组成原理复习试题及答案

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1、（**重点在前面）（性能指标不考）1.计算机系统的基本组成1.冯·诺依曼结构的主要思想：计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件组成。**核心思想：存储程序控制。*⑴计算机(指硬件)应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成;*⑵计算机内部采用二进制来表示指令和数据;*⑶将编好的程序和原始数据事先存入存储器中,然后再启动计算机工作2.问题：“总线结构”有什么好处？可扩充性好（允许将新的符合标准的模块插入总线形成各种配置）、节省器件，体积小，价格便宜3.冯·诺伊曼体系结构：五个基本部分和计算机执行的四个基本步骤五个基本部分：

2、一个算术逻辑单元，一个控制单元，一个存储器，一些输入/输出设备和在这些部分之间提供数据通路的总线。四个基本步骤：1）以程序计数器的内容为地址，从存储器中取出下一条指令；2）给程序计数器的内容加上这条指令的长度;3）控制单元对这条指令译码，控制单元根据译码结果命令计算机的其它部分执行一些操作；指令可以改变程序计数器的内容，以便执行循环操作或分支操作；4）返回第1步4.计算机系统的基本组成一个完整的计算机系统应该包括硬件和软件两大部分。硬件是指构成计算机的所有物理部件的集合，这些部件是由电子元器件、各类光机电设备、电子线路等构成的有形物体。软件是指运行、维护、管理及应用

3、计算机所编制的所有程序的总和。硬件是计算机系统的物质基础，软件必须在硬件的支持下才能运行。冯·诺依曼计算机在结构上是以运算控制器为中心，随着计算机体系结构的发展，而逐渐演变到现在以存储系统为中心。•冯·诺依曼计算机的工作方式，称为指令流（控制流）驱动方式，即按照指令的执行序列，依次读取指令，根据指令所含的控制信息，调用数据进行处理。非诺依曼体制计算机采用数据流驱动的工作方式，只要数据已经准备好，有关的指令可并行执行•5.计算机的功能部件•计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成。–运算器与控制器合称为中央处理机CPU（CentralProces

4、singUnit）。CPU是计算机的核心部件。–存储器用来存放程序和数据。可以和CPU直接交换信息。–输入、输出设备（简称I/O设备）是计算机与外界联系的桥梁。这三大部分以某种方式互相连接，构成计算机的硬件系统。1）主存储器主存储器，也称内存储器，指CPU能够直接访问的存储器，简称主存或内存。主存存放当前计算机运行所需要的程序和数据，以便向CPU高速传送信息。主存容量一般较小，但存取速度高。辅助存储器（外存储器，简称辅存或外存）用来存放当前暂时不用的程序和数据，在需要时可与主存成批交换数据。常用的外存储器有磁盘机，磁带机和光盘机等。外存储器属于外部设备2）中央处理器

5、CPUCPU主要包括运算器和控制器两大部分。–运算器是对信息进行加工处理的部件。这些功能是由CPU内一个称之为算术与逻辑运算部件ALU完成的。此外，运算器中还含有能暂时存放数据或结果的寄存器。–控制器是整个计算机的指挥中心，它根据事先编好的程序，产生各种控制信号，控制计算机的各部件有条不紊自动、协调工作。–程序计数器PC(ProgramCounter)–指令寄存器IR(InstructionRegister)–指令译码器ID–控制单元CU(ControlUnit)–时序部件等（3）I/O系统•I/O系统包括输入设备和输出设备及其相应的接口。•CPU、主存储器、I/O

6、接口电路组成主机，输入、输出设备和外存储器组成外部设备。6.翻译程序(Translator)有三类：汇编程序(Assembler)：汇编语言源程序→机器语言目标程序编译程序(Complier)：高级语言源程序→汇编/机器语言目标程序解释程序(Interpreter)：将高级语言语句逐条翻译成机器指令并立即执行,不生成目标文件。7.总线是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。（总线分类1)片内总线2)系统总线–数据总线–地址总线–控制总线3)通信总线）•8.对于某种特定的指令集体系结构，提高计算机性能的主要途径有：–提高时钟频率（流水线）–优化处理器中数据

7、通路的结构以降低CPI（单周期/多周期/流水线）采用编译优化措施来减少指令条数或降低指令复杂度（指令系统）1）存储程序的概念存储程序就是把编好的程序(由计算机指令组成的序列)和原始数据预先存入计算机的主存储器中，使计算机在工作时能够连续、自动、高速地从存储器中取出一条条指令并加以执行，从而自动完成预定的任务（冯·诺依曼1946年提出）。2）机器数的表示中，哪种编码中，零的表示是唯一的？（补码0唯一，可表示到-256）*真值：带正、负号的数的实际值，如＋3，－5等。*机器数：数在计算机中的二进制表示形式。机器数中：无符号数—》所有二进位都用来表示数值，000000