《广西民族大学计算机组成原理期末试卷》旨在评估学生对计算机硬件结构与工作原理的理解及掌握情况,涵盖数据表示、指令系统、存储体系等多个方面。
计算机组成原理是计算机科学与技术领域的重要基础课程之一,它探讨了构成计算机系统的各个组件的结构、工作方式及其相互之间的关系。广西民族大学2008-2009学年的期末考试试卷全面覆盖了该学科的核心知识点。
1. **CPU组成部分**:作为计算系统的心脏部分,CPU由控制器和运算器组成,并不包括存储设备。其中,控制器负责指令的解码与执行;而运算器则主要处理算术及逻辑操作。
2. **指令译码功能**:在计算机中,实现这一过程的是控制器部件,它的任务是解析并按照指示进行相应动作。
3. **运算器的任务**:它承担着数学计算(如加减乘除)和布尔代数运算(例如AND、OR、NOT等逻辑操作)的执行工作。
4. **地址表示法**:在计算机系统中,使用无符号整型数值来标识内存单元的位置是常见做法。
5. **存储架构概述**:一个典型的计算环境包括高速缓存(Cache)、主存储器(RAM和ROM),以及辅助性外部储存设备在内的多层次结构体系。
6. **访问时间对比**:在这些不同的组件中,寄存器提供了最快的读写速度;其次是Cache;接着是内存空间;最慢的是外接硬盘等大规模数据仓库设施。
7. **单地址指令的特性**:此类命令通常通过隐含寻址或堆栈方式处理第二个操作数以完成其功能需求。
8. **控制器类型解析**:硬连线控制逻辑由组合电路构成,能够迅速响应外部输入信号的变化情况。
9. **微程序概念介绍**:用于实现复杂指令集的控制流程图被存储在专门设计好的内存单元中(称为“控制存储器”),以便于机器执行任务时使用。
10. **I/O设备与主存的区别**:当采用统一地址空间分配策略时,通过不同的地址编码来区分内部储存组件和外围输入输出装置。
试卷中的选择题部分涵盖了诸如计算机精度由字长决定、正数的反码与其原码相同等基础理论知识;同时也考察了考生对于RAM/ROM混合编址方式的理解能力;以及关于高速缓冲存储器(Cache)是否可以直接被程序指令访问的问题认知水平。此外,还涉及到了RISC架构的设计理念及其目的性等内容。
除了上述内容外,试卷中还有对计算机系统的五级层次结构的介绍:从微代码级别到高级编程语言层面。并且详细说明了如何为各种类型的存储芯片分配地址(如8Kx8位ROM、RAM等),需要掌握地址线配置和寻址模式等相关知识。
该考试还涉及到了计算技术的发展历程,包括电子管时代向晶体管乃至集成电路的转变;计算机硬件与软件的概念区别;16位和32位微处理器的区别以及字长的影响因素分析。此外还包括总线的作用、读写操作的基本概念介绍、各种存储器类型的特性(如只读存储器ROM、可编程只读内存PROM、EPROM及EEPROM等)的对比研究,还有关于主存与I/O设备之间地址分配策略的不同选择方式及其优缺点讨论;以及中断机制和直接内存访问DMA技术在输入输出操作中的应用。
最后试卷还考察了对指令的基本结构(如操作码和地址码)、执行一条命令所需的硬件组件(例如程序计数器PC、指令寄存器IR)及时间单位定义的理解程度。