《计算机组成原理A》期末复习指导.docx

PAGE   PAGE \* MERGEFORMAT 18 计算机组成原理A课程期末复习指导 第1章 计算机系统概述 一、复习要点 本章是计算机系统的概述，强调建立计算机系统的初步的和较完整的概念。本章期末考试不做具体要求，但本章基本概念的理解程度将直接影响到对后续各部分内容的理解。其中以计算机系统的结构层次、硬件系统的基本组成为重点理解的内容。 二、重点问题解析 操作系统层 指令系统层 微体系结构层 数字逻辑层 高级语言层 汇编语言层 图1.1 计算机系统层次结构 1．什么是计算机系统的层次结构？ 答：通常，把一个计算机硬、软件系统的完整内容划分为6个层次。分层能够更精准地理解、说明每一个层次的功能和运行机制，表明各层次之间相互依存、彼此支持的关系。下一层是实现上一层的基础，上一层是对下一层的功能扩展。 ① 数字电路与逻辑设计是实现计算机硬件的基础，处于最底层； ② 由5个部件组成的计算机硬件系统构成微体系结构层，接在数字逻辑层上面； ③ 硬件系统实现了全部指令系统的运行功能，提供了设计软件的能力，处在硬件系统的顶层和软件系统的底层； ④ 最底层的软件是操作系统，提供了管理和运行计算机系统的能力； ⑤ 在此基础上设计的汇编语言，提供了设计程序的功能较弱的基本工具； ⑥ 再往上实现了功能更强的高级语言，设计各种程序更容易，使用计算机更方便。 2．什么是计算机系统中的硬件系统和软件系统？ 答：计算机硬件系统是一种高度复杂的、由多种电子线路、精密机械装置等构成的、能自动并且高速地完成数据处理、计算的装置或者工具。 硬件系统由运算器部件、控制器部件、存储器部件、输入设备和输出设备5个大的功能部件组成，见图1.2。其中运算器和控制器共同构成了大家熟知的CPU，各部件间通过总线连接。显然，这些部件中运算器用于完成对数据暂存、运算处理功能；控制器向各个部件、设备提供协调运行所需要的控制信号；存储器用于完成对数据存储功能；输入设备和输出设备分别用于完成对原始数据输入功能和对运算结果输出功能。 运算器 部件 控制器 部件 存储器 部件 接口线路 数据输入设备 接口线路 结果输出设备 图1.2 计算机硬件系统的组成示意图 计算机软件系统是由完成计算机资源管理、方便用户使用的系统软件（厂家提供），和完成用户对数据的预期处理功能（用户设计，自己使用）的程序这样两大部分构成的。基本系统软件主要由3个部分组成： （1）分担计算机系统中的资源管理与分配，也向使用者和程序设计人员提供简单、方便、高效服务的操作系统； （2）支持用户按照计算机最基本功能（指令）设计程序的汇编语言； （3）支持用户按照解题算法设计程序的高级语言。 在一个完整的计算机系统中，软件系统是建立在硬件系统层次之上的部分，它的存在以已有硬件系统为前提，并且必须在已有硬件上才能运行。 硬件系统也必须在软件系统的调度指挥下才能发挥出应有的运行效率，体现出它的使用价值。 指令系统是设置在硬件系统和软件系统之间的结合点和纽带，硬件系统实现每一条指令的功能，全部软件系统都是由指令序列组成的程序。 第2章 数据表示和运算方法 一、复习要点 数据处理是计算机最擅长的工作。本章介绍数值、逻辑值、文本、图像、声音和视频等多种信息在计算机内表示方式，以及运算器加工数据的基本运算规则。只有在数学上掌握了计算机内数据的表示形式和运算器的基本运算规则，才能在物理上理解计算机处理数据的原理。为此，学习本章必须很好地掌握以下几点： （1）各种类型的数据（小数、整数、浮点数）在计算机内的表示； （2）完成算术运算（补码加减法、原码一位乘除法）所用的算法； 首先应学好二进制编码，数制转换，定点数和浮点数表示，数据校验码等基本知识，然后是数值数据算术运算的有关算法。其中二进制编码，数制转换，定点小数和整数的原、反、补码表示是核心的重点内容。 数据校验码部分应较好理解常见校验码的实现原理。 定点小数、整数、浮点数在计算机内的表示应该很好地掌握，尤其是补码加减法的运算规则从数学角度应该不难掌握，但每次考试这部分都是必考的，所以应该通过做习题真正掌握好。原码一位乘除法的实现算法了解即可。 二、重点问题解析 1．数制转换（二进制需要小数点后保留8位）： （1）将十进制数（0.71）10分别转换成二进制数、十六进制数和BCD码； （2）将十六进制数（1AB）16转换为二进制数和十进制数。 答：计算机内多数情况下是由二进制数表示的，数制转换是计算机初学者必须要熟悉的，否则很难对处理二进制数据的电路产生应有的感觉。十→二进制转换分为整数与小数两种情况，整数的转换采用除2取余，高位在下，商为0时为止；小数的转换采用乘2取整，高位在上，位数达到要求或小数部分为0结束。得到二进制后，再转换成对应的十六进制数就很简单了。