计算机组成原理考研试题与解析

"计算机组成原理考研考试题12.doc" 这篇文档是一份计算机组成原理的考研试题，涉及多个核心知识点，主要包括数据表示、存储系统、指令系统、CPU结构、总线技术以及输入/输出（I/O）管理。下面将详细阐述这些知识点： 1. **数据表示**： - 8位二进制整数使用2的补码表示，可表示的范围是-128（10000000）到+127（01111111）。题目中的选项误将127写为127，应为128。 2. **虚拟存储器**： - 主要目的是扩大主存的存储空间，并通过页表等机制实现内存的自动管理和调度，使得程序可以访问比实际物理内存更大的地址空间。 3. **扩展操作码**： - 可以理解为操作码字段外的辅助操作码，用于扩展指令的种类或增加指令的功能。 4. **操作控制器**： - 完成的功能包括从主存取出指令，进行操作码译码，并产生相应的操作控制信号以执行指令。 5. **流水线CPU**： - 流水CPU由多个处理单元（段）组成，与具有m个并行部件的传统CPU相比，吞吐能力通常更强，尤其是在处理多个独立任务时。 6. **总线结构与I/O指令**： - 在单总线结构的微型计算机中，外设可以与主存统一编址，不需要专门的I/O指令来访问外设。 7. **自同步能力的记录方式**： - FSK（Frequency Shift Keying，频率移位键控）是一种具有自同步能力的记录方式，NRZ0和NRZ1通常不具有这种能力。 8. **多级中断与现场信息保存**： - 最有效的现场信息保存方法是使用堆栈，这样可以在中断发生时快速保存和恢复CPU的状态。 9. **数据传输与缓冲区**： - 对于多数据源的分时取数，使用两个指针的单缓冲区可以有效地减少等待时间，实现数据的高效传输。 10. **指令格式**： - 指令格式通常包含操作码字段和地址字段，用于指示执行什么操作和操作的对象。 11. **流水CPU原理**： - 流水CPU基于时间重叠的思想，将CPU的操作分解为多个阶段，每个阶段在不同的处理单元中并行进行。 12. **微处理器与技术**： - 现代微处理器广泛使用流水线技术和超长指令字（VLIW）技术以提高性能。 13. **总线性能指标**： - 总线带宽是衡量总线性能的重要指标，表示总线在单位时间内传输数据的能力，通常以字节/秒为单位。例如，PCI总线的带宽可以达到数百兆字节/秒。 14. **DMA控制器类型**： - DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）控制器根据结构分为乒乓（Ping-Pong）型和菊花链型。 最后，文档还提到了一个关于四位运算器的框图，这是CPU内部结构的一部分，通常包括加法器、逻辑运算部件等，用于执行基本的算术和逻辑运算。 以上是对这份计算机组成原理考研试题中涉及的知识点的详细解析，涵盖了计算机系统的关键组成部分和工作原理。