计算机组成原理是一门深入探讨计算机硬件系统的学科,涉及到计算机内部数据处理、存储、计算等方面的基础知识。试卷中的问题主要涵盖了以下几个知识点:
1. **半导体存储器类型与读出数据传输率**:
- DRAM(动态随机存取存储器)通常用于主存储器,读写速度快,但需要定期刷新以保持数据。
- ROM(只读存储器)用于存储固定的程序或数据,不可修改,读取速度相对较慢。
- 闪速存储器(Flash Memory)是一种非易失性存储器,适合于移动设备和固态硬盘,读取速度比ROM快,但低于DRAM。
- EPROM(可擦除可编程只读存储器)可以通过紫外线擦除,读取速度介于ROM和闪存之间。
在同等条件下,DRAM的读出数据传输率最高。
2. **堆栈的性质**:
- 堆栈分为两种:硬件堆栈和软件堆栈。硬件堆栈由CPU内部的寄存器实现,而软件堆栈则是程序在内存中开辟的空间。
- 数据存取遵循“先进后出”(LIFO)或“后进先出”(FIFO)原则。
3. **数值表示与转换**:
- 在二进制下,正数的补码就是其原码,负数的补码是其原码除符号位外各位取反再加1。
- 例如,X=-0.0101,[X]反=1.1011,[X]补=1.1011(补码与反码相同),[-X]补=0.0101(取反加1)。
4. **存储器层次结构**:
- 计算机存储器通常包括三级:高速缓存(Cache)、主存储器(主存)和外部存储器(外存)。Cache用于临时存储CPU频繁访问的数据,提高速度;主存存放运行中的程序和数据;外存则用于长期存储大量数据,速度较慢。
5. **寻址方式和通信方式**:
- 基数是指一个数字系统中可以使用的不同符号的数量。
- 立即寻址方式是直接在指令中给出操作数,无需额外访问存储器获取。
- 逻辑地址是程序在编写时使用的地址,实际物理地址由操作系统映射。
- 同步通信方式指所有设备按照统一的时钟信号进行同步。
- 随机存取方式允许直接访问存储器的任何位置,存取时间与位置无关。
6. **存储器组织与计算**:
- 如IBM-PC主存扩展,计算所需芯片数量时,要考虑芯片的位宽和存储容量。
- 磁盘存储器的容量计算涉及磁道数、位密度和转速,而平均存取时间包括平均找道时间和旋转延迟。
7. **中断接口**:
- 地址译码用于确定哪个设备被选中。
- 命令字/状态字寄存器用于发送控制命令和接收设备状态。
- 数据缓存用于数据传输速率匹配。
- 控制逻辑处理中断请求和其他设备特定的控制功能。
这些知识点构成了计算机组成原理的基础,对于理解和设计计算机硬件系统至关重要。试卷中的题目旨在检验学生对这些概念的理解和应用能力。