【计算机组成原理试题库知识点详解】
1. **寻址方式**:寻址方式是计算机指令系统的核心组成部分,用于确定操作数在计算机系统中的位置。题目中提到了立即寻址、变址寻址、间接寻址和寄存器寻址。其中,立即寻址直接在指令中包含操作数,变址寻址通过基址加偏移的方式找到操作数,间接寻址通过内存地址查找操作数,而寄存器寻址则是通过CPU内部寄存器直接获取操作数。选择不同的寻址方式可以缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性。
2. **存储容量与寻址范围**:计算机的存储容量和寻址范围是密切相关的。16位字长的计算机,如果存储容量为64KB(2^16 bits),按字编址时,寻址范围就是32K(2^15 words),因为一个地址对应一个字,16位字长的计算机每个地址可以存放1个16位的字。
3. **RAM芯片引线数目**:512*8位的RAM芯片,除了电源和接地端,至少需要19条引线。计算方法是2个地址线(因为512=2^9,所以需要9条地址线,但题目中考虑了电源和地,所以减去2条),8条数据线,加上读/写控制线和其他必要的控制线。
4. **指令系统设计目的**:指令系统的多样性和寻址方式的设计主要是为了缩短指令长度,提高执行效率,扩大程序的寻址能力,以及提供扩展操作码的可能,同时降低指令的解码难度,从而提升整个计算机系统的性能。
5. **寄存器间接寻址**:在这种寻址方式下,操作数位于存储单元中,而存储单元的地址存储在指定的寄存器中。
6. **RISC概念**:RISC是精简指令系统计算机的缩写,强调简化指令集,优化处理器硬件,提高执行效率。
7. **CPU中断响应时间**:CPU通常在当前指令执行完毕后响应中断,即执行周期结束。
8. **虚拟存储器**:虚拟存储器由主存-辅存两级存储器构成,提供较大的逻辑地址空间,弥补主存容量不足的问题。
9. **DMA(直接存储器访问)**:DMA在访问主存时,可以阻止CPU访问,以避免两者冲突,待DMA操作完成后再恢复CPU的工作。
10. **浮点数表示**:浮点数的表示范围和精度由阶码的位数和尾数的位数决定,这两个因素影响了浮点数能够表示的最大和最小数值,以及其精度。
11. **中断向量**:中断向量提供了中断服务程序的入口地址,使得CPU知道如何响应特定中断。
12. **先行进位加法器**:先行进位设计旨在加速加法运算,提前传递进位信号,提高计算速度。
13. **总线请求方式**:在独立请求方式下,每个设备都有自己的请求和响应信号,N个设备即有N个请求信号和N个响应信号。
14. **高速缓冲存储器(Cache)**:Cache的作用是解决CPU与主存速度不匹配的问题,它提供了一层快速访问的存储空间,缓存最近常用的数据。
15. **计数器定时查询方式**:计数器从0开始,设备号小的设备优先级高,先使用总线。
16. **Cache地址映射**:全相联映射允许主存中的任何块映射到Cache的任意位置。
17. **无条件转移指令**:无条件转移指令通常将指令中的地址码送入程序计数器(PC),改变程序的执行顺序。
18. **中断响应条件**:CPU响应中断请求需在外部设备完成工作且系统允许中断时进行。
19. **数据传输方式**:程序查询方式下,CPU与设备串行工作,主机等待设备准备就绪。
20. **节拍信号宽度**:节拍信号宽度通常指时钟周期,是计算机系统中最基本的时间单位。
**填空题答案**:
1. 停止CPU访问主存、DMA和CPU交替访问主存
2. 最大正数为2^(127-23),最小正数为2^(-129),最大负数为2^(-128)-2^(-23),最小负数为-2^(127)
3. 页式虚拟存储、段式虚拟存储、段页式虚拟存储
4. 浮点加法器流水线中,四个过程段的时间
以上是计算机组成原理试卷中涉及的主要知识点,包括寻址方式、存储系统、中断处理、DMA、Cache、浮点数表示、虚拟存储器和处理器设计等多个方面。这些知识点是计算机系统基础的核心内容,对于理解和设计计算机硬件至关重要。