自考计算机组成原理串讲.docx

第一章概论第一节计算机硬件的基本构成一、计算机五大功能部件及各功能部件的功能1 .计算机硬件的五大功能部件：运算器、控制器、存储器、输入单元和输出单元2 .主机：由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机°3 .CPU：中央处理器，是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。4 .运算器：计算机中完成运算功能的部件，由ALU和寄存器构成。5 .控制器：是计算机中控制和协调计算机中各个部件进行工作的部件。6 .ALU：算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。7 .存储器：计算机中存储程序和数据的部件，分为内存和外存。8 .外围设备：计算机的输入输出设备，包括输入设备，输出设备和外存储设备。名词解释题（几乎每年都考）1 .主机：由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。（2002年、2003年）2 .ALU：算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。（2004年）3 .运算器：运算器是计算机中完成算术和逻辑运算功能的部件。（2006年）4 .CPU：中央处理器，是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。（2008年7月）选择题1.中央处理器包含（）。（2008年）A.运算器和主存储器B.控制器和主存储器C.运算器和控制器D.运算器和输入输出接口【分析】中央处理器是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。【答案】C二、相关基本概念1 .位：计算机中的一个二进制数据代码，计算机中数据的最小表示单位。2 .字节：衡量数据量以及存储容量的基本单位。1字节等于8位二进制信息。3 .字：数据运算和存储的单位，其位数取决于具体的计算机。4 .字长：一个数据字中包含的位数，反应了计算机并行计算的能力。一般为8位、16位、32位或64位。历年真题1 .硬盘的存储容量常用GB表示，1GB=1OOOMB°（2004年）【分析】存储容量单位间的关系：ITB=IO24GB、1GB=1O24MB>1MB=1O24KB>lKB=1024BolB=8bit【答案】硬盘的存储容量常用GB表示，1GB=Io24MB,第二节计算机软件概述一、软件的概念及与硬件的关系2 .软件：由程序构成的系统，分为系统软件和应用软件。3 .应用软件：完成应用功能的软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。4 .系统软件：计算机系统的一部分，进行命令解释、操作管理、系统维护、网络通信、软件开发和输入输出管理的软件，与具体的应用领域无关。5 .软件兼容：一个计算机系统上的软件能在另一个计算机系统上运行，并得到相同的结果，则称这两个计算机系统是软件兼容的。名词解释1 .应用软件：完成应用功能的软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。（2005年）简答题2 .什么是应用软件、系统软件和硬件系统?三者的关系是什么？（2007年）【答案】应用软件：完成应用功能的软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。系统软件：计算机系统的一部分，进行命令解释、操作管理、系统维护、网络通信、软件开发和输入输出管理的软件，与具体的应用领域无关。硬件系统：由物理元器件构成的系统，计算机硬件是一个能够执行指令的设备。应用软件、系统软件和硬件系统构成了计算机的三个层次。应用软件为用户提供一个应用系统的界面，使用户能够方便的使用计算机解决具体问题。系统软件则向用户提供一个基本的操作界面,并向应用软件提供功能上的支持。硬件系统是整个计算机系统的基础和核心,所有功能最终由一件完成，所以硬件是最内层的。系统软件扩展了硬件的功能，是中间层。应用软件建立在系统软件之上是，最外层。第三节程序语言及其编译一、各种计算机语言的概念3 .机器语言：是由二进制代码构成，计算机可以直接接受的语言。4 .汇编语言：采用文字方式（助记符）表示的程序设计语言，其中大部分指令和机器语言中的指令一一对应，但不能被计算机的硬件直接识别。5 .高级语言：是与自然语言接近、需要通过翻译才能成为计算机接受的语言；是与计算机硬件结构无关的程序设计语言。6 .汇编程序：将汇编语笆程序翻译成机器语言程序的计算机软件。7 .编译程序：将高级语言程序转换成机器语言程序的计算机软件。8 .解释程序：解释执行高级语言程序的计算机软件，解释并立即执行源程序的语句。选择题1 .一种与自然语言接近、需要通过翻译才能成为计算机接受的语言是（）。（2007年）A.高级语言B.汇编语言C.机器语言D.二进制代码【分析】高级语言是与自然语言接近、需要通过翻译才能成为计算机接受的语言。高级语言程序需要经过编译程序将其转换成机器语言程序，才能被计算机的硬件识别。【答案】A第二章数据编码和数据运算第一节数字与文字的编码一、数制的转换（每年必考，选择题一道，2分，共10种情况）1.十进制转换为二进制（考过三次）例题：若十进制数为37.25,则相应的二进制数为（）。（2006年）A.100110.01B.110101.01C.100101.1D.100101.01【分析】卜进制数转化为二进制数时，整数部分和小数部分要用不同的方法来处理。整数部分的转化采用除2取余法：将整数除以2,所得余数即为二进制数最低位上的数码，再将商除以2,余数为二进制次低位上的数码如此反复进行，直到商是0为止；对于小数的转化，采用乘2取整法：将小数乘以2,所得积的整数部分即为二进制数小数点后第一位上的数码，再将此积的小数部分乘以2,所得积的整数部分为二进制数小数点后第二位上的数码，如此反复直到积是0为止。此题经转换后得二进制数为100101.01o【答案】D2 .十进制转换为八进制例题：若十进制数据为137.5则其八进制数为（）。（2001年）A.89.8B.211.4C.211.5D.1011111.101【分析】十进制数转化为八进制数时，整数部分和小数部分要用不同的方法来处理。整数部分的转化采用除8取余法：将整数除以8,所得余数即为八进制数最低位上的数码，再将商除以8,余数为八进制次低位上的数码如此反复进行，直到商是0为止；对于小数的转化，采用乘基取整法：将小数乘以8,所得积的整数部分即为八进制数小数点后第位上的数码，再将此积的小数部分乘以8,所得积的整数部分为八进制数小数点后第二位上的数码，如此反复直到积是0为止。此题经转换后得八进制数为211.40。【答案】B3 .十进制转换为十六进制例题：若十进制数为132.75,则相应的十六进制数为（）。（2002年）A.21.3B.84.cC.24.6D.84.6【分析】十进制数转化为十六进制数时，采用除16取余法；对于小数的转化，采用乘16取整法：将小数乘以16,所得积的整数部分转换为十六进制。此题经转换后得十六进制数为84.Cc【答案】B4 .二进制转换为十进制例题：若二进制数为1111.101,则相应的十进制数为（）°（2004年）A.15.625B.15.5C.14.625D.14.5【分析】将二进制数111LlOl转换为相应的十进制数，可采用乘鼎相加法完成，即：1×23+l×22+l×21+l×20+l×21+l×23=15.625。【答案】A5 .八进制转换为十进制方法：将八进制数转换为相应的十进制数，可采用乘哥相加法完成。6 .十六进制转换为十进制。（考过三次）例题：若十六进制数为A3.5,则相应的十进制数为（）。（2003年）A.172.5B.179.3125C.163.3125D.188.5【分析】将十六进制数A3.5转换为相应的十进制数，可采用乘基相加法完成，HP：IOX16'+3×160+5×16,=163.3125。【答案】C7 .二进制转换为八进制方法：以小数点为界，整数部分从右向左每三位分为一组，最左端不够三位补零；小数部分从左向右每三位分为组，最右端不够三位补零；最后将每小组转换位位八进制数。8 .二进制转换为十六进制方法：以小数点为界，整数部分从右向左每四位分为组，最左端不够四位补零；小数部分从左向右每四位分为一组,最右端不够四位补零;最后将每小组转换位一位十六进制数。9 .八进制换为二进制方法：以小数点为界，整数部分从右向左每位八进制数转换为三位二进制数；小数部分从左向右每位八进制数转换为三位二进制数。最后，去掉最左端的零和最右端的零。10 .十六进制转换为二进制方法：以小数点为界，整数部分从右向左每位十六进制数转换为四位二进制数；小数部分从左向右每位十六进制数转换为四位二进制数。最后，去掉最左端的零和最右端的零。二、定点数编码（每年必考，选择2分或名词解释3分）1 .原码：带符号数据表示方法之一，一个符号位表示数据的IE负，0代表正号，2代表负号，其余的代表数据的绝对值。2 .补码：带符号数据表示方法之一，正数的补码与原码相同，负数的补码是将二进制位按位取反后在最低位上加Io3 .反码：带符号数据的表示方法之一，正数的反码与原码相同，负数的反码是将二进制位按位取反。4 .移码：带符号数据表示方法之一，符号位用1表示正，0表示负，其余位与补码相同。历年真题1.若X=IOlI,则凶补=（）o（2002年）A.OlOllB.1011C.0101D.10101【分析】X为正数，符号位为0,数值位与原码相同，结果为（MOI1。【答案】A2 .如果X为负数,由X补求-X补是将（）。（2000年）A. X补各值保持不变B. X补符号位变反，其它各位不变C. X补除符号位外，各位变反，未位加1D. X补连同符号位起各位变反，未位加1【分析】不论X是正数还是负数，由X补求-X补的方法是对X补求补，即连同符号位一起按位取反，末位加U【答案】D3 .若X=1.1011,则真值X是（）（2003年）A.-0.1011B.-0.0101C.0.1011D.0.0101【分析】X补=1.1011,其符号位为1,真值为负；真值绝对值可由其补码经求补运算得到,即按位取后得0.（HoO再末位加1得0.0101,故其真值为-0.01010【答案】B4 .已知X原=LoO0,则X反为（）（2007年）A.0.000B.1.000C.1.111D.0.111【分析】X原=LoO0,其符号位为1,则X的真值为负数；所以X反由X原除符号位外其它位按位取反得到，为1.111。【答案】C三、定点数编码表示的数值范围有关定点数编码表示的数值范围也几乎每年都考。下面表格总结了相关内容。编码方式最小值编码最小值最大值编码最大值数值范围n÷l位无符号定点整数0000000Ilb-Ill2n4,-l0x2n',-ln+1位无符号定点小数0.00-00000.11111l-2n0xl-2nn+1位定点整数原码1111-111-2n+l0111-1112n-l-2n+lx2n-ln+1位定点小数原码1.111-111-1+210.1111111-2"-l+2nxl-2nn+1位定点整数补码1000-000-2n0111-1112n-l-2nx2n-ln+1位定点小数补码1.000-000-10.111-1111-21-lxl-2nn+1位定点整数反码1000-000-2n+l01111112"-1-2n+lx2n-ln+1位定点小数反码1.000000-1+2n0.1111111-2nT+2YxW1-2"n+1位定点整数移码0000-000-2n1111-1112n-l-2nx2n-ln÷l位定点小数移码小数没有移码定义1.若定点整数64位含1位符号位，补码表示，则所能表示的绝对值最大负数为（）o（2001年）A.-264B.-（264-l）C-263D.-（263-l）【分析】字长为64位，符号位为1位，则数值位为63位。当表示负数时，数值位全0为负绝对值最大，为-2”。【答案】C2 .某机字长8位，含一位数符，采用原码表示，则定点小数所能表示的非零最小正数为（）。（2002年）A."B.28C.1-D.27【分析】求最小的非零正数，符号位为0,数值位取非0中的原码最小值，此8位数据编码为：OOOOoo01,表示的值是：2"【答案】D3 .定点小数反码x反=xo.XiXII表示的数值范围是（）。（2004年）A. -1+2n<xl-2nB. -l+2nx<l-2nC. -1+2-nX1-2'nD. -1+2n<x<l-2-n【分析】n+1位定点小数反码最小值编码LO（X）000,值为-1+2、最大值编码0.111111,值为1-2,数值范围/+TVxWm【答案】C四、浮点数编码（只考过一次，再考可能性很小）1 .浮点数的编码由阶码与规格化的尾数构成。阶码表示小数点的位置的代码。尾数表示数据有效值的代码。2 .规格化数：在浮点数据编码中，为使浮点数具有唯的表示方式所作的规定，规定尾数部分用纯小数形式给出，而且尾数的绝对值应大于1/2,即小数点后的第一位不为零。历年真题：1.设某浮点数共12位。其中阶码含1位阶符共4位，以2为底，补码表示：尾数含1位数符共8位，补码表示，规格化。则该浮点数所能表示的最大正数是（）。（2002年）A.27B.28C.28-lD.27-l【分析】为使浮点数取正数最大，可使尾数取正数最大，阶码取正数最大。尾数为8位补码（含符号位），正最大为Olllll11,为1-2'阶码为4位补码（含符号位），正最大为0111,为为则最大正数为：（l-27）×27=27-1o【答案】D五、检错码与纠错码1 .检错码：能够发现某些错误或具有自动纠错能力的数据编码。2 .纠错码：能够发现某些错误并且具有自动纠错能力的数据编码。3 .校验码：是指在数据编码中加入某种特征信息，以便能够发现某些错误或具有自动纠错的能力的数据编码。4 .奇校验码：让编码组代码中1的个数为奇数，违反此规律为校验错。5 .偶校验码：让编码组代码中1的个数为偶数，违反此规律为校验错。6 .海明码：一种常见的纠错码，能检测出两位错误，并能纠正一位错误。7 .码距：也称海明距离，在信息编码中，两个合法代码对应位上编码不同的位数。8 .循环码：一种纠错码，其合法码字移动任意位后的结果仍然是一个合法码字。历年真题：1 .偶校验码：让编码组代码中1的个数为偶数，违反此规律为校验错。（2005年）2 .校验码：是指在数据编码中加入某种特征信息，以便能够发现某些错误或具有自动纠错的能力的数据编码。（2006年）第二节定点数的加减法一、定点数加减法1 .定点数加减法一般用补码进行。2 .补码加运算是指两个操作数的补码及符号位一起相加，其结果就是两个数相加后的补码。补码减运算是先求出减数相反数的补码再和被减数的补码进行加法运算。历年真题：1.补码加减运算是指（）。（2008年）.操作数用补码表示，符号位单独处理B.操作数用补码表示，连同符号位一起相加C.操作数用补码表示，将加数变补，然后相加D.操作数用补码表示，将被加数变补，然后相加【分析】补码加减运算是指操作数用补码表示，连同符号位一起相加。【答案】B二、定点数加法判断溢出的方法判断溢出的三种方法：（1）两正数相加结果为负或两负数相加结果为正就说明产生了溢出，MrZO分别是两个加数及和的符号位。v=jy0No+y0（2）采用双符号位时，第一符号位表示最终结果的符号，第二符号位表示运算结果是否溢出。当第二位和第位符号相同，则未溢出；不同，则溢出。若发生正溢出（结果本应是正数，结果符号位却为1）,则双符号位为01,若发生负溢出（结果本应是负数，结果符号位却为0）,则双符号位为10。（这种方法多次考到）（3）最高位进位和次高位进位不同则发生了溢出，CI分别是最高位进位和次高位进位。V=CoCl+c0c历年真题1.若采用双符号位补码运算，运算结果的符号位为01,贝J（）0（2005年）A.产生了负溢出（下溢）B.产生了正溢出（上溢）C.结果正确，为正数D.结果正确，为负数【分析】采用双符号位时，第一符号位表示最终结果的符号，第二符号位表示运算结果是否溢出。当第二位和第一位符号相同，则未溢出；不同，则溢出。若发生正溢出，则双符号位为01,若发生负溢出，则双符号位为IOo【答案】B三、加法快速进位加法器的进位生成信号g和进位传播信号P，其中g和P定义为：g1=,yi,p=Xi+yio第i位的进位：6*14+马勺。历年真题1 .加法器中每一位的进位生成信号g为（）（2003年）A.xi+yiB.XiyiC.XiyiCiD.xi+yi+Ci【分析】在设计多位的加法器时，为了加快运算速度而采用了快速进位电路，即对加法器的每一位都生成两个信号：进位生成信号g和进位传播信号P，其中g和P定义为:gl=iyi,P=Xi+yt0【答案】B第三节定点数的乘除法运算一、原码一位乘法（已经考了2次，2002和2004）原码一位乘法中，符号位与数值位是分开进行计算的。运算结果的数值部分是乘数与被乘数数值位的乘积，符号是乘数与被乘数符号位的异或。数值位相乘时，每一次循环的操作是最低位为1，加被乘数的绝对值后右移1位；最低位为0,加0后右移1位。儿位乘法就循环几次。历年真题1 .已知X=OOll,y=-010l,试用原码一位乘法求xy=?请给出规范的运算步骤，求出乘积。（2002年）【分析】原码一位乘法中，符号位与数值位是分开进行计算的。运算结果的数值部分是乘数与被乘数数值位的乘积，符号是乘数与被乘数符号位的异或。原码一位乘法的每一次循环的操作是最低位为1，加被乘数的绝对值后右移1位；最低位为0,加0后右移1位。几位乘法就循环儿次。【答案】X原=OOol1,y原=IOlO1,IxI=OOll,Iy=OlOl结果的符号位IeO=I循环步骤乘积（RDR1）0初始值000001011加001100110101右移1位000110102加O00011010右移1位000011013加0011OOllHOl右移1位0001HlO4加00001HlO右移1位0000Hll所以结果为-OOOOlllI注意：写完计算过程得出结后一定要验证。本题是实际计算3×（-5）,运算结果应该是一15,否则就有错。二、补码一位乘法（Booth（布斯）算法）（已经考了4次：2001、2003、2008、2009）补码位乘法中的BOOth算法是种对带符号数进行乘法运算的十分有效的处理方法，采用相加和相减的操作计算补码数据的乘积。做法是从最低位开始，比较相临的数位，相等时不加不减，只进行右移位操作：不相等（01）时，RO中的值加乘数，再右移位；不相等（10时）R，中的值减乘数，再右移位。注意，右移位时最高位补符号位。直到所有位均处理完毕。历年真题2 .请用补码一位乘中的Booth算法计算xy=?X=OlOl,y=-0101,列出计算过程。（2001年）【分析】补码位乘法中的BoOth算法是种对带符号数进行乘法运算的十分有效的处理方法，采用相加和相减的操作计算补码数据的乘积。做法是从最低位开始，比较相临的数位，相等时不加不减，只进行右移位操作；不相等（01）时R。中的值加乘数，不相等（10时）R）中的值减乘数，再右移位。注意，右移位时最高位补符号位。直到所有位均处理完毕。本题乘数和被乘数连符号位一共四位，所以一共进行四次移位就处理完毕。【答案】X=OlOLX补=OIOL-X补=IOlLy=-0101,y补=KHl循环步骤乘积(RoRiP)0初始值0000IOll01减OlOlIOllIOll0右移1位HOlIlOl12无操作IlOl11011右移1位HlO111013加OlolOOllIllO1右移1位0001Illl04减OIol1100Illl0右移1位IllOOlll1所以结果为xy补=IIIOU11，真值为-O（X）IIO01,十进制值为-25。3 .用Booth算法计算7x（-3）o要求写出每一步运算过程及运算结果。（2003年）【分析】参考2001年考题4 .用Booth算法计算一4X3的4位补码乘法运算，要求写出每一步运算过程及运算结果。（2008年）【分析】参考2001年考题5 .用Booth算法计算6X（-3）,要求写出每一步运算过程及运算结果。（2009年）【分析】参考2001年考题补码一位乘法（Booth（布斯）算法）。三、原码一位恢复余数除法原码恢复余数除法的步骤：初始状态：R,存放余数，值为0,R存放被除数。首先将R（I和R左移1位，商为0：RD减去R（存放的是除数），若为负数,上商为0,再加除数恢复为原来的正数之后再左移一位；若减得差为为正数，上商为1并余数左移一位。原码是几位，就一共左移几加次。最后RO右移1位，RD中的数就是余数，R中的数是商。符号位例题：利用原码恢复余数除法这种方法计算下7/3。【分析】原码恢复余数除法的步骤：首先将Ro（存放余数，初始值为0）和Rl（开始存放被除数，最后存放的是商）左移1位，商为0；R°减去氐（存放的是除数），若为负数，上商为0,再加除数恢复为原来的正数之后再左移一位；若减得差为正数，上商为1并余数左移-位。原码是几位，就一共左移几加1次。最后及右移1位，R）中的数就是余数，&中的数是商。商的符号位是由除数和被除数的符号位异或来决定的。【答案】7的原码Oiii,3的原码OOIL结果符号是Oeo=O原码恢复余数除法求7/3的分步运算过程。循环步骤余数(RoR1)0初始值0000Olll左移，商0000011101减OOIl11011110加OOl1,商00000HlO(0)左移1位000111002减001111101100加OOI1,商000011100(0)左移1位001110003减OOIl00001000商100001000(1)左移1位000100014减OOIl11100001力0011,商000010001(0)左移1位00100010RO右移1位00010010所以，商是OOI0,即2；余数是OOO1,即1。四、原码加减交替一位除法（考过2次）原码加减法交替位除法的规则：将RN存放余数，初始值为0）减去R?（存放的是除数），若为负数，则商为0,余数左移一位，加除数；若为正数，则商为1,余数左移一位，减除数。原码是几位，就一共左移几加1次。最后R。右移1位，RO中的数就是余数，R中的数是商。历年真题1.用原码加减法交替位除法进行6÷2运算。要求写出每步运算过程及运算结果。（2006年）【分析】原码加减法交替一位除法的规则：将R。（存放余数，初始值为0）减去R2（存放的是除数），若为负数，则商为0,余数左移一位，加除数；若为正数，则商为L余数左移一位，减除数。原码是几位，就一共左移儿加1次。最后R。右移1位，R。中的数就是余数，Rl中的数是商。【答案】解：被除数OII0,除数OOl0,循环步骤余数（R0,R1）0初始值00000110减OoIOHlO01101左移，商011001100加0010111011002左移，商0IlOI1000加OOloIlll10003左移，商0Hll0000加0010000100004左移，商100100001减OoIo00000001左移，商100000011RO右移00000011由上可见，定点数乘除法计算题每年必考（9分），同学定注意，必须拿到这9分。第四节逻辑运算一、逻辑运算移位种类运算规则算术左移每位左移位.坡右位移入0,地高位移出进入标志寄存器C位算术右移每位右移一位,最高位符W发制，*低位移出进入标志寄存XC位逻辑左移每位左移一位坡右位移入0,蚊高位移出进入标志寄存器C位逻辑右移每位右移一位,最高位移入0,最低位移出进入标忐寄存器C位小循环左移每位左移一位,最高位进入最低位和标志寄存器C位小循环右移每位右.移位，最低位进入峨R位和标志寄存HC位大循环左移每位左移位.域高位进入标志寄存器C位,C位进入最低位大循环右移每位右移一位.域低位进入标志寄存器C位，C位进入最离位历年真题1 .已知一个8位寄存器的数值为IIoOlOl0,将该寄存器小循环左移位后，结果为（）（2005年）A.01100101B.10010100C.10010101D.01100100【分析】小循环左移：每位左移位，最高位进入最低位和标志寄存器C位。【答案】C第五节定点数运算器的组织和结构本节内容从来没考过，估计以后考的机会也不大。第六节浮点数运算和浮点数运算器一、浮点数加减运算1、数加减运算的五个步骤：对阶：较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同；尾数运算；规格化；舍入；检查阶码是否溢出。2、运算结果的溢出表现为阶码的溢出。若阶码下溢，要置运算结果为浮点形式的机器零；若阶码上溢，则置溢出标志。溢出的处理由CPU的异常处理机制进行处理。例题：用浮点数运算步骤对56+5进行二进制运算，浮点数格式为1位符号位、5位阶码、10位尾码，基数为2。【答案】56=lIlOOO2=O.111000×265io=1012=0.101X23对阶：0.101×23=0.000101×2尾数相加：0.111000+0.000101=0.111101规格化结果：0.111101×26舍入：数据己适合存储，不必舍入；检查溢出：数据无溢出。二、浮点数乘除运算（从未考过）浮点数乘除运算的五个步骤：阶码加减；尾数乘除；规格化；舍入；检查阶码是否溢出。第三章存储系统第一节存储器的构成一、存储器片 RAM：随机访问存储器，能够快速方便的访问地址中的内容，访问的速度与存储位置无关。 SRAM：静态随机访问存储器，采用双稳态电路存储信息。 DRAM：动态随机访问存储器，利用电容电荷存储信息。 ROM：只读存储器，种只能读取数据不能写入数据的存储器。 PROM：可编程的ROM,可以被用户编程一次。 EPROM：可擦写可编程的RoM,可以被用户编程多次。靠紫外线激发浮置栅上的电荷以达到擦除的目的。 EEPROM：电可擦写可编程的ROM,能够用电子的方法擦除其中的内容。历年真题1 .静态存储器（SRAM）依靠什么来存储信息?为什么称为“静态”存储器？（2002年）【答案】静态存储器依靠双稳态电路的两个稳定状态来分别存储0和1。这类存储器在电源正常情况下，可以长期保存信息不变（除非重新写入），不需要动态刷新，所以称为“静态”存储器。2 .存储器的随机访问方式是指（）。（2004年）A.可随意访问存储器8 .按随机文件访问存储器C.可对存储器进行读出与写入D.可按地址访问存储器任编址单元，其访问时间相同且与地址无关【分析】存储器的随机访问方式是指可按地址访问存储器任一编址单元，其访问时间相同且与地址无关。【答案】D9 .动态RAM的特点是（）。（2008年）A.工作中存储内容会产生变化10 工作中需要动态地改变访存地址C.每次读出后，需根据原存内容重写一次D.每隔定时间，需要根据原存内容重写一遍【分析】2000年、2005年考了基本相同的题目。动态半导体存储器是利用电容存储电荷的特性记录信息，由于电容会放电，必须在电荷流失前对电容充电，即刷新。方法是每隔一定时间，根据原存内容重新写入-遍。【答案】D二、存储器的组织（每年都考，设计题，13分，此分必拿）历年真题1 .用IKX4片的存储芯片构成一个4KX8的存储器，地址线A5-Ao（低），双向数据线Dl-DoWE控制读写，CE为片选输入端。画出芯片级逻辑图，注明各种信号线，列出片选逻辑式。（2001年）【分析】用IKX4位/片的存储芯片构成一个4Kx8的存储器，所需的芯片数量为：（4K×8）/（IKx4）=8片，每两片作为-组共4组，每组内采用位扩展法组成一个IKX8的模块，4个IKX8的模块按字扩展法构成4K×8的存储器。此存储器的容量为4KB,需12位地址，选用AlAd作为地址线，ALAI5不用，各芯片的容量均为IK需10位地址，用As-A0向每个芯片提供地址，Al0.An通过一个2-4译码器对4个模块进行选择，每个输出控制一个模块内的两个芯片，各个模块的片选控制信号对应的输入分别为：00、01.10,1b所有作为所有芯片的读写控制信号，D7-D。为8条数据线。【答案】各片选信号的逻辑式为:cso=44ocs=4tjocs=44oc=-4l>4lo此类题目每年考题基本一样，同学画图时要注意的是地址线条数的计算，多少条片内地址线，多少条片选，多少条空闲。不要漏掉控制线画图注意布局，要规整、清晰,在演算纸上画好后再画道试卷上。第二节存储系统的构成一、提高存储器工作速度的技术（前10年没考过相关内容，了解，能做选择题即可）2 .芯片技术（1）快速页式动态存储器（FPMDRAM）存储器的下一次访问可以利用上一次访问的行地址，这样就可以减少两次输入地址带来的访问延迟。（2）增强数据输出存储器（EDoDRAM）与FPMDRAM相似，增加了个数据锁存器，并采用不同的控制逻辑连接到芯片的数据驱动电路中以提高数据传输速率。（3）同步型动态存储器芯片（SDRAM）,芯片在系统时钟控制下进行数据的读出与写入。（4）相联存储器是种按内容访问的存储器，每个存储单元有匹配电路，可用于Caehe中查找数据，整个存储器阵列同时进行数据的匹配操作.3 .结构技术（1）增加存储器的数据宽度：将存储器的位宽展到多个字的宽度以增加同时访问的数据量，从而提高数据访问的吞吐率。（2）采用多体交叉存储器：由多个相互独立、容量相同的存储体构成的存储器，每个存储体独立工作，读写操作重叠进行，从而提高数据访问的速度。二、层次化存储系统存储系统的四个层次（1）寄存器：CPU内部，容量小，速度快。（2）高速缓存：Cache,存放当前访问频繁的内容，即主存某些页的内容复制。特点是速度最快、容量较小。（3）主存储器：存放需要CPU运行的程序和数据，速度较快，容量较大.（4）辅助存储器：存放需联机保存但暂不执行的程序和数据。容量很大而速度较慢。历年真题1 .在存储系统中，为什么设有主存和辅存这样两个层次？（2006年）【答案】CPU可直接访问的是主存，故主存速度块，但容量小，每位价贵，为此设置轴存。由于CPU不能直接访问辅存，所以速度可慢点，但它容量大，每位价低，以弥补主存容量的不足，而存储系统总价格可降低。于是主存一辅存构成的存储系统可看成一个速度接近主存速度、容量相当于辅存容量，总价又十分低廉的存储器。2 .若存储器存取周期为，每次读/写1字节，则该存储器的数据传输率等于（）。（2006年）A.8×10SB.8×107bSC.10SD.10S【分析】lS=10S=106S=109nS.1字节，即lB=8b°该存储器的数据传输率等于lB100nS=lB（100×109）S=l×107BS=8×107bS【答案】B第三节高速缓存存储器一、Cache原理Cache是为提高存储器带宽而在主存储器和CPU之间增加的存储器，有时也在CPU内部集成少量CaChe。CaChe用来存放使用频繁的指令和数据，存取方式应与主存储器相同，均为随机存取方式Cache命中：PU访问主存的数据或程序代码存在于Cache中时的情形称为Cache命中。历年真题1 .高速缓冲存储器Cache一般采取（）。（2001年）A.随机存取方式B.顺序存取方式C.半顺序存取方式D.只读不写方式【分析】Cache是为提高存储器带宽而在主存储器和CPU之间增加的存储器，目的是用来存储使用频繁的数据和指令，存取方式应与主存储器相同，均为随机存取方式。【答案】A2 .CaChe命中：PU访问主存的数据或程序代码存在于CaChe中时的情形称为CaChe命中。（2008年）二、地址映象与变换主存与CaChe之间的映象方式：有直接映象、全相联印象、组相联印象三种。（1）直接映象是指主存储器中的每个块只能够映象到Cache中唯一一个指定块的地址映象方式。（2）全相联映象是指每个主存块都能够映象到任一Cache块的地址映象方式。（3）组相联印象是直接映象和全相联映象两种方式的结合，它将存储空间分成若干组,在组间直接映象方式，而在组内使用全相联印象方式。历年真题）。（2002 年）B.大容量高速CaCheD.大容量低速Caehe1 .一般来讲，直接映象常用在（A.小容量高速CacheC.小容量低速CaChe【分析】直接映象的地址转换速度快，但块的冲突概率较高。在大容量高速CaChe系统中使用直接映象方式，即可以发挥CaChe的高速度，又可以减少块的冲突概率。【答案】B2 .组相联映象和全相联映象通常适合于（）。（2005年）A.小容量CaCheB.大容量CaeheC.小容量ROMD.大容量ROM【分析】直接映象的地址转换速度快，但块的冲突概率较高。在大容量高速CaChe系统中使用直接映象方式，即可以发挥CaChe的高速度，又可以减少块的冲突概率。组相联映象和全相联映象速度较低，通常适合于小容量Cacheo【答案】A3 .直接映象：Cache的一种地址映象方式，一个主存块只能映象到Cache中的唯个指定块。（2007年）三、替换策略与更新策略1. CadIe的替换策略：（三种）（1）随机法是用一个随机数产生器产生一个随机的替换块号；（2）先进先出法是替换最早调入的存储单元；（3）近期最少用法替换近期最少使用的存储。2. CaChe的更新策略：写操作CaChe命中时，CaChe更新策略有两种：写直达法：将内容同时写入CaChe和主存。写回