尼采般地抒情

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此网站主题为本人手写主题,主题还在开发中……


主题:hexo-theme-lyrics
作者:尼采般地抒情

站点信息

文章数目:133
已运行时间:
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  1. 概论
  2. 数据的机器层次表示
  3. 数值的机器运算
  4. 指令系统
  5. 存储系统和结构
  6. 中央处理器
  7. 【总线+外部设备】nothing
  8. 输入输出系统

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利用一些基本的问题简单回顾一下这学期学的计组的基本知识点。

概论

电子数字计算机和电子模拟计算机的区别是什么?

电子数字计算机处理的信息是离散的,运算过程是离散的
电子模拟计算机处理的信号时连续的,运算过程是连续的

冯诺依曼计算机的特点是什么?其中最主要的一点是什么?

  1. 计算机由运算器、控制器、存储器、输入系统、输出系统五大部件组成(注意中央处理器是运算器和控制器的合称)
  2. 计算机内部由二进制编码指令和数据
  3. 将编好的数据和程序先放入存储器中,然后再启动计算机工作

其中最主要的一点是第三点最主要!

数据的机器层次表示

机器数的原码+反码+补码表示

定点小数表示:阶码:小数点位数;尾数:在小数那里编码即可

真值就是加正负所表现出来的

给定计算机字长位数,知道各种情况下表示数值的范围

image.png

数值的机器运算

定点加减运算+判断结果是否溢出

  1. 先写出两个数的补码(减法运算转换为加法运算即可)
  2. 然后进行二进制加法运算(遵循 0+0=0,1+0=1,0+1=1,1+1=10 向高位进位)
  3. 判断是否溢出【00:结果为正无溢出;01:正溢;10:负溢;11 结果为负无溢出】
  4. 将[X+Y]补转换为[X+Y]真值

    定点乘法运算:原码一位乘法运算+补码一位乘法运算

原码一位乘法运算:

  1. 先写出 X 和 Y 的绝对值|X|和|Y|
  2. 让 00.0……和|X|相加同时判断|Y|的最后一位(如果为 1 加|X|如果是 0 加 0)
  3. 加完之后右移一位,再判断,加了再判断,啥时候那个分隔符分没了,就好了……………
  4. 最后判断真值符号

我写的个啥………………逃

补码一位乘法运算:

  1. 写出[X]补[-X]补[Y]补
  2. 在[Y]补码尾巴后面加一个 0,判断最后两位,(00 加 0;10 加[-X]补;01 加[X]补;11 加 0)
  3. 让 00.000……加上上面判断的加上某某
  4. 又一直这样下去下去……
  5. 把补码换成原码即可……

…………逃 🤣

指令系统

什么叫主程序和子程序?调用子程序还可以采用哪几种方法保存返回地址?画出图说明调用子程序的过程。

主程序:通常的程序
**
子程序:可以被反复调用、公用的程序,只要知道其**入口地址**,就可以调用之,其就是我们编程常写的函数

保存返回地址的方法:

  • 子程序的第一个子单元存放返回地址,然后从第二个字单元开始执行子程序
  • 寄存器存放
  • 堆栈保存

以堆栈保存返回地址的方法来说明调用子程序的过程:
image.png

如果某计算机调用子程序保存返回地址是上个问题的第一种方式,有这么几个问题:

  1. 为这种方法设计一条从子程序转到主程序的返回指令
  2. 怎么在主程序和子程序之间进行传参
  3. 可否用于子程序嵌套
  4. 可否用于子程序的递归
  5. 如果将该种方式改为第三种方式(堆栈方式),可否完成 4
  1. 使用间接寻址方式
JMP @ 子程序首地址
  1. 可以利用寄存器或主存单元进行主、子程序间的参数传递
  2. 可以。返回的地址都放在子程序的第一个单元
  3. 不可以。会破坏其内部结构
  4. 可以。因为堆栈具有后进先出功能

存储系统和结构

如何区别存储器和寄存器?两者是一回事说法对吗?

两者不是一回事。

存储器是在CPU外边,用来存放数据和程序的,访问存储器的速度较慢;

寄存器数据 CPU 的一部分,访问寄存器的速度很快。
**

存储器的主要功能是什么?为什么把存储系统分成若干个不同层次?主要有那些层次?

存储器的主要功能:存储数据和程序

存储系统是有几个容量、速度、价格不同的存储器用硬件、软件、软硬件相结合起来的系统。分成若干个不同层次是因为考虑到不同存储器的价格因素、存储速度、存储容量三个因素。

  1. 高速缓存
  2. 主存
  3. 辅存

其中 12 又称之为 Cache-主存存储层次,23 又称之为主存-辅存存储层次。

动态 RAM 为什么要刷新?一般有几种刷新方式?各有什么优缺点?

为了维持 DRAM 的记忆单元的存储信息

  • 集中式刷新

优点:读写操作不受刷新工作的影响,存取速度

缺点:存储容量越大,死区越长

  • 分散式刷新

优点:没有死区

缺点:加长了系统的存取周期,降低了整机的速度,并且刷新过于频繁,没有充分利用允许的最大刷新间隔

  • 异步式刷新

异步式虽然有死区,但是比几种方式的死区小得多,而且减少了刷新次数,是比较实用的一种刷新方式。

中央处理器


控制器有哪几种控制方式?各有何特点?

  • 同步控制方式

该控制方式各项操作都由统一的时序信号完成,并且在每个及其周期中产生统一的节拍电位和工作脉冲。这种方式设计简单,但是对于许多单指令来说,有太多的空闲时间,造成时间浪费,影响指令执行速度。

  • 异步控制方式

该控制方式的各项操作都不由统一的时序信号完成,而是由指令本身或部件的具体情况决定,因此这种控制方式的效率高,时间能够合理利用,但是该控制方式也比较复杂。

  • 联合控制方式

是由上面的同步控制方式和异步控制方式相结合的方式。


什么是三级时序系统?

三级时序系统是指机器周期节拍工作脉冲

具体所属关系是:每个指令周期划分若干个机器周期,每个机器周期划分若干个节拍,每个节拍划分 1 个或几个工作脉冲。


控制器有哪些基本功能?可分为哪几类?分类的依据是什么?

基本功能:

  • 从主存中取出一条指令,并指出下一跳指令在主存中的位置
  • 对指令进行译码或是测试,产生相应的操作控制信号,以便启动规定的工作
  • 指挥并控制CPU,主存和输入输出设备之间的数据流动

分类:

  • 组合逻辑
  • 存储逻辑
  • 组合逻辑和存储逻辑结合

分类的依据:
在于控制器的核心——微操作信号发生器的实现方法不同


中央处理器有哪些功能?它是由那些基本部件构成的?

构成:

  • 控制器
  • 运算器

功能:
对数据流和指令流在时间上和空间上进行正确的控制。当然,对于冯诺依曼结构的计算机而言,数据流是基于指令流的操作而驱动的。


中央处理器有哪几个主要寄存器?说说他们的结构和功能?

寄存器的功能就是用来存放程序运行过程中的中间结果、最终结果以及控制、状态信息的。

  • 通用寄存器

用来存放原始数据和运算结果,有的还可以作为变址寄存器、计数器、地址指针等

  • 专用寄存器

是用来完成某些特定功能的寄存器:程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、存储器地址寄存器(MAR)、存储器数据寄存器(MDR)、程序状态字寄存器(PSWR)等

以单指令为例,简要说明下列部件在计算机的取值周期和执行周期的作用。

  • 程序计数器(PC):存放指令地址
  • 指令寄存器(IR):存放当前指令
  • 存储器地址寄存器(MAR):进行算术逻辑运算
  • 存储器数据寄存器(MDR):存放写入或读出的数据/指令
  • 程序状态字寄存器(PSWR):存放写入或读出的数据/指令的地址

什么是指令周期?什么是 CPU 周期?他们之间有什么关系?

指令周期:指取指令分析指令执行指令所花费的所有时间

CPU 周期:也叫机器周期,是指完成一个基本操作所花费的时间
一个指令周期划分为多个 CPU 周期


【总线+外部设备】nothing

输入输出系统


什么是计机的输入输出系统?输入输出设备有哪些编址方式?有什么特点?

输入输出系统:包括输入输出接口和输入输出信息传送控制方式,是计算机系统中最具有多样性复杂性的部分。

编址方式:

  • 独立编址

优点:指令易于区分,译码简单,主存空间不会减少

缺点:增加了控制线 I/ORead 和 I/OWrite 信号

  • 统一编址

优点:总线结构简单,全部访存类指令都可用于控制外设,可直接对外设寄存器进行各种运算

缺点:占用主存一部分地址,缩小了可用的主存空间


什么是 I/O 接口?I/O 接口有哪些特点和功能?接口有哪些类型?

主机和外设之间的交接界面

特点:
实现信息交换

功能:

  • 实现主机和外设的通信联络控制
  • 进行地址译码和设备选择
  • 实现数据缓冲
  • 完成数据格式的变换
  • 传递控制命令和状态信息

类型:

  • 串行接口
  • 并行接口

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