組成復習2016

1、題型：單項選擇題：2×10=20填空題：每空2分，共20分計算問答題：12×5=60復習要點：1. 經(jīng)典計算機硬件系統(tǒng)的五大組成部件。注意！CPU中包括運算器和控制器。課本第9頁。由運算器、存儲器、控制器、輸入、輸出設備五大基本部件2. 電子計算機的主要技術指標。字長、存儲容量、主頻。1）字長：字長是CPU能夠直接處理的二進制數(shù)據(jù)位數(shù)，它直接關系到計算機的計算精度、功能和速度。字長越長處理能力就越強。常見的微機字長有8位、16位和32位。2）運算速度：運算速度是指計算機每秒中所能執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用MIPS為單位。3）主頻：主頻是指計算機的時鐘頻率，單位用MHz表示。4）

2、內(nèi)存容量:內(nèi)存容量是指內(nèi)存儲器中能夠存儲信息的總字節(jié)數(shù)，一般以KB、MB為單位。課本第10、11頁。3. 二進制轉(zhuǎn)化成十六進制、十六進制轉(zhuǎn)化成十進制、十進制數(shù)表示成BCD碼。注意！BCD碼是十進制數(shù)，只是將其表示成二進制的編碼形式。課本第20頁、第29頁。4. 真值和機器數(shù)。其中機器數(shù)包括：原碼、反碼、補碼和移碼。比如，對+0和-0的四種機器數(shù)的表示，對+1和-1的四種機器數(shù)的表示，對+127和-127的四種機器數(shù)的表示，對-128的表示等。課本第27頁。5. 如何由X補求-X補？給定兩個數(shù)，按位進行基本的與或非運算。6. 漢字編碼。漢字字模碼，已知漢字點陣，如何計算其所占的字節(jié)數(shù)？課本第31

3、頁。7. 校驗碼。最大碼距和最小碼距的概念，以ASCLL碼為例。奇偶校驗碼，進行奇和偶校驗時，所添加的校驗位。課本第33頁。8. 計算題！循環(huán)冗余校驗碼！給定原始發(fā)送數(shù)據(jù)、生成多項式，計算完整的CRC校驗碼。課本第35頁。課后練習：P39頁，2.5、2.7。9. 定點數(shù)的加減運算。注意！減法要轉(zhuǎn)化成加法來做。對加減運算的結(jié)果，是否有溢出的判定符號比較法，雙進位位法，雙符號位法。00/01/10/11。10. BCD碼的加法運算，兩數(shù)之和為多少時需要調(diào)整結(jié)果？BCD碼是0-9，而二進制的4位可以表示0-F，那么從A-F就超出了BCD碼的表示范圍，就要進行進位了（加法時），而減法時，借位不是借16

4、，而是借10，所以也需要調(diào)整。11. 符號比較法判斷是否溢出。同符號相加，什么情況下溢出？（和的符號與加數(shù)/被加數(shù)相反）。異符號相減，什么情況下溢出？（差的符號與減數(shù)符號相同。）課本第41頁?？吹诰蓬}12. 定點數(shù)的乘法運算。原碼相乘和補碼相乘。前者不帶符號位運算，相加和移位（邏輯右移）都是N次，后者帶符號位運算，相加N+1次，移位（算術）N次。課本第55頁。13. 存儲器。分類，RAM和 ROM的區(qū)別。SRAM和DRAM的區(qū)別。SRAM、DRAM、EPROM、PROM、閃存等，掉電時內(nèi)容也消失的是？ROM在系統(tǒng)停止供電的時候仍然可以保持數(shù)據(jù)，而RAM通常都是在掉電之后就丟失數(shù)據(jù)【解析】SRA

5、M和DRAM都是隨機存儲器，機器掉電后，兩者的信息都將丟失。它們的最大區(qū)別就是：DRAM是用電容有無電荷來表示信息0和1，為防止電容漏電而導致讀取信息出錯，需要周期性地給電容充電，即刷新；而SRAM是利用觸發(fā)器的兩個穩(wěn)態(tài)來表示信息0和1，所以不需要刷新。另外，SRAM的存取速度比DRAM更高，常用作高速緩沖存儲器Cache。斷電后RAM中的數(shù)據(jù)隨之消失。SRAM利用寄存器來存儲信息,所以一旦掉電,資料就會全部丟失,課本第76頁。14. 存儲器中的數(shù)據(jù)組織。大端方式和小端方式。比如給定12345678H，小端方式和大端方式分別如何存放？（注意：主存就是存儲器）課本P79頁。15. 存儲器的擴展，

6、字擴展和位擴展的基本區(qū)別。課本第84頁。16. CACHE的結(jié)構(gòu)、位置和作用？幾種映像方式，哪些涉及/不涉及替換策略？17. 計算題！直接映像中，CACHE地址與主存地址的映像關系。 課后練習：107頁，411、412、413。18. 已知地址總線和數(shù)據(jù)總線的位數(shù)，計算存儲器容量。比如：AB=24，字節(jié)編制的情況？19. 尋址方式。各種尋址方式中，所涉及的操作數(shù)在哪里？比如，寄存器尋址，寄存器間接尋址（數(shù)據(jù)在內(nèi)存中）基址尋址、直接尋址（舉例）、存儲器間接尋址等。注意，立即尋址時，#后面的也表示立即數(shù)。MOV AL,#20H ;將20H這個立即數(shù)放到AL寄存器中。20. 位操作指令，按位與、按位

7、或、按位異或等。參加運算的兩個數(shù)據(jù)，按二進制位進行“與”運算。運算規(guī)則：0&0=0;   0&1=0;    1&0=0;     1&1=1;       即：兩位同時為“1”，結(jié)果才為“1”，否則為0例如：3&5  即 0000 0011 & 0000 0101 = 0000 0001   因此，3&

8、;5的值得1。 另，負數(shù)按補碼形式參加按位與運算。“與運算”的特殊用途：（1）清零。如果想將一個單元清零，即使其全部二進制位為0，只要與一個各位都為零的數(shù)值相與，結(jié)果為零。 （2）取一個數(shù)中指定位方法：找一個數(shù)，對應X要取的位，該數(shù)的對應位為1，其余位為零，此數(shù)與X進行“與運算”可以得到X中的指定位。例：設X=10101110，    取X的低4位，用 X & 0000 1111 = 0000 1110 即可得到；    還可用來取X的2、4、6位。 按位或運算符（|

9、）參加運算的兩個對象，按二進制位進行“或”運算。運算規(guī)則：0|0=0；   0|1=1；   1|0=1；    1|1=1；      即 ：參加運算的兩個對象只要有一個為1，其值為1。例如:3|5即 0000 0011 | 0000 0101 = 0000 0111   因此，3|5的值得7。 另，負數(shù)按補碼形式參加按位或運算。“或運算”特殊作用：（1）常用來對一個數(shù)據(jù)的某些位置1。方法：找到

10、一個數(shù)，對應X要置1的位，該數(shù)的對應位為1，其余位為零。此數(shù)與X相或可使X中的某些位置1。例：將X=10100000的低4位置1 ，用 X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。 異或運算符（）參加運算的兩個數(shù)據(jù)，按二進制位進行“異或”運算。運算規(guī)則：00=0；   01=1；   10=1；   11=0；   即：參加運算的兩個對象，如果兩個相應位為“異”（值不同），則該位結(jié)果為1，否則為0。 “異或運算”的特殊作用：（1）

11、使特定位翻轉(zhuǎn) 找一個數(shù)，對應X要翻轉(zhuǎn)的各位，該數(shù)的對應位為1，其余位為零，此數(shù)與X對應位異或即可。例：X=10101110，使X低4位翻轉(zhuǎn)，用X 0000 1111 = 1010 0001即可得到。 （2）與0相異或，保留原值 ，X 0000 0000 = 1010 1110。從上面的例題可以清楚的看到這一點。取反運算符（）參加運算的一個數(shù)據(jù)，按二進制位進行“取反”運算。運算規(guī)則：1=0；   0=1；      即：對一個二進制數(shù)按位取反，即將0變1，1變0。 使一個數(shù)的最低位為零，

12、可以表示為：a&1。1的值為1111111111111110，再按“與”運算，最低位一定為0。因為“”運算符的優(yōu)先級比算術運算符、關系運算符、邏輯運算符和其他運算符都高。左移運算符（<<）將一個運算對象的各二進制位全部左移若干位（左邊的二進制位丟棄，右邊補0）。例：a = a << 2 將a的二進制位左移2位，右補0，左移1位后a = a * 2; 若左移時舍棄的高位不包含1，則每左移一位，相當于該數(shù)乘以2。右移運算符（>>）將一個數(shù)的各二進制位全部右移若干位，正數(shù)左補0，負數(shù)左補1，右邊丟棄。操作數(shù)每右移一位，相當于該

13、數(shù)除以2。例如：a = a >> 2 將a的二進制位右移2位，左補0 or 補1 得看被移數(shù)是正還是負。  >> 運算符把 expression1 的所有位向右移 expression2 指定的位數(shù)。expression1 的符號位被用來填充右移后左邊空出來的位。向右移出的位被丟棄。例如，下面的代碼被求值后，temp 的值是 -4：  -14 （即二進制的 11110010）右移兩位等于 -4 （即二進制的 11111100）。  var&#

14、160;temp = -14 >> 2    無符號右移運算符（>>>）  >>> 運算符把 expression1 的各個位向右移 expression2 指定的位數(shù)。右移后左邊空出的位用零來填充。移出右邊的位被丟棄。例如：var temp = -14 >>> 2變量 temp 的值為 -14 （即二進制的 11111111 11111111 11111111 11110010）

15、，向右移兩位后等于 1073741820 （即二進制的 00111111 11111111 11111111 11111100）。復合賦值運算符位運算符與賦值運算符結(jié)合，組成新的復合賦值運算符，它們是：&=    例：a &= b        相當于a=a & b|=    例：a |= b        相當于a=a | b>

16、;>=   例：a >>= b       相當于a=a >> b<<= 例：a <<= b       相當于a=a << b=   例：a = b       相當于a=a b運算規(guī)則：和前面講的復合賦值運算符的運算規(guī)則相似。不同長度的數(shù)據(jù)進行位運算如果兩個不同長度的數(shù)

17、據(jù)進行位運算時，系統(tǒng)會將二者按右端對齊，然后進行位運算。以“與”運算為例說明如下：我們知道在C語言中l(wèi)ong型占4個字節(jié)，int型占2個字節(jié)，如果一個long型數(shù)據(jù)與一個int型數(shù)據(jù)進行“與”運算，右端對齊后，左邊不足的位依下面三種情況補足，（1）如果整型數(shù)據(jù)為正數(shù)，左邊補16個0。（2）如果整型數(shù)據(jù)為負數(shù)，左邊補16個1。（3）如果整形數(shù)據(jù)為無符號數(shù)，左邊也補16個0。如：long a=123;int b=1;計算a & b。 如：long a=123;int b=-1;計算a & b。 如：long a=123;unsigned int b=1;計算a

18、& b。21. 幾種周期的概念。時鐘周期、指令周期和總線周期。在計算機中，為了便于管理，常把一條指令的執(zhí)行過程劃分為若干個階段，每一階段完成一項工作。例如，取指令、存儲器讀、存儲器寫等，這每一項工作稱為一個基本操作。完成一個基本操作所需要的時間稱為機器周期。一般情況下，一個機器周期由若干個S周期（狀態(tài)周期）組成。通常用內(nèi)存中讀取一個指令字的最短時間來規(guī)定CPU周期,(也就是 計算機通過內(nèi)部或外部總線進行一次信息傳輸從而完成一個或幾個微操作所需要的時間）),它一般由12個時鐘周期組成。而時鐘周期=1秒/晶振頻率，因此單片機的機器周期=12秒/晶振頻率 . 指令周期（Instru

19、ction Cycle）：取出并執(zhí)行一條指令的時間?？偩€周期（BUS Cycle）：也就是一個訪存儲器或I/O端口操作所用的時間。時鐘周期（Clock Cycle）：又稱節(jié)拍周期，是處理操作的最基本單位。(晶振頻率的倒數(shù)，也稱T狀態(tài))指令周期、總線周期和時鐘周期之間的關系：一個指令周期由若干個總線周期組成，而一個總線周期時間又包含有若干個時鐘周期。指令周期CPU每取出一條指令并執(zhí)行這條指令，都要完成一系列的操作，這一系列操作所需要的時間通常叫做一個指令周期。換言之指令周期是取出一條指令并執(zhí)行這條指令的時間。由于各條指令的操作功能不同，因此各種指令的指令周期是不盡相同的。例如一條加法指令的指令周

20、期同一條乘法指令的指令周期是不相同的。 指令周期常常用若干個CPU周期數(shù)來表示，CPU周期也稱機器周期。指令不同，所需的機器周期數(shù)也不同。對于一些簡單的單字節(jié)指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即譯碼執(zhí)行，不再需要其它的機器周期。對于一些比較復雜的指令，例如轉(zhuǎn)移指令、乘法指令，則需要兩個或者兩個以上的機器周期。通常含一個機器周期的指令稱為單周期指令，包含兩個機器周期的指令稱為雙周期指令?？偩€周期1.微處理器是在時鐘信號CLK控制下按節(jié)拍工作的。8086/8088系統(tǒng)的時鐘頻率為4.77MHz，每個時鐘周期約為200ns。2.由于存貯器和I/O端口是掛接在總線上的，CPU對存貯器和I

21、/O接口的訪問，是通過總線實現(xiàn)的。通常把CPU通過總線對微處理器外部（存貯器或 I/O接口）進行一次訪問所需時間稱為一個總線周期。一個總線周期一般包含4個時鐘周期，這4個時鐘周期分別稱4個狀態(tài)即T1狀態(tài)、T2狀態(tài)、T3狀態(tài)和 T4狀態(tài)。時鐘周期一個CPU周期時間有包含若干個時鐘周期（通常稱為節(jié)拍脈沖或T周期，他是處理操作的最基本單位）。時鐘周期也稱為振蕩周期，定義為時鐘脈沖的倒數(shù)（可以這樣來理解，時鐘周期就是單片機外接晶振的倒數(shù)，例如12M的晶振，它的時間周期就是1/12 s），是計算機中最基本的、最小的時間單位。在一個時鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個最基本的動作。對于某種單片機，若采用了1MHZ

22、的時鐘頻率，則時鐘周期為1s；若采用4MHZ的時鐘頻率，則時鐘周期為250ns。由于時鐘脈沖是計算機的基本工作脈沖，它控制著計算機的工作節(jié)奏（使計算機的每一步都統(tǒng)一到它的步調(diào)上來）。顯然，對同一種機型的計算機，時鐘頻率越高，計算機的工作速度就越快。但是，由于不同的計算機硬件電路和器件的不完全相同，所以其所需要的時鐘周頻率范圍也不一定相同。我們學習的 8051單片機的時鐘范圍是1.2MHz-12MHz。在8051單片機中把一個時鐘周期定義為一個節(jié)拍（用P表示），二個節(jié)拍定義為一個狀態(tài)周期（用S表示）。8051系列單片機的一個機器周期同6 個S周期（狀態(tài)周期）組成。前面已說過一個時鐘周期定義為一個節(jié)拍（用P表示），二個節(jié)拍定義為一個狀態(tài)周期（用S表示），8051單片機的機器周期由6 個狀態(tài)周期組成，也就是說一個機器周期=6個狀態(tài)周期=12個時鐘周期。概念辨析總結(jié)一下，它們之間的關系就是，指令周期由若干個機器周期組成，總線周期一般由4個時鐘周期組成。機器周期和總線周期機器周期指的是完成一個基本操作的時間，這個基本操作有時可能包含總線讀寫，因而包含總線周期，但是有時可能與總線讀寫無關，所