微型计算机原理与考研必备知识点

"微型计算机相关的习题集，包含国防科技大学和北京邮电大学等高校的考研试题，涉及微型计算机系统、微处理器、堆栈指针、补码表示、微指令、溢出、程序计数器、字长、指令流水线、计算机语言等方面的知识点。" 在计算机科学中，微型计算机是指一种小型的计算机系统，它以中央处理器（CPU）为核心，结合了内存（存储器）、输入/输出（I/O）接口和系统总线，能够执行各种计算任务。在国防科技大学1999年的考研试题中，这个问题强调了微型计算机的组成。 堆栈指针是处理器中的一个重要组成部分，用于指示栈顶的位置，通常用于管理程序中的局部变量和函数调用。国防科技大学2001年的考研试题中提到，堆栈指针的作用是指示栈顶地址。 二进制补码表示是计算机中用于表示有符号整数的一种方式。一个8位二进制整数，如由4个1和4个0组成，其最小值取决于最高位（符号位）。当最高位为1时，表示负数，其他位组成的数字越大，实际值越小。因此，最小值是-121（D选项）。 微程序控制器中的机器指令和微指令关系是，每条机器指令由一系列微指令组成的微程序来解释执行。这种设计使得复杂指令可以被分解为简单的操作，提高了处理器的设计灵活性。 计算机中的“溢出”是指运算结果超过了可表示的数值范围，可能超出存储单元或指令指定结果单元的存储能力，如国防科技大学2000年和北京邮电大学的考研试题所示。 程序计数器（PC）的位数决定了它可以指向的内存地址范围，这与存储器的容量直接相关。因此，PC的位数取决于存储器的容量（A选项）。 8位补码操作数向16位扩展时，如果原操作数是负数，最高位（符号位）需要保持不变并向前填充。所以10010011扩展为16位后，机器数为1000000010010011（C选项）。 计算机的字长影响数据精度和处理速度。字长越长，每个字可以表示的数据精度越高，完成相同精度运算的速度通常也越快（A选项）。 指令流水线技术通过让指令的不同阶段并行执行来提高CPU效率。执行时间主要取决于指令执行的步骤（A选项），而等待状态、时钟周期和Cache大小也会影响性能，但不是主要原因。 计算机能直接执行的是机器语言程序，即二进制形式的指令集（B选项）。 微处理器的处理速度受多种因素影响，包括字长、主频、算术逻辑单元（ALU）结构以及是否有Cache存储器。Cache可以显著提升处理器性能，因为它减少了访问主内存的延迟（D选项）。 这些题目覆盖了计算机硬件和体系结构的基础知识，对于准备计算机相关考研的学生来说，是重要的复习资料。