计算机组成原理答案.pdf

《计算机组成原理》是一门深入探讨计算机硬件系统的学科，涵盖了从数据表示到存储系统、运算器、控制器、输入输出设备等多个方面。以下是对试卷中涉及的知识点的详细解释： 1. 计算机存储系统：计算机存储系统由高速缓存（Cache）、主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、光盘等）组成。高速缓存用于提高CPU访问数据的速度，主存储器是运行程序的临时存储空间，辅助存储器则用于长期存储大量数据。存储系统的设计对计算机性能至关重要，因为它直接影响到数据的存取速度和系统的响应时间。 2. DRAM存储器刷新：DRAM（动态随机存取存储器）通过读出并重新写入数据来刷新其存储单元，以保持电荷状态。刷新方式有集中式、分散式和异步式。集中式在固定时间间隔内刷新所有行；分散式将刷新分散到不同时间点；异步式则根据存储器操作的状态进行刷新。 3. 系统总线和外设接口标准：系统总线是连接计算机各组件的数据传输路径，如ISA、EISA、VESA、PCI、PCIe等。这些总线定义了数据传输速率和信号格式。外设接口标准如ISA、PCI、USB、IEEE1394、USB Type-C等，它们规定了外部设备与计算机之间的通信协议和物理连接方式。 4. 机器数字表示：在8位二进制系统中，包括1位符号位，机器数有原码、反码、补码和移码四种形式。原码直接表示数值，反码除符号位外，其他位按位取反，补码是反码加1，移码是在补码基础上加一个全1的偏置。例如，-127（十进制）在8位二进制下的表示分别为：原码11111101，反码10000000，补码10000001，移码00000001。 5. 存储器设计：构建64K×16位的存储器需要使用16K×8位的SRAM芯片。由于地址线和数据线不匹配，需要进行字扩展和位扩展。字扩展通过译码器将16位地址扩展成4个14位地址，位扩展则是将两片8位芯片串联以得到16位数据线。 6. 输入输出设备：常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、麦克风等，输出设备有打印机、显示器、音箱等。这些设备与计算机的交互是通过特定的接口和总线标准进行的。 7. 存储容量计算：软磁盘的格式化容量可以通过磁道数、磁头数、扇区数和每扇区的字节数计算得出。例如，两面（2磁头），80个磁道，18个扇区，每扇区512字节，总容量为18 * 80 * 2 * 512 = 1,474,560 字节，即约1.44MB。 8. 计算机缺点与改进：现代计算机可能存在的问题包括速度、体积、人机交互、存储容量和功能等方面。为了改进，可以发展更快的处理器和存储技术，优化硬件结构，提升人机界面的友好性，增加存储容量，以及开发更多功能强大的软件应用。 9. 微程序控制器：微程序控制方式中，控制存储器存储微指令，微指令由操作控制字段、顺序控制字段和判别测试字段组成。控制存储器容量为512×48位，微指令字长48位，转移条件4个。根据题目，判别测试字段为4位，下地址字段为9位，微命令字段为35位。微程序控制器的逻辑简图通常包括微指令寄存器、控制存储器、地址形成部件和微操作信号发生器等部分。 以上内容详细阐述了试卷中涉及的计算机组成原理的相关知识点，包括存储系统、数据表示、总线标准、存储器设计、输入输出设备、容量计算、微程序控制等，这些都是理解计算机硬件系统基础的重要概念。