)高速緩沖存儲(chǔ)器用靜態(tài)存儲(chǔ)器芯片實(shí)現(xiàn)，主存儲(chǔ)器用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器使用的是高速磁盤(pán)上的一片存儲(chǔ)空間。(1)使用多體結(jié)構(gòu)的主存儲(chǔ)器，是為了使用可以獨(dú)立讀寫(xiě)的多個(gè)存行讀寫(xiě)、快速得到多個(gè)數(shù)據(jù)的能力，緩解單個(gè)主存儲(chǔ)器讀寫(xiě)速度侵的矛盾。(2)在多體結(jié)構(gòu)的主存儲(chǔ)器中，通常多選用把相鄰的存儲(chǔ)字存放在蓋)地讀寫(xiě)地址相鄰的幾個(gè)存儲(chǔ)字。(1)寫(xiě)一次型光盤(pán)設(shè)備由光盤(pán)機(jī)和盤(pán)片組成。光盤(pán)機(jī)由主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)位機(jī)構(gòu)、激光器、光束分離器和光聚焦鏡等組成。光盤(pán)是圓形的、用于記錄信息的盤(pán)片，由基板、鋁質(zhì)反射層和薄金屬膜三層結(jié)構(gòu)組成，(2)激光器可以產(chǎn)生一定亮度(強(qiáng)度)的激光束，是光源部件。光束分離器把接收到的激光束分成為寫(xiě)光束和讀光束兩部分。調(diào)制器用于控制是否要讓寫(xiě)光束通過(guò)。寫(xiě)光束反射鏡和聚焦鏡實(shí)現(xiàn)尋道定位，把寫(xiě)光束聚焦為很細(xì)的光束打到指定的光照射到指定的光盤(pán)位置，但它的能量很弱，不會(huì)改變金屬膜的反射特性，只會(huì)把有無(wú)小坑通過(guò)反射光的強(qiáng)弱表現(xiàn)出來(lái)，反射回來(lái)的光被送到光敏二極管，從而確是“1”信號(hào)還是“0”信號(hào)。由于金屬膜的反射特性