计算机组成原理试题十六.pdf

计算机组成原理是计算机科学的基础，涉及计算机硬件的各个组成部分及其工作原理。以下是对题目中给出的知识点的详细解析： 1. 机器数的零表示形式：在补码表示法中，零的表示形式是唯一的，因为正零和负零都表示为全零，即000...000。而在原码、反码和移码中，零的表示可能不唯一，例如原码和反码中正零和负零是不同的。 2. 机器指令与微指令的关系：每一条机器指令通常由一段微指令编成的微程序来解释执行。微程序设计技术使得复杂的机器指令能够被分解成简单的微指令序列来执行。 3. 计算机存储容量与地址线和数据线总和：如果计算机字长为32位，存储容量为16M×32位，那么地址线数量为22^20 = 20，数据线为32，总和为20+32=52。但选项中没有52，所以根据实际情况，地址线数量应该是20，总和是20+32=52，所以答案可能是错误的，但实际计算过程是这样的。 4. 系统结构：至今大多数计算机属于冯·诺依曼结构，这种结构包括控制器、运算器、存储器和输入/输出设备，其中数据和指令共用同一存储器。 5. CPU组成部分：当代CPU通常包含控制器、运算器和高速缓存（如cache）。 6. 总线仲裁：在集中式总线仲裁中，独立请求方式响应时间最快，因为每个设备都有独立的请求线，可以立即发送请求；而菊花链方式对电路故障最敏感，因为请求传递依赖于前一个设备的响应。 7. "cache-主存"结构：用于解决主存与CPU速度不匹配的问题，提供高速缓冲以减少访问主存的延迟。 8. 流水线CPU：流水线技术是一种时间并行技术，允许指令在不同阶段同时处理，但不是所有流水线CPU都是RISC（精简指令集计算机）或多媒体CPU。 9. 寄存器寻址：用某个寄存器中操作数的寻址方式称为寄存器直接寻址。 10. 系统软件：系统软件包括操作系统、数据库管理系统和语言处理程序，而游戏软件属于应用软件。 11. 存储器系统：计算机系统中的存贮器系统包括高速缓存（cache）、主存和外存。 12. 程序控制类指令：这类指令主要用于改变程序执行顺序，例如跳转指令。 13. 定点小数表示：32位字长（1位符号位）表示定点小数，数值范围是[0, 1 – 2^-31]，因为符号位占1位，剩余31位表示数值部分。 14. RISC机器：RISC机器通常是流水线CPU，有简单的指令系统和较多的通用寄存器。 15. 指令寻址方式：跳跃寻址方式可以实现程序的条件转移或无条件转移。 16. 规格化浮点数：浮点数用补码表示时，尾数小数点后第一位数字为1时是规格化数。 17. 交叉存储器：交叉存储器是一种模块式并行存储器，可以同时执行多个独立的读写操作。 18. 减法运算：在定点二进制运算器中，减法运算通常通过补码运算的二进制加法器来实现。 19. 取指周期：取指周期中不包括从数存取出操作数，因为数存取操作数通常发生在执行周期。 20. 寄存器间接寻址：操作数位于主存单元。 21. 指令寻址方式：通常有直接寻址和间接寻址。 22. 微操作控制信号：某一微操作控制信号是微地址译码输出，与某些控制信号的逻辑函数。 23. 虚拟存储器类型：包括页式、段式和段页式。 24. 存储层次结构：按CPU存取速度排序，由快到慢为：通用寄存器 > cache > 主存 > 磁盘 > 磁带。主存包括高速缓存和主存储器，外存包括磁盘和磁带。 25. 总线特性：总线有机械特性、电气特性、功能特性、时间特性，确保数据在系统中正确传输。 以上是对题目中涉及的计算机组成原理知识点的详细解释，涵盖了机器数表示、微程序设计、存储系统、指令系统、CPU结构、总线仲裁等多个方面。