1、 计算机组成原理 简答题、应用题 天涯古巷 出品 n 题型 1:计算机硬件系统基本组成部件及相互间的关系。 【知识点】 计算机 硬件 系统 基本 组成 部件 运算器 ： 完成二进制编码的算术或逻辑运算的部件。 组成：累加器（ LA） 、通用寄存器（ LB） 、算术逻辑单元（ ALU） 存储器： 分类： 内存储器 、 外存储器 、 只读存储器 、 高速缓冲存储器 、 寄存器 内存储器： （又叫主存储器、内存、主存） 存放当前正在计算机上运行的程序和数据 。 控制器 ： 用于控制整个计算机自动地、连续地和协调地完成一条条指令。 组成：指令部件 （ 指令译码器 ID、程序计数器 PC、 指令寄存器
2、IR） 、 时序部件 、 操作控制部件 输入设备 ： 鼠标、软盘、键盘、触摸屏、声音识别器、图形识别器、摄像设备和光阅读机等。 输出设备 ： 打印机、绘图仪、显示终端、声响设备、大屏幕等。 【考试题】 简单介绍计算机硬件系统的组成及各部件功能 . 答 :计算机硬件系统由 :运算器 ,控制器 .存储器 ,I/O设备组成。 运算器；完成算数和逻辑运算 。 控制器：根据指令的要求控制和协调其他各部件工作。 存储器：存储程序和数据 。 输入设备：将外部信息以一定格式输入到计算机系统。 输出设备：将计算机系统的信息提供给外部设备。 n 题型 2： 掌握 立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、寄存器间
3、接寻址、 变址寻址、 基址 寻址、相对寻址这八种寻址方式的特点及有效地址的计算， 能够 根据有效地址找到操作数 【知识点】 1、指令的格式 2、 操作数以及操作数的来源 （ 1）操作数： 指令中，地址码的一个字段，用于 指出指令执行的操作所需要数据的来源。 如 ：在指令 MOV AX 5678H中，有两个操作数，分别为 AX、 5678H。 在操作数这个字段中可以放操作数本身 （ 5678H） ，也可以放操作地址 （ AX） ，还可以放操作地址的计算方法。 （ 2）操作数的来源： 指令中所需要的操作数来自以下几个方面 包含在指令中。 在取指令的同时，操作数也随着取出，这种操作数被称为立即数。
4、注意：在汇编语言中立即数是以常数形式出现的。常数可以是二进制数（后缀字母 B或 b）、 十 进 制 数 （ 不 用 后 缀 字 母 ， 或 用 D或 d）、 十 六 进 制 数 （ 后 缀 字 母 H或 h，以 A F开头时前面要加一个 0）、 字 符 串 （ 用 单 引 号 扩 起 来 的 字 符 ， 表 示 对 应 的 ASCII码值）。 包含在 CPU的某个内部寄存器中。 由于寄存器在 CPU的内部，因此取操作数也比较简单 。 在内存储器中。 由于内存储器在 CPU的外部，因此在寻找这种操作数时需要 首先找到该操作数在内存中存放的地址，再从该地址中取出操作数。 3、形式地址与有效地址 （
5、 1） 形式地址 A： 指令中地址码字段给出的地址称为形式地址 A，这个地址有可能不能直接用来访问主存。 如：指令 MOV AX 5678H中，地址码 AX 5678H中的两个字段 AX、 5678H都是形式地址。 （ 2） 有效地址 EA： 形式地址经过某种运算而得到的能够直接访问主存的地址称为有效地址。 4、寻址方式 （ 从形式地址生成有效地址的各种方式称为寻址方式 ） （ 1）定义：寻找指令操作数的地址或下一条将要执行的指令的地址。 （ 2） 分类 ： 指令的寻址方式 （不考） 、 操作数的寻址方式 。 （ 3）操作数的寻址方式 定义： 从指令中的地址码获得操作数的真实地址（有效地址 E
6、）的方法叫操作数的寻址方式 。 分类 立即寻址 寄存器寻址 直接寻址 间接寻址 寄存器间接寻址 变址寻址 基址寻址 相对寻址 【注意】运算符号 ：“ (R)”表示取 R中所存的内容 。 如：若 R中的内容为 2008H，则（ R） =2008H nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull立即寻址（又称为： 立即数寻址 ） 定义 ： 形式地址 A是操作数本身 。 操作数 S=形式地址 A 特点：【操作数在指令中】指令执行速度快，灵活性差。 讲解： 在指令 ： MOV AL， 05H中，这个指令的操作码为 MOV，地址码 AL,05H 该指令为二地址指令，含
7、义为 ： 将 8位立即数 05H传送到 AL寄存 器中 。在立即寻址中，指令 的形式地址 直接给出操作数了，所以不用再 寻找操作数的地址了，即：立即寻址无有效地址一说。 寄存器 寻址 定义 ： 形式地址 A是操作数所在寄存器 的寄存器名。 操作数 S=（寄存器 R） 特点：【操作数在 CPU的某个内部寄存器中 】不 需 要 访 问 存 储 器 来 获 取 操 作 数 ，运 行 速 度 较 高 。 讲解： 在指令 ： MOV AX， CX中，这个指令的操作码为 MOV，地址码 AX,CX 该指令为二地址指令，含义 为： 将 CX中的内容传送到 AX中 。 在寄存器寻址中，指令 的形式地址 直接给
8、出 操作数 所在的 寄存器 ，所以不用再 寻找操作数的地址了，即：寄存器 寻址无有效地址一说。 直接寻址 定义：形式地址 A是操作数的有效地址 EA。 特点 ： 【 操作数在 内 存储器 中】简单，但地址位数受指令字长的限制。 讲解： 在指令 ： MOV AX， 2000H中，这个指令的操作码为 MOV，地址码 AX,2000H 该指令为二地址指令，含义为： 将有效地址 EA 2000H字单元中的内容传送到 AX寄存器 。 在直接寻址中，指令 的地址码 D字段给出的形式地址就为 操作数的有效地址 EA。 计算： 操作数的 有效地址 EA=形式地址 A，即 EA=A 操作数 S=（ EA） =（
9、 A） 注 意： 在汇编语言中，带方括号 “ ”的操作数表示存储器操作数，括号中的内容作为存储单元的有效地址 EA。存 储 器 操 作 数 本 身 并 不 能 表 明 地 址 的 类 型 ，而 需 通 过 另 一 个 寄 存 器 操 作 数 的 类型或别的方式来确定。上例中由于目标操作数 AX为字类型，源操作数也应与之配套，所以有效地址EA 2000H为字单元。 间接寻址 定义：形式地址 A是操作数的有效地址 EA的地址。 特点： 【 操作数在 内 存储器 中】 扩大寻址范围，但降低了指令执行速度。 计算： 操作数的 有效地址 EA的地址 =形式地址 A，即 EA=(A) 操作数 S=（ EA
10、） =（ A） nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull0nulln
11、ullnullnullnull0nullnull 寄存器间接寻址 定义：形式地址 A是寄存器号，寄存器内容是操作数的有效地址 EA。 特点： 【 操作数在 内 存储器 中】能访问较大的主存空间，克服直接寻址中指令过长的缺点 计算： 形式地址 A=寄存器 R 操作数的 有效地址 EA=（ R） 操作数 S=（ EA） =(R) 变址寻址 定义： 指令中指定 一个寄存器作为变址寄存器 X（简称变址器），并在指令中给出一个形式地址 A，将变址器的内容（称为变址值）与形式地址相加得到有效地址的寻址方式 。 特点：通常用于字符串处理 ，数组运算等成批数据处理 计算： 操作数的 有效地址 EA=(X)+A
12、 操作数 S=(EA)=(X)+A) 基址寻址 定义：同变址寻址，只是寄存器 R中的内容不会变而已。 特点：通常用于计算机系统，物理地址到逻辑地址的转换。 计算： 操作数的 有效地址 EA=(R)+A 操作数 S=(EA)=(R)+A) 相对寻址 定义： 把程序计数器的内容加上指令格式中的形式地址 A形成操作数的有效地址， D通常称为偏移量 特点：通常用于跳转指令中 计算： 操作数的 有效地址 EA=(PC)+A 【考试题】 1、 假设变址寄存器 R的内容为 1000H，指令中的形式地址为 2000H，地址 1000H中的内容为 2000H，地址 2000H中的内容为 3000H，地址 300
13、0H中的内容为 4000H，则变址寻址方式下访问的操作数是（ D ） A、 1000H B、 2000H C、 3000H D、 4000H 答案： (R)=1000H,A=2000H,由 S=(EA)=(R)+A) S=（ 1000H+2000H） =（ 3000H） =4000H 2、 基址寄存器的内容为 2000H，变址寄存器的内容为 03A0H，指令的地址码部分是 3FH，当前正在执行的指令所在地址为 2B00H。 求出 ： 变址寻址、基址寻址、基址变址寻址和相对寻址下的操作数有效地址 E 解： 依题意（ R） =2000H， A=3FH，（ X） =03A0H,(PC)= 2B00H
14、 变址寻址： E=(X)+A=03A0H+3FH=03DFH 基址寻址： E=(R)+A=2000H+3FH=203FH 基址变址寻址： E=(R)+(X)+A=2000H+03A0H+3FH=23DFH 相对寻址： E=(PC)+A=2B00H+3FH=2B3FH 3、某机器的指令格式如下图所示： 图中 I为 寻址特征位，占 2位，且： 当 I=00时，寻址方式为直接寻址 当 I=01时，寻址方式为间接寻址 当 I=10时，寻址方式为变址寻址，变址寄存器为 X， X的内容为 07H 当 I=11时，寻址方式为基址寻址，基址寄存器为 B， B的内容为 18H 请指出下列机器指令（十六进制表示）
15、的有效地址，填到表格中 ： 存储器部分单元内容如图所示 解：因为机器只能识别二进制，所以先将十六进制表示的机器指令转为二进制 机器指令： 67H=(0110 0111)2 根据指令格式， OP为： 01 I为 ： 10（变址寻址） A为 ： （ 0111）2 07H依照题意：（ X） =07H 形式地址 A=07H 故：有效地址 EA=(X)+A=07H+07H=0EH (十六进制加法 ) OFH=(0000 1111)2 根据指令格式， OP为： 00 I为 ： 0（直接 寻址） A为 ： （ 1111）2 0FH依照题意：形式地址 A=0FH 故：有效地址 EA=A=0FH null nu
16、llnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull09HnullnullCHnull07Hnull09Hnull0AHnull01HnullnullFHnull9Hnullnull
17、nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull67 nullnullnullnullnull0Fnullnullnullnullnull17nullnullnullnullnull49nullnullnullnullnull79nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull67 nullnullnullnullnull0Fnullnullnullnullnull17nullnullnullnullnull49nullnullnul
18、lnullnull79null0EHnull0FHnull09Hnull09Hnull21Hnull17H=(0001 0111)2 根据指令格式， OP为： 00 I为 ： 01（间接 寻址） A为 ： （ 0111）2 07H依照题意：形式地址 A=07H 故：有效地址 EA=(A)=(07H)=09H (查看“存储器部分单元内容” ) 49H=(0100 1011)2 根据指令格式， OP为： 01 I为 ： 00（直接 寻址） A为 ： （ 1011）2 09H依照题意：形式地址 A=09H 故：有效地址 EA=A=09H 79H=(0111 1011)2 根据指令格式， OP为： 0
19、1 I为 ： 11（基址 寻址） A为 ： （ 1011）2 09H依照题意：（ B） =18H 形式地址 A=09H 故：有效地址 EA=(B)+A=18H+09H=21H n 题型 3： 按照功能，指令的分类（至少 5种） 算术逻辑运算指令 移位操作指令 浮点运算指令 十进制运算指令 字符串处理指令 数据传送指令 转移类指令 堆栈及堆栈操作指令 输入输出指令 特权指令 【考试题】 简答题：按照功能分类，请写出至少 5种 指令 答案：（少年快背吧 ） n 题型 4： CPU的功能和 CPU的组成（运算器、控制器、 cache） 功能：指令控制，操作控制，时间控制，数据加工 组成：运算器，控制
20、器， cache（指令 cache和数据 cache） n 题型 5： CPU内控制器的组成和控制器的功能 控制器的组成 : 1.程序计数器 PC-指令地址寄存器 2.指令寄存器 IR 3.指令译码器或操作码译码器 4.脉冲源及启停线路 5.时序控制信号形成部件 控制器的 功能： 1.取指令 2.分析指令（解释指令，指令译码） 3.执行指令 4.控制程序和数据输入与结果输出 5.对异常情况和某些请求的处理n 题型 6： 指令的执行过程，只要求掌握 ADD r0,r1和 MOV r0,r1的执行过程 （取指令和执行指令） 【知识点】 指令的执行过程 ： 计算机执行指令一般分为两个阶段 ： 第一阶
21、段 ：取指令。 将要执行的指令从内存取到 CPU内 。 第二阶段 ：执行指令。 CPU对取入的该条指令进行分析译码 ,判断该条指令要完成的操作 。 然后向各部件发出完成该操作的控制信号 ,完成该指令的功能 。 当一条指令执行 完后就进入下一条指令的取指操作 。 【考试题】 1、请简述 ADD r0,r1的执行过程。 答： 2、请简述 MOV r0,r1的执行过程。 ) eADD R0,R11 YV ; A e IR PC PC + 1 u nu e 4 e c ALU R0 ALU R1 ) R0 ALU n ns F eMOV R0,R11 YV ; A e IR PC PC + 1 u n
22、u e 4 e c ALU 0 ALU R1 ) R0 ALU n ns 3MOVADDv RMOVALU 0 n 题型 7：输入 /输出控制方式（ 5种），各自的特点 （ 1）程序直接控制方式。特点： 控制方式简单 （ 2）程序中断传送方式。特点： 一定程度上实现了 CPU和外围设备的并行工作 （ 3）直接存储器存取方式。特点： 主存被并行工作的 CPU和 I/O子系统共享 （ 4） I/O通道控制方式。特点： 此通道有自己的指令系统，并能实现指令所控制的操作，具备处理机的功能。 （ 5）外围处理机方式。特点： 结构更接近于一般处理机，甚至就是一般小型通用计算机或微机 n 题型 8： 输入输
23、出设备端口地址的编码方式，各种编码方式的特点 1、 统一编址。特点： 把主存储器的地址空间划出一段给输入输出端口专用，即每个端口有一个存储单元地址，这样主存的各种寻址方式都可以用于输入输出设备。 2、 独立编址。特点： 有单独的 I/O地址空间， 每个端口有一个地址码，通过专门的输入输出指令可以访问设备 n 题型 9： 中断的执行过程 n 题型 10： DMA与中断相比，各自的特点是什么 1、 中断：通过程序切换执行 ， CPU要停止执行现行程序转去执行中断服务程序，在这段时间， CPU 只为外设服务 。 2、 DMA：通过 硬件切换 执行 ， CPU不直接干预数据交换过程，只在开始和结束时借
24、用一点， CPU时 间大大提高了， CPU利用率，系统的并行性较高。 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull
25、nullnullnullnullnullnullnullnulln 题型 11： 总线的定义，单机系统中总线结构的分类，各自的构成及特点 1、 总线 定义：总线 （ bus）是能由多个部件分时共享的公共信息传送线路。 2、单机系统中 总线 结构 的分类： n 内部总线 构成： CPU内部连接各寄存器及运算部件而构成 特点： 使内存和高速外设之间能够直接传送数据 n 系统总线 构成： CPU同计算机系统的其他高速功能部件互相连接而构成 特点： 用于 CPU和内存之间传送地址、数据和控制信息 n I/O总线 构成： 中低速 I/O设备之间相互连接而构成 特点： 提供 CPU和各类外设之间的通信 n
26、 题型 12： 集中式总线仲裁有哪几种方式？各种方式的特点 集中 式总线 仲裁 有以下三种方式： 1、 链式查询方式 特点： 在查询链中离总线控制器最近的部件具有最高优先权，离总线控制器越远，优先权 最低。 将总线允许信号 BG串行地从一个部件（ I/O接口）送到下一个部件，若 BG到达的部 件无总线请求，则继续下传，直到到达有总线请求的部件为止。 2、 计数器定时查询方式 特点： 计数可以从 “0”开始，各设备的优先次序与链式查询方式相同 。 计数可以从终止点开始，各设备使用总线的优先级相同，优先次序可方便改变，对 电路故障不如链式查询方式敏感 。 3、 独立请求方式 特点： 响应时间快 对
27、优先次序的控制相当灵活 当代总线标准普遍采用独立请求方式 n 题型 13： 易失性存储器有哪些？非易失性存储器有哪些？各自的特点 1、易失性存储器 有以下两 种： （ 带 RAM字眼 的为易失性 ） （ 1） 静态随机存储器 (Static RAM) 特点： 有两个稳定状态表示 1信息和 0信息。 只要不断开电源，这种稳定状态会保持不变，直到写入新信息 。 （ 2） 动态随机存储器 (Dynamic RAM) 特点： DRAM是靠 MOS电路中的电容存储电荷来表示、维持 1信息和 0信息。使用时需 不断给电容充电才能使信息保持。 线路集成度比 SRAM高而成本低，是计算机主存 RAM的主角 。
28、 2、非易失性存储器 有以下五 种： （ 不带 RAM字眼 的为非易失性 ） （ 1） 掩模 ROM(Mask ROM) 特点： 由芯片制造商在制造时写入内容，以后只能读而不能写 。 基本存储原理是以元件的有 /无来表示该存储单元的信息（ 1或 0） （ 2） 可编程 ROM(Programmable ROM) 特点： PROM可由用户根据自己的需要来确定 ROM中的内容，常见的熔丝式 PROM是以 熔丝的接通和断开来表示所存的信息为 1或 0。 刚出厂的产品，其熔丝是全部接通的，使用前，用户根据需要断开某些单元 的熔丝（写入）是一次性写入的存储器，掉电后不会影响它所存储的内容。 （ 3） 可
29、擦可编程 ROM(Erasable PROM) 特点： 可以根据用户要求用紫外线擦去旧有的存储内容，然后改写进新的程序，擦 除和写入 。 可以多次进行，且写入的内容不会因断电而丢失，能长久保存。 出厂时内部存放全 0或全 1，由用户通过高压脉冲写入信息。 （ 4） 可电擦可编程 ROM(Electrically EPROM) 特点：可 用字擦除，也可以将全部内容擦除，重复改写的次数有限，一般为 10万 次。 具有电擦除功能 （ 5） 闪烁存储器 (flash memory) 特点： 电可擦除、非易失性记忆器件。 n 题型 14： 基于所给正数或负数，求其原码、反码、补码。由机器码能求真值 【知
30、识点】 计算机只识别 0、 1这两个数，因此数据在计算机中都是用 0、 1表示的。对于数值型数据则是以二进制“机器数”的形式表示。 1、相关概念 （ 1）机器数 定义：在计算机中表示的 带符号 的 二进制数称为机器数。 机器数的表示方法：原码、补码、反码 （ 2） 符号位 定义：“ +”、 “ -”在计算机里用 1位二进制位表示，这个表示二进制数正负的二进制位称为 符号位。 特点： a.符号位通常放在二进制数的最高位 b.一般 0表示“ +”， 1表示“ -” （ 3） 真值 定义： 一个数原原本本的值（带正 /负号），即带符号位的机器数对应的数值。 表示：用符号 X表示真值。 Eg：（ +9
31、）10为一个十进制表示的真值（ -11）10为一个十进制表示的真值 （ -10111）2为一个二进制表示的真值 【考试题】 写出机器数 01001、 11011的真值 解： 01001真值 （ +1001）2 （ +9）10 11011真值 （ -1011）2 （ -11）10 2、机器数的原码表示 表示方法（ 用于表示定点数 ） a.最高位为符号位： 0表示正数 ， 1表示负数 。 b.数值跟在符号位之后以绝对值的形式给出 X原 符号位 |X| c.关于机器字长 n的补位：整数：在符号位与 |X|之间补 0，补至长度为 n 小数：在末尾补 0，补至长度为 n 【注意】：题目没提到字长则不需要
32、补位 性质 （ 1）真值 0的原码表示有两种： +0原 00 0， -0原 100 0 （ 2）原码表示定点小数时：范围 |X|1； 表示定点整数时：范围 |X|2n b 8 e 1001 -1001 0.1001 -1.1001 ; 00001001 10001001 0.1001000 1001.1001 3 :-1.1001 ; ;1 i -1.1001vi 3、机器数反码表示 表示方法（用于表示定点数） a.当 X为正 数， X反 X原 b.当 X为负数，保持 X原符号位不变，将 数值部分取反后得到 X反 性质 （ 1）真值 0的反码表示有两种： +0反 00 0， -0反 111 1
33、1 （ 2） X Y反 X反 Y反【考试题】 1、设字长为 8位， X=+110， Y=-110，求 X和 Y的反码 解： X原 00000110 为正数 X反 X原 00000110 Y原 10000110 为负数 Y反 11111001 （符号位不变，其余取反） 2、 X=0.1011， Y=-0.0100，求 X和 Y的反码 解： X原 0.1011 为正数 X反 X原 0.1011 Y原 1.0100 为负数 Y反 1.1011 （符号位不变，其余取反） 4、机器数补码表示 表示方法（用于表示定点数） a.当 X为正 数， X补 X原 b.当 X为负数， Step1：将原码符号位保持“
34、 1”不变 ， 其余各位取反 Step2：末位加 1即得补码（小数亦然，保持字长相同，末位加 1）性质 （ 1）真值 0的补码表示只有一 种： +0补 00 0 -0补 -0反 1 （ 2） X Y补 X补 Y补 X补 X反末位 1 【考试题】 1、设字长为 5位， X=+110， Y=-110，求 X和 Y的补 码 解： X原 0110 为正数 X补 X原 00110 Y原 10110 为负数 Y反 1001 （符号位不变，其余取反） Y补 Y反 1 1010 2、 X=0.1011， Y=-0.0101，求 X和 Y的反码 解： X原 0.1011 为正数 X补 X反 X原 0.1011
35、Y原 1.0101 为负数 Y反 1.1010 （符号位不变，其余取反） Y补 Y反 末位 1 1.1011 3、 已知 X补为下述各值，求 X 0.1110， 1.1100， 0.0001， 1.1111， 1.0001 解： n 题型 15： 补码加减法的溢出判别 【知识点】 1、定义 溢出：运算结果超出了机器数所能表示的范围 。 例：设定点整数字长 8位，补码表示（最高位为符号位），表示范围为 -128127，运算结果超出此范围就发生溢出。 2、 可能溢出的情况： 两个异号数相加或两个同号数相减，结果不会溢出 两个同号数相加或两个异号数相减，有可能发生溢出 3、溢出的种类 正溢：运算结果
36、为正且大于所能表示的最大正数 负溢：运算结果为负且小于所能表示的最小负数 4、溢出判别 （ 以 4位（有效位）二进制补码整数加法运算为例说明 ） 采用一个符号位判断 当两个同号数相加，若所得结果符号与两数符号不同，则表示溢出 0.1110 0.1110 0.1110 1.1100 1.0100 -0.0100 0.0001 0.0001 0.0001 1.1111 1.0001 -0.0001 1.0001 1.1111 -0.1111 12+7 = 19() 0 1100 0 0111 + 1 0011 ;i0 Xx1 采用最高有效位的进位判断 若 两正数相加，最高有效位有进位，符号位无进位
37、 ，则溢出 若 两负数相加，最高有效位无进位，符号位有进位 ，则溢出 采用变形补码判断 定义： 将符号位扩充为两位，称为变形补码 判断： 00 结果为正，无溢出 01 结果正溢出 10 结果负溢出 11 结果为负，无溢出 n 题型 16： 根据给定多项式，求 CRC码 【知识点】 1、相关概念 CRC码（循环冗余校验码）：具有纠错能力的校验码 校验位：除了原数据信息外，增加的若干位编码，这些新增的代码称为校验位。 数据校验码：有效的数据位和校验位组合成数据校验码。 2、相关运算 模 2运算 模 2加减 算法：按位加（用异或逻辑实现），模 2加与模 2减结果相同 运算法则： 0 0 0； 0 1
38、 1； 1 0 1； 1 1 0； 模 2乘 算法：按模 2加求部分积之和 12+7= 19 00 1100 00 0111 + 01 0011 01 n (-12)+(-7) = -19 11 0100 11 1001 + 110 1101 f 10 n. : (-12)+(-7)=(-19) () 1 0100 1 1001 + 10 1101 iM0 1010x101 1 0 1 0 1 0 1 x 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 模 2除 算法：按模 2减求部分积余数 运算法则：（上商原则） 当部分余数的首位为 1时，商取 1； 当部分余数的
39、首位为 0时，商取 0； 当部分余数的位数小于除数的位数时，该余数为最后余数 3、 CRC码的编码方法 设原始信息码有 n位，校验码 k位 Step1： 将原始信息码 左移 k位 当被除数（后面加 K个 0） Step2： 选定一个 k+1位的生成多项式做除数 Step3： 模 2除所得余数作为校验位 Step4： 原始信息码后加校验位即为 CRC码 验证：将原始信息码左移 k位加上余数校验位后新信息码一定是生成多项式的整数倍 【考试题】 1、 设一个七位 CRC码，其中信息位 4位，校验位 3位 ， 生成多项式为 1011， 求信息 1100的 CRC码 解： Step1：原始信息 1100
40、左移 3位（后面加 3个 0）， 得 1100000 Step2： 将选定的生成多项式作为除数 Step3： 模 2除求余数作为校验位 余数 010为校验位 Step4： CRC码为原码信息 +校验码 故：信息 1100的 CRC码为 1100010 2、 设一个七位 CRC码（循环冗余校验码），其中信息位 4位，校验位 3位，生成多项式为 1011，则信息 0110的 CRC校验码是多少。（要求计算过程） 解： 0110000与 1011做模 2除，得到余数码 001，拼接在 0110后得到 CRC码 0110001。 : 10000/101 10000 101 1 101 010 000
41、100 101 01 0 1 1100 000 1011 1 0 1 1100 000 1011 1 1011 1110 1011 1010 1011 0010 1 1 0 0000 010 n 题型 17： 能够根据汇编语言语句，写出二进制机器码 【考试题】 某计算机字长为 16位，按字编址。采用单字长指令格式，指令各字段定义如下： 若操作码 0010B表示加法操作（助记符为 add）， 寄 存 器 R4和 R5的编号分别为 100B和 101B，R4的内容为 1234H， R5的内容为 5678H，地 址 1234H中的内容为 5678H，地 址 5678H中的内容为 1234H， 则汇编
42、语句“ add (R4), (R5)+”（ 逗 号 前 为 源 操 作 数 ， 逗 号 后 为 目 的 操 作 数 ） 对 应 的 机 器 码 是 什么（ 用 十 六 进 制 表 示 ）？ 该 指 令 执 行 后 ，哪 些 寄 存 器 和 存 储 单 元 的 内 容 会 改 变 ？ 改 变 后 的 内 容 是 什么？ 解：依题意有 add： 0010B R4： 100B R5： 101B （ R4）： 1234H （ R5）： 5678H （ 1234H）： 5678H （ 5678H）： 1234H ():001B ()+:010B () ()+ 汇编语句“ add (R4), (R5)+”
43、， 对 应 的 机 器 码 为 ： 0010 001 100 010 101B， 用十六进制表示为 2315H add R4 R5 “add (R4), (R5)+”指令执行后， R5和存储单元 5678H的内容会改变。执行后， R5的内容为 5679H。内存 5678H单元的内容为 68ACH。 )nullnull)+nullnullnullnullnullnull nullMnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull=nullnullBnullnull,null nullnullDnull0null,1nullnullnullnullnulln
44、ullnull=nullnullBnullnullnull,null nullnullDnullnullnullnull, nullnullnullnullnullnullnull=nullnullB/nullnullnullnullnull,nullnull nullnullDnullnullnullnull, null0null,1nullnullnullnull,nullnullnullnullnullnullnullnullnull (nullnull, nullnullnullnullnullnullnullnull0nullnull1null0null,1nulln 题型 18：
45、cache命中率和平均访问时间， cache-主存系统的效率 【知识点】 1、 cache命中率 定义： 指 CPU所要访问的信息在 cache中的比率，即命中的访问次数与总访问次数之比。 计算方法： （ cache完成存取次数） /（ cache完成存取次数 +主存完成存取的次数 ） 例： CPU执行一段程序时， cache完成存取的次数为 5000次，主存完成存取的次数为 200次 ， 求 cache 命中率 H。 解： H=5000/(5000+200)=5000/5200=96% 2、 具有 cache的存储器的平均存取时间 设 cache的存取时间为 tc，命中率为 h，主存的存取时
46、间为 tM， 则具有 cache的存储器的平均存取时间 =htc+(1-h)(tM+tc) 3、 cache-主存系统的效率 cache-主存系统的效率 cache的存取时间 /具有 cache的存储器的平均存取时间 【考试题】 某计算机系统的存储器由 cache和主存构成， cache的存取时间是 45ns，主 存 的 存 取 时 间 是 200ns。已知在一段给定的时间内， CPU共访问存储器 4500次，其中 340次访问主存，问： （ 1） cache的命中率是多少？ （ 2） CPU访问存储器的平均时间是多少 ns？ （ 3） cache-主存系统的效率是多少？ 解：（ 1） h=(4500-340)/4500=0.92=92% （ 2） CPU访存的平均时间 htc+(1-h)(tM+tc)=0.9245+(1-0.92) 245=61ns （ 3） cache-主存系统的效率 =cache的存取时间 /平均存取时间 =45/61=74% n 题型 19： 存储器容量的扩展，能够说明需要的芯片数，所需的扩展方式，每组芯片的地址范 围，能看懂扩展图 【知识点】 4k：字数为 4k 8：每个字的位数为 8 1、存储器容量常识 若一个存储器芯片的容量为 4Kx8位，则 字的数量为 4k， 每个字的位数为 8（字长为 8）， 2
