一、考试题型及分值
1．选择题：（1%×15）
2．填空题：（2%×10）
每题2格。
3．计算题：（30%）
5%；6%；8%。
4．问答题：（7%×5）
二、问答题出题方向
A卷： 1．Cache理论基础；
2．微程序控制基本思想；
3．存储器的串并联组成；
4．相对寻址（转移地址如何计算）
5．中断嵌套示意图。
B卷： 1．Risc理论基础；
2．组合逻辑控制器基本思想；
3．存储器的串并联组成；
4．变址寻址的有效地址如何计算
5．中断嵌套示意图。
三、计算题出题方向
A卷： 1．补码减法；
2．计算CRC码；
3．浮点数加减法；
4．全加器一个逻辑式化简；
（画出逻辑图）
5．补码乘法。
B卷： 1．补码加法；
2．收到报文，检查是否正确；
3．浮点数加减法；
4．全加器另一个逻辑式化简；
（画出逻辑图）
5．补码除法。
四、复习提纲详解
1．电子数字计算机定义、数字机、模拟机的特点、区别。
电子数字计算机：能高速、自动地进行数字式算术运算和逻辑运算的电子装置。
数字机特点：高精度、能记忆、有逻辑、高速度；缺点：结构复杂，使用较难。
模拟机特点：结构简单、容易使用，在主振相同的前提下，对复杂微分方程求解
速度高于数字机；缺点：难于制成高精度。
区别：模拟计算精度取决于使用工具的精度。
数字计算精度取决于参加运算的参数的位数。
2．计算机硬件基本组成。
硬件基本组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。（了解每个部件）
3．世界上第一台电子计算机，第一台电子数字计算机。
世界上第一台电子计算机：ENIAC 世界上第一台电子数字计算机：EDVIC
4．计算机软件基本概念、语言、OS。
软件是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的所有程序及文档的总和。分
为系统软件和应用软件。
语言：机器硬件只能执行机器语言编写的程序。非机器语言编写的源程序必须经
过翻译系统（汇编程序、编译程序、解释程序）处理成机器语言，才能执行。
OS（操作系统）：是计算机的一个大型软件，用它实现计算机“自己管理自己”。
OS三大功能：
①管理计算机硬、软件资源，使之有效应用；
②组织协调计算机的运行，以增强系统的处理能力；
③提供人机接口，为用户提供方便。
OS八种技术功能：
①作业操作 ②资源管理 ③中断处理 ④I/O处理
⑤调度 ⑥错误处理 ⑦保护保密处理 ⑧记账。
四种OS类型：①批处理操作系统 ②分时系统 ③实时系统 ④网络操作系统
5．计算机主要性能指标。
八个计算机主要性能指标：
①主频（主振） ②字长 ③运算速度 ④兼容性 ⑤系统可靠性
⑥系统可维护性 ⑦性能价格比 ⑧存储容量
6．半导体工艺简介（一般了解）。
电流型晶体管：TTL 场效应型晶体管：MOS
7．全加器逻辑式化简，逻辑图，循环移位寄存器工作。
全加器：能实现二个一位二进制数与低位对本位进位相加，产生本位和及进位的
逻辑电路。
真值表：
A B J’ H J
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
全加器逻辑式化简：
全加器逻辑式：
H＝ABJ’＋ABJ’＋ABJ’＋ABJ’
J＝ABJ’＋ABJ’＋ABJ’＋ABJ’
H＝ABJ’＋ABJ’＋ABJ’＋ABJ’
＝A（BJ’＋BJ’）＋A（BJ’＋BJ’）
＝A（B⊕J’）＋A（B⊕J’）
＝A⊕（B⊕J’）
＝A⊕B⊕J’
J＝ABJ’＋ABJ’＋ABJ’＋ABJ’
＝（AB＋AB）J’＋AB（J’＋J’）
＝（A⊕B）J’＋AB ★
J＝ABJ’＋ABJ’＋ABJ’＋ABJ’
＝（AJ’＋AJ’）B＋AJ’（B＋B）
＝（A⊕J’）B＋AJ’
J＝ABJ’＋ABJ’＋ABJ’＋ABJ’
＝（BJ’＋BJ’）A＋BJ’（A＋A）
＝（B⊕J’）A＋BJ’
J＝ABJ’＋ABJ’＋ABJ’＋ABJ’＋ABJ’＋ABJ’
＝（A＋A）BJ’＋（B＋B）AJ’＋（J’＋J’）AB
＝AB＋AJ’＋BJ’ ★ ∵A＋A＝A
全加器逻辑图：
⑴H＝A⊕B⊕J’
J＝（A⊕B）J’＋AB
A A⊕B
H
J
B
J’
⑵H＝A⊕B⊕J’
J＝AB＋AJ’＋BJ’
A
H
J
B
J’
移位寄存器：以寄存器为基础，增加逻辑，在移位脉冲作用下，寄存的数据向左
移动一位（左移寄存器）或向右移动一位（右移寄存器）。
8．二←→十，二←→八，二←→十六，十←→八，十←→十六。
⑴二→十：用二进制展开式。
例：10011100B＝1×27＋0×26＋0×25＋1×24＋1×23＋1×22＋0×21＋0×20
＝128＋16＋8＋4
＝156
⑵十→二：整数部分，除2取余法；小
数部分，余2取整法。
⑶二←→十：二进制数轴法（略）
⑷二→八：以小数点为中心，向左（右）
三位一档，不足补0，按表1
进行转换。
⑸八→二：一位八进制用三位二进制表
示。
⑹二→十六：以小数点为中心，向左（右）
二进制 八进制
000 0
001 1
010 2
011 3
100 4
101 5
110 6
111 7
表1
四位一档，不足
补0，按表2进
行转换。
⑺十六→二：一位十六进制用
四位二进制表示
⑻十←→八：十←→二←→八。
⑼十→十六：十→二→十六。
⑽十六→十：十六→二→十。
二进制 十六进制 二进制 十六进制
0000 0 1000 8
0001 1 1001 9
0010 2 1010 A
0011 3 1011 B
0100 4 1100 C
0101 5 1101 D
0110 6 1110 E
0111 7 1111 F
表2
9．二←→BCD。
二——十进制（BCD）：用四位二进制表示一位十进制。
BCD←→二：
例：10010011BCD＝93＝01011101B 例：00111110B＝62＝01100010BCD
10．原码、反码、补码相互转换、及其表示数值范围。
原码：带符号的机器数。
反码：正数：原码＝反码；负数：原码符号位不变 其余取反 反码
补码：正数：原码＝补码；负数：原码 符号位不变 其余取反＋１ 补码
注：①原、反、补码均是有符号的数。②求真值，必须通过原码。③对于负数
n位二进制有符号数：
整数原码：（2n－1－1）~－（2n－1－1）
小数原码：（1－2－(n－1)）~－（1－2－(n－1)）
整数反码：（2n－1－1）~－（2n－1－1）
小数反码：（1－2－(n－1)）~－（1－2－(n－1)）
整数补码：（2n－1－1）~－2n－1
小数补码：（1－2－(n－1)）~－1
11．浮点数表示，规格化。
浮点数数学表达式：N＝2E×S
S：尾数，有符号的“小数”，可用原码或补码表示。
2：（R）底数，一般取2或16，本书取2。
E：（e）阶码，有符号的整数，补码表示。
浮点数格式：
阶符 尾符
阶码 尾数
要求：会进行浮点数运算。
规格化目的：使尾数内能保持最多的有效数位→即使尾数符号位后第一位数的真
值是1→提高运算精度。
规定：若尾数是原码，尾符后第一位是“1”；若尾数是补码，正数：尾符后第一
位是1；负数：尾符后第一位是0。（即尾符和第一位数相反）
12．图像存贮量计算。
＝？Bytes
分辨率×每个像素点控制的位数
8
13．奇偶校、CRC码计算。
奇校：在DATA（或信息）之前（或之后）增加一个校验位，使DATA和校验位
的“1”的个数为奇数。
偶校：在DATA（或信息）之前（或之后）增加一个校验位，使DATA和校验位
的“1”的个数为偶数。 奇数→正确
奇校验：收到DATA和校验位，统计1的个数
偶数→出错
奇数→出错
偶校验：收到DATA和校验位，统计1的个数
偶数→正确
循环冗余码（CRC）：基本思想：将发送的DATA M（x）用生成多项式G（x）
进行模2除法→得到余数（即CRC的校验位）→拼接于M（x）
后，M（x） 校验位＝CRC→发送→接收→用同一个G（x）
进行模2除法→余数＝0→正确
余数≠0→出错↓
计算方法：（参看课堂笔记） 根据G（x）和余数可对出错进行定位
14．ASCII码表示，汉字编码，国标码与内码转换，与区位码之间转换。
ASCII码规定每个字符用7位二进制的0、1表示。
汉字编码：（略）
国标码←→汉字内码：
国标码：ø
7bit 一个汉字
ø
内码：将国标码每字节最高为置“1”，作为汉字表示符，就成为汉字内码。
例：某汉字国标码是574CH，内码是 H。
57H＝01010111B→最高位置1→11010111B＝D7H
4CH＝01001100B→最高位置1→11001100B＝CCH
∴该汉字内码为：D7CCH。
区位码←→国标码←→内码：
区位码是4位十进制数。
区位→国标：例：某汉字区号34，位号56。
区位码：3456
34＝00100010B＝22H
56＝00111000B＝38H
3456＝2238H
2238H＋2020H＝4258H（国标码）
2238H＋A0A0H＝C2D8H（内码）
15．补码加减运算（包括溢出判断、双符号方法）写出计算过程。
公式：[x+y]补＝[x]补＋[y]补
[x-y]补＝[x]补＋[-y]补
例题略。
溢出：运算结果超过允许取值范围→溢出→结果出错。
变形码判溢出（双符号位）
正号——用00表示；负号——用11表示。
运算结果符号是00或11→无溢出。
运算结果符号是01→正溢出
运算结果符号是10→负溢出
16．补码乘除法。（例题略）
补码乘法：根据乘数，1取被乘数；0取0。从下往上看，部分积右移一位，然后
相加→右移加。
法则：参加运算的数是补码，符号位参加运算，结果符号是正确的符号。
开始：[x]补，[-x]补，[y]补
部分积是0，乘数是[y]补，乘数末位后增加一个0
判乘数末位：01→部分积＋[x]补
10→部分积＋[-x]补 右移一位
00；11→部分积＋0
乘数n位，右移n次，运算（n+1）次，最后一次不移位。
积：（2n+1）位（包括符号位）
补码除法：从下往上看，被除数与除数（以后是余数与除数）采用左移一位减除
法→除法用左移减实现，即用左移＋[-除数]补。
法则：参加运算的数是补码，符号位参加运算，结果符号是正确符号。
开始：[x]补，[y]补，[-y]补，被除数余数是[x]补，商是0。
同号→被除数＋[-y]补
判被除数与除数符号：
异号→被除数＋[y]补
同号→上商1→左移一位→＋[-y]补
判余数与除数符号：
异号→上商0→左移一位→＋[y]补
重复上述步骤n＋1次，最后一步只左移商。
得到假商，假商末位＋1＝真商。
n位相除，运算n＋1次，左移n＋1次（最后一步只左移商），得到n位商，
余数×2-n。
注：除法运算前，判│被除数│＜│除数│→正常进行。
│被除数│≥│除数│→溢出，停止运算。
17．浮点加减法。（例题略）
⑴对阶：
目的：使参加运算的二个浮点数小数点对齐。
方法：①求阶差：Δｅ＝ｅx－ｅy
Δｅ＝0→ｅx＝ｅy→已对齐
Δｅ≠0→ｅx≠ｅy→需对阶
②原则：小阶向大阶靠。
③小阶的尾数右移│Δｅ│位
→阶码＋│Δｅ│＝大阶
⑵尾数运算
⑶规格化（尾数补码）：
规定：尾符与最高数位相反
尾符为正→最高数位为1
尾符为负→最高数位为0
尾数运算结果，尾符为00或11，而又不符合规格化→尾数左移若干位，阶
码－若干，达到规格化——左规。
尾数运算结果，尾符为01或10→将尾数右移一位→阶码＋1——右规。
⑷舍入：
适用于对阶时右移，右规时右移，移出尾数处理。
①移出即丢
②尾数末位恒置1
③0舍1入，移出最高位为0→舍；移出最高位为1→尾数末位＋1
18．运算器组成。
ALU是运算器核心，是由n位全加器组成。
运算器＝ALU＋AC＋DR＋F＋（I-BUS）
19．指令基本格式。
不同的CPU，指令的格式也是多样化的。
指令格式： 操作部分 操作数的地址部分
20．寻址方式，直接，间址，寄存器直接，间接，变址，相对基址。
寻址方式：指获得有效地址的各种方法。
⑴立即寻址：指令的“地址码”部分就是本指令的操作数。
格式：OP 立即数
⑵直接寻址：指令的“地址码”部分是有效地址E
格式：OP 直接地址E M
E 操作数
⑶间接寻址：指令的“地址码”部分是有效地址E的地址，即根据地址码内
的间接地址找到。
格式：OP @间接地址 M
E有效地址
E： 操作数
⑷变址寻址
寄存器寻址方式：
⑴寄存器直接寻址：指令中“地址码”部分是寄存器编号。
⑵寄存器间接寻址：指令“地址码”部分是寄存器编号，寄存器内是有效地址E
⑶变址寄存器寻址：指令“地址码”部分是形式地址D，有效地址E＝变址
基址＋D，变址基址在变址寄存器Rx内。（形式地址D，
带符号的整数，补码）
⑷相对寻址：本质是变址寻址，但以PC作为基准值，有效地址E＝（PC）＋2＋D
⑸基址寻址：（略）
21．控制器组成。
CPU＝ALU＋AC＋DR＋F＋PC＋AR＋IR＋ID＋时序产生器＋操作控制器
运算器 控制器
22．组合逻辑控制器基本思想、特点。★
一条指令的执行是依靠一系列微操作完成的。将产生一个微操作信号的所有
条件综合在一起，列出逻辑表达式，然后简化，形成最合理的逻辑式，最后用组
合逻辑电路实现，将所有微操作信号的逻辑集合在一起，构成操作控制器。
特点：全硬件，结构复杂，修改困难，不易制造，速度快（前提：主振相同）
23．RISC理论基础，特点。★
测试发现，各种指令使用频率相差悬殊，最经常使用的一些往往是一些比较
简单的指令，它们占指令总数的20%，而在程序中出现的频率却占到80%左右，
这说明大部分的复杂指令是不经常使用的。选取使用频率（80%~90%）最高的少
数指令，使所有的简单指令在一个机器周期内执行完，采用大量的寄存器、高速
缓冲存储器技术，通过优化编译程序，提高处理速度。采用这种技术实现的计算
机称为“精简指令集计算机”，简称RISC。
24．微程序控制器基本思想、特点。★
将指令执行过程中的各个微操作用微指令表示，固化于Rom，然后编制对机
器指令进行取指，解码，执行的微指令序列（即微程序），执行该微程序，就完成
该机器指令的执行。
特点：硬件软化，结构简单，修改方便，制造较易，速度较慢（前提：主振相同）
25．机器指令与微指令区别。
机器指令 微指令
供用户编程用，表示机器完成一项基本功能 实现机器指令操作的微命令组合，不提供给用户
26．MEM三大要求，MEM性能指标，MEM体系。
MEM原则（三大要求）：大容量、高速度、低成本。
MEM性能指标：①存储容量 ②存取时间TA和存取周期TM
③价格（单位成本P） ④可靠性。
MEM体系：分级分类（略）
27．RAM组成（并、串）2114。★
（此节内容略，请参考课本P148~149，笔记5.3.3/二内容及复习课笔记最后一页）
28．Cache理论基础。★
Cache理论基础：程序访问的局部性。
程序访问局部性：经对大量大型程序执行过程的分析及统计，发现在一个时间片
内，CPU访问MEM的地址空间往往局限于某个范围之内。
∴Cache容量不必很大，而Cache的工艺与CPU一致，使Cache
速度等于或接近CPU。
Cache基本原理：将程序按Cache容量划分成若干模块→把当前需运行的
程序和数据的模块调入Cache→CPU到Cache取指，取
数据DATA→取到（命中）→CPU执行指令。
取不到（不命中）→CPU即刻转向主存（内存）取指，取DATA。
同时Cache与主存在辅助硬件协助下，
将当前需要的模块调入Cache，实现替换。
29．CPU响应中断条件，中断嵌套条件。
CPU响应中断请求三条件：①CPU开中 ②有中断请求 ③当前一条指令执行结束。
中断嵌套条件：①有比原中断请求级别高的请求；
②CPU开中；
③当前一条指令执行结束。
30．DMA工作的三种形式。
⑴停止CPU访问内存；⑵周期挪用；⑶DMA与CPU交替访内。
31．选择通道，字节多路通道适合工作对象。
选择通道：在一段时间内选择一台外设，集中工作适用高速外设（盘）大批DATAI/O
字节多路通道：平均分配给各I/O设备，每次I/O 1Byte。适用于低速设备。
32．多重中断执行示意图。
（此节内容略，请参考课本P198中断执行响应图及笔记6.5.3内容）
五、补充习题及练习
1．内码转换：
⑴某汉字区位码是5678，国标码 H；内码 H。
⑵某汉字国标码是4768H，内码 H；区位码 。
2．计算题：
⑴已知ｘ＝－0.110110B，ｙ＝0.011100B，求ｘ－ｙ。
⑵已知ｘ＝－0.011011B，ｙ＝－0.101100B，求ｘ＋ｙ。
⑶已知M（x）＝1001101，G（x）＝x3＋x＋1，求CRC。
⑷收到报文1000101101，G（x）＝x3＋x2＋1，问是否正确？
⑸ｘ＝2－001×（0.110110），ｙ＝2－011×（－0.001110），阶码3位，阶符1位，尾
数6位，尾符2位，均是补码。求ｘ－ｙ规格化结果（0舍1入）。
⑹ｘ＝2－010×（0.110100），ｙ＝2－001×（－0.011101），求ｘ＋ｙ（0舍1入）。
⑺已知：ｘ＝0.0011，ｙ＝－0.0101，求ｘｙ。
⑻已知：ｘ＝0.1011，ｙ＝－0.1010，求ｘ·ｙ。
六、补充习题及练习参考答案（注：本答案仅供复习参考，不承担任何法律责任，如发现错误请联系。）
1．内码转换：
⑴解：56＝00111000B＝38H ⑵解：4768H＋8080H＝C7E8H
78＝01001110B＝4EH 4768H－2020H＝2748H
3456＝384EH 27H＝00100111B＝39
384EH＋2020H＝586EH 48H＝01001000B＝72
384EH＋A0A0H＝D8EEH 2748H＝3972
答：国标码586EH，内码D8EEH。 答：内码C7E8H，区位码3972。
2．计算题：
⑴解：[x]补＝11.001010 [－y]补＝11.100100
[x－y]补＝[x]补＋[－y]补 11.001010
＝11.001010＋11.100100 11.100100
＝10.101110 10.101110
结果负溢出。
∴x－y＝－1.010010
答：x－y为－1.010010。
⑵解：[x]补＝11.100101 [y]补＝11.010100
[x＋y]补＝[x]补＋[y]补 11.100101
＝11.100101＋11.010100 11.010100
＝10.111001 10.111001
结果负溢出。
∴x＋y＝－1.000111
答：x＋y为－1.000111。
⑶解：G（x）＝x3＋x＋1＝1011
r＋1＝4，r＝3
1010011
1011 1001101000
1011
0101
0000
1010
1011
0011
0000
0110
0000
1100
1011
1110
1011
101
∴校验位是101。
答：传送的CRC码是：1001101101。
⑷解：G（x）＝x3＋x2＋1＝1101
1110010
1101 1000101101
1101
1011
1101
1100
1101
0011
0000
0111
0000
1110
1101
0111
0000
111…余数
∵余数不为0。
∴信息不正确。
答：接收到的信息不正确。
⑸解：[x]补＝1111, 00.110110
[－y]补＝1101, 00.001110
ｅx＝－001 ｅ－y＝－011
[ｅx]补＝1111 [ｅ－y]补＝1101
⒈对阶：Δｅ＝ｅx－ｅ－y
＝－1－（－3）
＝2
ｅx＞ｅ－y
[－y]补＝1111, 00.000100
⒉尾数运算： x尾数 00.110110
－y尾数 00.000100
00.111010
⒊规格化：[x－y]补＝1111, 00.111010
x－y＝2－001×0.111010
答：x－y规格化结果为2－001×0. 111010。
⑹解：[x]补＝1110, 00.110100
[y]补＝1111, 11.100011
ｅx＝－010 ｅy＝－001
[ｅx]补＝1110 [ｅy]补＝1111
⒈对阶：Δｅ＝ｅx－ｅy
＝－2－（－1）＝－1
ｅx＜ｅ－y
[x]补＝1111, 00.011010
⒉尾数运算： x尾数 00.011010
y尾数 11.100011
11.111101
⒊规格化：[x＋y]补＝1111, 11.111101左规
＝1011, 11.010000
x＋y＝2－101×（－0.110000）
答：x＋y结果为2－101×（－0.110000）。
⑺解：[x]补＝00.0011 [y]补＝11.1011 [－y]补＝00.0101
被除数/余数 商 说明
00.0011 0.0000 异号
＋[y]补 11.1011
11.1110 同号，上商1
← 11.1100 0.0001
＋[－y]补 00.0101
00.0001 异号，上商0
← 00.0010 0.0010
＋[y]补 11.1011
11.1101 同号，上商1
← 11.1010 0.0101
＋[－y]补 00.0101
11.1111 同号，上商1
← 11.1110 0.1011
＋[－y]补 00.0101
00.0011 ← 1.0110 异号，上商0
∴[ｘｙ]补假商＝1.0110
[ｘｙ]补真商＝1.0111
ｘｙ＝－0.1001
∴[余数]补＝00.0011
余数＝0.0011×2－4
答：x／y结果为1.0111，余数为0.0011×2－4。
⑻解：[x]补＝00.1011 [－x]补＝11.0101 [y]补＝11.0110
部分积 乘数
00.0000 1.01100
＋0 00.0000
00.0000
→ 00.0000 010110
＋[－x]补 11.0101
11.0101
→ 11.1010 101011
＋0 00.0000
11.1010
→ 11.1101 010101
＋[x]补 00.1011
00.1000
→ 00.0100 001010
＋[－x]补 11.0101
11.1001 001010
∴[x·y]补＝11.10010010
x·y＝－0.01101110
答：x·y结果为－0.01101110。
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