控制器有哪几种控制方式 各有何特点

1、反馈控制方式：是控制系统的主要控制方式。自动控制原理的主要研究对象是反馈控制系统。

优点：能够抑制任何内外扰动对被控量的影响，控制精度高；

缺点：结构复杂，可能出现系统不稳定问题，系统分析和设计较困难。

2、开环控制方式：信号从系统输入端顺向流到系统输出端，输出量的6变化不会对控制作用产生影响。该控制方式也称为顺馈控制方式。开环控制方式的控制器必须针对作用信号类别和类型设计。

优点：结构简单，系统分析和设计较简便。

缺点：不能补偿其他因素对系统输出的影响。

主要分类

控制器分组合逻辑控制器和微程序控制器，两种控制器各有长处和短处。组合逻辑控制器设计麻烦，结构复杂，一旦设计完成，就不能再修改或扩充，但它的速度快。

微程序控制器设计方便，结构简单，修改或扩充都方便，修改一条机器指令的功能，只需重编所对应的微程序；要增加一条机器指令，只需在控制存储器中增加一段微程序，但是，它是通过执行一段微程。具体对比如下：组合逻辑控制器又称硬布线控制器，由逻辑电路构成，完全靠硬件来实现指令的功能。

百度百科-控制器

判断题

1、错误。ASCll不包含汉字编码，包含汉字编码的是Unicode。

2、错误。一般采用加法器实现定点二进制数加减法的运算

3、错误。

4、错误。浮点运算也会溢出

5、正确

6、错误。理论上应该是，但不一定。

7、正确。pc存储的是程序执行的地址

8、错误

9、错误。与大小无关

10、错误。是为了扩充内存

11、正确

12、正确

简答题

1．简述奇偶校验码和海明校验码的实现原理。

答：奇偶校验码原理：通常是为一个字节补充一个二进制位，称为校验位，通过设置校验位的值为0或1的方式，使字节自身的8位和该校验位含有1值的位数一定为奇数或偶数。在接收方，检查接收到的码字是否还满足取值为1的总的位数的奇偶关系，来决定数据是否出错。

海明校验码原理：是在k个数据位之外加上r个校验位，从而形成一个k+r位的新的码字，使新的码字的码距比较均匀地拉大。把数据的每一个二进制位分配在几个不同的偶校验位的组合中，当某一位出现错误，就会引起相关的几个校验位的值发生变化，这不但可以发

现错误，还可以指出哪一位出错，为进一步纠错提供了依据。

2．简述教材中给出的MIPS计算机的运算器部件的功能和组成。

答：MIPS计算机的运算器部件的功能和组成：运算器的首要功能是完成对数据的算术和逻辑运算 由其内部的一个被称之为算术与逻辑运算部件(英文缩写为ALU)承担；运算器的第二项功能，是暂存将参加运算的数据和中间结果, 由其内部的一组寄存器承担；为了用硬件线路完成乘除指令运算, 运算器内一般还有一个能自行左右移位的专用寄存器, 通称乘商寄存器。这些部件通过几组多路选通器电路实现相互连接和数据传送；运算器要与计算机其它几个功能部件连接在一起协同运行, 还必须有接受外部数据输入和送出运算结果的逻辑电路。

3．浮点运算器由哪几部分组成？

答：处理浮点数指数部分的部件、处理尾数的部件、加速移位 *** 作的移位寄存器线路以及寄存器堆等组成。

4．假定 X = 00110011211， Y = 011011012-10 （此处的数均为二进制），在不使用隐藏位的情况下，回答下列问题： 

（1）浮点数阶码用4位移码、尾数用8位原码表示（含符号位），写出该浮点数能表示的绝对值最大、最小的（正数和负数）数值；

解答：绝对值最大：1 111 0 1111111、1 111 1 1111111；

绝对值最小：0 001 0 0000000、0 001 1 0000000

（2）写出X、Y的浮点数表示。

[X]浮＝1 011 0 0110011  [Y]浮＝0 110 0 1101101

（3）计算X+Y

A：求阶差：|△E|=|1011-0110|=0101

B：对阶：Y变为 1 011 0 00000 1101101 

C：尾数相加：00 0110011 00000+ 00 00000 1101101=00 0110110 01101

D：规格化：左规：尾数为0 1101100 1101，阶码为1010 

F：舍入处理：采用0舍1入法处理，则有00 1101100+1=00 1101101

E：不溢出

所以，X+Y最终浮点数格式的结果：1 010 0 1101101，即01101101210

5．一条指令通常由哪两个部分组成？指令的 *** 作码一般有哪几种组织方式？各自应用

在什么场合？各自的优缺点是什么？

答：一条指令通常由 *** 作码和 *** 作数两个部分组成。

指令的 *** 作码一般有定长的 *** 作码、变长的 *** 作码两种组织方式。

定长 *** 作码的组织方式应用在当前多数的计算机中；变长的 *** 作码组织方式一般用在小型及以上的计算机当中。

定长 *** 作码的组织方式对于简化计算机硬件设计，提高指令译码和识别速度有利。

变长的 *** 作码组织方式可以在比较短的指令字中，既能表示出比较多的指令条数，又能尽量满足给出相应的 *** 作数地址的要求。

6．如何在指令中表示 *** 作数的地址？通常使用哪些基本寻址方式？

答：是通过寻址方式来表示 *** 作数的地址。

通常使用的基本寻址方式有：立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、间接寻址、堆栈寻址等。

7．为读写输入/输出设备，通常有哪几种常用的寻址方式用以指定被读写设备？

答：为读写输入/输出设备，通常有两种常用的编址方式用以指定被读写设备，一是I/O端口与主存储器统一的编制方式，另一种是I/O端口与主存储器彼此独立的编制方式。

8．简述计算机中控制器的功能和基本组成，微程序的控制器和硬连线的控制器在组成

和运行原理方面有何相同和不同之处？

答：控制器主要由下面4个部分组成：

（1）程序计数器（PC），是用于提供指令在内存中的地址的部件，服务于读取指令，能执行内容增量和接收新的指令地址，用于给出下一条将要执行的指令的地址。

（2）指令寄存器（IR），是用于接收并保存从内存储器读出来的指令内容的部件，在执

行本条指令的整个过程中，为系统运行提供指令本身的主要信息。

（3）指令执行的步骤标记线路，用于标记出每条指令的各个执行步骤的相对次序关系，

保证每一条指令按设定的步骤序列依次执行。

（4）全部控制信号的产生部件，它依据指令 *** 作码、指令的执行步骤（时刻），也许还有些另外的条件信号，来形成或提供出当前执行步骤计算机各个部件要用到的控制信号。

计算机整机各硬件系统，正是在这些信号控制下协同运行，执行指令，产生预期的执行结果。

由于上述后两个部分的具体组成与运行原理不同，控制器被分为硬连线控制器和微程序控制器两大类。

微程序的控制器和组合逻辑的控制器是计算机中两种不同类型的控制器。

共同点：①基本功能都是提供计算机各个部件协同运行所需要的控制信号；②组成部分都有程序计数器PC，指令寄存器IR；③都分成几个执行步骤完成每一条指令的具体功能。

不同点：主要表现在处理指令执行步骤的办法，提供控制信号的方案不一样。微程序的控制器是通过微指令地址的衔接区分指令执行步骤，应提供的控制信号从控制存储器中读出，并经过一个微指令寄存器送到被控制部件。组合逻辑控制器是用节拍发生器指明指令执行步骤，用组合逻辑电路直接给出应提供的控制信号。

微程序的控制器的优点是设计与实现简单些，易用于实现系列计算机产品的控制器，理论上可实现动态微程序设计，缺点是运行速度要慢一些。

组合逻辑控制器的优点是运行速度明显地快，缺点是设计与实现复杂些，但随着EDA工具的成熟，该缺点已得到很大缓解。

9．控制器的设计和该计算机的指令系统是什么关系？

答：控制器的的基本功能，是依据当前正在执行的指令，和它所处的执行步骤，形成并提供在这一时刻整机各部件要用到的控制信号。所以，控制器的设计和该计算机的指令系统是一一对应的关系，也就是控制器的设计应依据指令的要求来进行，特别是要分析每条指令的执行步骤，产生每个步骤所需要的控制信号。

10．指令采用顺序方式、流水线方式执行的主要差别是什么？各有什么优点和缺点？

顺序方式是，在一条指令完全执行结束后，再开始执行下一条指令。优点是控制器设计简单，容易实现，；缺点是速度比较慢。

指令流水线方式是提高计算机硬件性能的重要技术和有效措施，在成本增加不多的情况下很明显地提高了计算机的性能。追求的目标是力争在每一个指令执行步骤中完成一条指令的执行过程。实现思路是把一条指令的几项功能划分到不同的执行部件去完成，在时间上又允许这几个部件可以同时运行。缺点是控制器设计复杂，比较不容易实现，；突出的优点是速度明显提高。

11．在三级存储体系中，主存、外存和高速缓存各有什么作用？各有什么特点？

答：多级存储器系统，是围绕读写速度尚可、存储容量适中的主存储器来组织和运行的, 并由高速缓冲存储器缓解主存读写速度慢、不能满足CPU运行速度需要的矛盾；用虚拟存储器更大的存储空间，解决主存容量小、存不下规模更大的程序与更多数据的难题，从而达到使整个存储器系统有更高的读写速度、尽可能大的存储容量、相对较低的制造与运行成本。高速缓冲存储器的问题是容量很小，虚拟存储器的问题是读写速太慢。追求整个存储器系统有更高的性能/价格比的核心思路，在于使用中充分发挥三级存储器各自的优势，尽量避开其短处。

12．什么是随机存取方式？哪些存储器采用随机存取方式？

答：RAM,即随机存储器，可以看作是由许多基本的存储单元组合起来构成的大规模集成电路。静态随机存储器（RAM）和动态随机存储器（DRAM）可采用随机存取方式。

13．什么是虚拟存储器？它能解决什么问题？为什么？

答：虚拟存储器属于主存－外存层次，由存储器管理硬件和 *** 作系统中存储器管理软件支持，借助于硬磁盘等辅助存储器，并以透明方式提供给用户的计算机系统具有辅存的容量，接近主存的速度，单位容量的成本和辅存差不多的存储器。主要用来缓解内存不足的问题。 因为系统会使用一部分硬盘空间来补充内存。

14．什么是串行接口和并行接口？简述它们的数据传输方式和适用场合。

答：串行接口只需要一对信号线来传输数据，主要用于传输速度不高、传输距离较长的场合。并行接口传输按字或字节处理数据，传输速率较低，实用于传输速度较高的设备，如打印机等。

15．CPU在每次执行中断服务程序前后应做哪些工作？

答：CPU在每次执行中断服务程序前完成：关中断；保存断点和被停下来的程序的现场信息；判别中断源，转中断服务程序的入口地址；执行开中断指令。CPU在每次执行中断服务程序后完成：关中断，准备返回主程序；恢复现场信息，恢复断点；执行开中断；返回主程序。

16．总线的信息传输有哪几种方式？具体说明几种方式的特点。

答：总线的传输方式有：串行传送、并行传送、复用传送和数据包传送。

计算题

1．将十六进制数据144CH表示成二进制数，然后表示成八进制数和十进制数。

144CH=(1010001001100)2=(2423)8=(20296875)10

2．对下列十进制数表示成8位（含一位符号位）二进制数原码和补码编码。

（1）17；  [X]原＝00010001，[X]补＝00010001

（2）-17； [X]原＝10010001，[X]补＝11101111

1．CPU由运算器和___控制器_______组成。

2．[-0]原表示为_____10000000B_____。

3．8位补码定点小数所能表示的绝对值最大负数的真值是____-1______。

4．(2975)10=(___0010100101110101______________)8421码

5．在7位ASCII码中，字母“A”的ASCII码是1000001，不查表可知字母“H”的ASCII码是____1001000______。

6．若某一数据为10101110，采用奇校验，其校验位为___0___。

7．已知某汉字的国标码为3A47H，其机内码为_______H。

8．寄存器间接寻址时， *** 作数在____存储器______中。

9．对于自底向上生成的软堆栈，出栈时，栈指针应_____加1_____。

10．算术右移一位相当于__有符号数除2___。

11．逻辑运算的特点是按__位__运算。

12．某机的主存容量为2MB，若采用字节编址，地址线需___21__位。

13．微程序控制计算机中的控制存储器是用来存放___微命令_______的。

14．常见的软拷贝输出设备为___显示器_______。

15 在中断服务程序中，保护和恢复现场之后需要__开__中断。

16．[-0]原表示为_____10000000_____。

17．(2578)10=(___0010010101111000__________________)8421码

18．已知8位补码为10101111，其对应的8位移码（偏置值为27）表示为_________。

19．已知某汉字的国标码为5C4AH，其机内码为_______H。

20．若某一数据为11101011，采用奇校验，其校验位为____1__。

21．调用子程序时，通常用___堆栈____保存返回地址。

22．算术右移一位相当于__有符号数除2___。

23．计算机中逻辑运算的主要特点是按_位___运算。

24．一个128KB的存储器，其地址线和数据线的总和是__25_____位。

25．动态RAM是依靠__________来存储信息的。

26．微程序控制器中，微程序的入口地址是由___________形成的。

27．在字段编码法中，应将 的微命令安排在同一字段内。

28．常见的软拷贝输出设备为______显示器____。

29．字符显示器的字库中存放着字符的____ASCII____码。

30．在中断服务程序的保护和恢复现场之后需要_开___中断。

1、第一代计算机（1946~1958)

电子管为基本电子器件；使用机器语言和汇编语言；主要应用于国防和科学计算；运算速度每秒几千次至几万次。

计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时，主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型，通常按此对计算机进行分类

2、第二代计算机(1958~1964)

晶体管为主要器件；软件上出现了 *** 作系统和算法语言；运算速度每秒几万次至几十万次。

主存储器均采用磁心存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展，而且中、小型计算机，特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。

3、第三代计算机(1964~1971)

普遍采用集成电路；体积缩小；运算速度每秒几十万次至几百万次。

在集成电路计算机发展的同时，计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，并且开始普遍采用虚拟存储技术。

随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展，以及微程序技术的发展和应用，计算机系统中开始出现固件子系统

4、第四代计算机(1971~至今 )

新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理，而且能面向知识处理，具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。

以大规模集成电路为主要器件；运算速度每秒几百万次至上亿次。

扩展资料：

计算机主要特点

运算速度快：计算机内部电路组成，可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到

每秒万亿次，微机也可达每秒亿次以上，使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如：卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气算需要几年甚至几十年，而在现代社会里，用计算机只需几分钟就可完成。

计算精确度高：科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展，需要高度精确的计算。计算机控制的导d之所以能准确地击中预定的目标，是与计算机的精确计算分不开的。

一般计算机可以有十几位甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。

逻辑运算能力强：计算机不仅能进行精确计算，还具有逻辑运算功能，能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来，并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。

存储容量大：计算机内部的存储器具有记忆特性，可以存储大量的信息，这些信息，不仅包括各类数据信息，还包括加工这些数据的程序。

自动化程度高：由于计算机具有存储记忆能力和逻辑判断能力，所以人们可以将预先编好的程序组纳入计算机内存，在程序控制下，计算机可以连续、自动地工作，不需要人的干预。

性价比高：几乎每家每户都会有电脑，越来越普遍化、大众化，21世纪电脑必将成为每家每户不可缺少的电器之一。计算机发展很迅速，有台式的还有笔记本。

参考资料来源：

百度百科-计算机

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