计算机组成与结构(性能设计)考点总结
计算机组成与结构(性能设计)总结
第一章:1.what is the computer architecture计算机体系结构是那些对程序员可见的系统属性，换句话说，这些属性直接影响到程序的逻辑执行。
2.what is the computer organization计算机组成是实现结构规范的操作单元以及其相互连接。
组成的属性包括那些对程序员可见的硬件细节，如控制信号、计算机和外设的接口以及储存器使用的技术。
3.what is the structure of a computer system分层性质的系统。
是由一系列互相关联的子系统，每个子系统又在结构上分层，直到分成我们所能达到的一些基本子系统的最低级。
4.what are the functions of a computer---处理数据(Data processing)---数据的储存(Data storage)---数据传送(Data movement)---对之前的三种功能进行控制(Control)。
5.describe the principal elements of a computer---中央处理器（CPU）---主储存器---I/O---系统互连：6.describe the principal elements of a CPU---控制单元---算术逻辑单元（ALU）---寄存器---CPU内部互连第二章1.Describe the structure of von Nuemann machine:---主储存器---算术逻辑运算单元（ALU）---控制器---输入/输出设备（I/O）。
2.Describe the Stored Program concept程序以某种形式与数据一同存在储存器中，编程的过程就可以简化。
这样，计算机就可以通过在储存器中读取程序来获取指令，而且通过设置一部分储存器的值就可以编写和修改程序。
3.Describe moore’s law摩尔定律指的是单芯片上所能包含的晶体管数量每年翻一番，并且这种态势在不远的将来还会一直走下去。
成都理工大学计算机组成与结构考点归纳
1.冯诺依曼计算机体系采用了存储程序方案，把解题过程的每一步用指令表示，并按照顺序编写成为程序，存放在存储器中。
基本特点（1）计算机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备组成（2）采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，以二进制表示（3）指令由操作码和地址码组成（4）指令在存储器中顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令存储单元地址（5）机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传递都通过运算器。
2.计算机四种系统单指令流单数据流（每次执行一条指令，每次操作一个数据），单指令流多数据流（多个处理器，由指令控制部件向多个处理器发送同一指令，各处理器操作各自数据），多指令流单数据流（同一时刻执行多条指令，处理同一数据），多指令流多数据流（每台处理器执行各自指令，操作各自数据）。
3.加法器，加法器实现，半加器和全加器加法器是计算机基本运算部件之一。
半加器不考虑进位输入，全加器考虑进位输入半加器：H n=X n*Y n+X n*Y n全加器：F n=X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-1Cn=X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-14.二进制数据（编码形式）表现方法，特点与区别编码形式：0,1序列各种转化：看书P32-P36原码：正数最高位为0，负数最高位为1其余不变补码：正数不变最高位为0，负数按位取反再加1,0的补码唯一为000...反码：正数不变最高位为0，负数最高位取1，其余位取反移码：补码符号位取反其他运算：看书5.为什么运算使用补码简化运算器设计6.数据校验码实现原理加进一些冗余码，使合法数据编码出现某些错误时就成为非法编码，通过检查编码的合法性来发现错误。
海明校验码：从右到左H1~Hn, 2r>=k+r,k为数据位数，r为校验码数，校验码位于2i处校验码值=各相关数据位异或。
计算机组成与结构重点
主存储器的主要技术指标为主存容量，存储器存取时间和存储周期。
DRAM和SRAM的比较：DRAM使用简单的单管单元作为存储单元，每片的容量较大，约是SRAM的4倍。
DRAM的价格比较便宜，是SRAM的1/4。
DRAM所需功率大约是SRAM 的1/6。
DRAM的速度比SRAM低。
DRAM需要再生，不仅浪费时间，还需要配套再生电路。
SRAM一般用作容量不大的高速存储器。
RAM和ROM的区别：RAM为可任意读写的随机存储器，当掉电时，所存储的内容会立即消失，所以是易失性存储器。
ROM即使停电，所存储的内容也不会丢失。
指令格式：一条指令一班包含下列信息：操作码，操作数的地址，操作结果的存储地址，下一条指令的地址。
从上述分析可知，一条指令包括两种信息即操作码和地址码。
指令操作码的扩展技术：指令操作码的长度决定了指令系统中完成不同操作的指令条数。
若某机器的操作码长度固定为K位，则它最多只能有2^6条不同指令。
指令操作码通常有两种格式编码，一种是固定格式，即操作码的长度固定，且集中放在指令字的一个字段中。
另一种是可变格式，即操作码的长度可变，且分散地放在指令字的不同字段中。
控制器的组成。
控制器的作用是控制程序的执行，它必须具有以下基本功能：1取指令（取指）2分析指令（译码）3执行指令（执行）。
取值微指令的操作对所有的指令都是相同的，所以是一个公用的微指令。
微程序控制的基本概念。
微指令：在微程序控制的计算机中，将由同时发出的控制信号所执行的一组微操作称为微指令，所以微指令就是把同时发出的控制信号的有关信息汇集起来而形成的。
微程序：计算机的程序由指令序列构成，而计算机每条指令的功能均由微指令序列解释完成，这些微指令序列的集合就叫做微程序。
控制存储器：微程序一般是存放在专用的存储器中的，由于该存储器主要存放控制命令与下一条执行的微指令地址，所以被叫做控制存储器。
微指令格式：1 水平型微指令2垂直型微指令水平型微指令与垂直型微指令的比较：（1）水平型微指令并行操作能力强，效率高，灵活性强，垂直型微指令则差。
计算机组成与体系结构重点
计算机组成与体系结构重点计算机组成指的是计算机硬件的组成部分，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和总线等。
这些部分相互协调工作，完成计算机的主要功能。
中央处理器是计算机的核心，负责执行指令并控制整个系统的运行。
存储器则用于存储数据和指令，可以分为主存储器和辅助存储器。
输入输出设备用于和外部世界进行交互，例如键盘、显示器和打印机等。
总线则是不同设备之间信息传输的通道。
在计算机组成与体系结构的研究中，存在几个重要的关键点。
首先是对计算机硬件的深入理解。
计算机硬件是计算机系统的基础，了解计算机硬件的组成和工作原理对于理解计算机系统的整体运行至关重要。
硬件的各个组件之间互相依赖，只有理解其相互关系，才能为系统的性能和可靠性做出合理的设计和调整。
其次是对指令集架构的研究。
指令集架构是决定计算机软件和硬件之间交互方式的关键，不同的指令集架构对计算机系统的性能和功能有着不同的影响。
为了提高计算机系统的性能，需要深入研究指令集的设计和实现。
此外，对于存储器层次结构的研究也是计算机组成与体系结构的重要内容。
计算机的存储器系统是计算机性能的瓶颈之一，如何提高存储器系统的容量和速度是计算机体系结构设计的关键问题。
研究存储器层次结构可以有效地提高存储器的访问速度，从而提高整个系统的性能。
最后，还需要对计算机系统的优化和并行计算进行深入研究。
计算机系统的优化是指通过改进硬件和软件的设计，使计算机系统的性能达到最优化。
并行计算则是指通过多个处理器同时执行多个任务，以提高计算速度和吞吐量。
这些研究对于提高计算机系统的性能和可靠性具有重要意义。
综上所述，计算机组成与体系结构是计算机科学与技术中的重要研究领域。
对计算机硬件和软件之间的关系以及计算机内部各个组件的结构和功能进行深入研究，可以为计算机系统的设计、优化和性能提供有力支撑。
计算机组成与体系结构的研究有助于推动计算机科学与技术的发展，为实现更高效、更可靠的计算机系统提供理论和实践基础。
计算机系统结构考点总结
计算机系统结构考点总结计算机系统结构是计算机科学与技术领域的重要分支，涉及计算机硬件和软件的组成及其相互关系。
为了帮助大家更好地掌握这一领域的核心知识，本文将针对计算机系统结构的考点进行详细总结。
一、计算机系统结构基本概念1.计算机系统结构的定义及发展历程2.计算机系统结构的分类：冯·诺伊曼结构、哈佛结构、堆栈式结构等3.计算机系统性能指标：指令周期、CPU时钟周期、主频、缓存命中率等二、中央处理器（CPU）1.CPU的组成：算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器组等2.指令集架构：复杂指令集计算机（CISC）、精简指令集计算机（RISC）3.CPU缓存：一级缓存、二级缓存、三级缓存及其工作原理4.多核处理器：核数、并行计算、线程级并行等三、存储系统1.存储器层次结构：寄存器、缓存、主存储器、辅助存储器等2.主存储器：DRAM、SRAM、ROM等3.磁盘存储器：硬盘、固态硬盘、光盘等4.存储器管理：分页、分段、虚拟存储器等四、输入输出系统1.I/O接口：并行接口、串行接口、USB、PCI等2.I/O设备：键盘、鼠标、显示器、打印机等3.I/O控制方式：程序控制、中断、直接内存访问（DMA）等4.I/O调度策略：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、扫描算法等五、总线与通信1.总线分类：内部总线、系统总线、I/O总线等2.总线标准：ISA、PCI、PCI Express等3.通信协议：TCP/IP、UDP、串行通信等4.网络拓扑结构：星型、总线型、环型、网状等六、并行计算与分布式系统1.并行计算：向量机、SIMD、MIMD等2.分布式系统：分布式计算、分布式存储、负载均衡等3.并行与分布式编程：OpenMP、MPI、MapReduce等4.并行与分布式算法：排序、搜索、分布式锁等通过以上考点的总结，相信大家对计算机系统结构有了更加全面和深入的了解。
计算机体系结构重点总结
1.、Amdahl定律:某部件应用越频繁,当提高该部件性能时,整机性能也提高的越多;整机的性能加速不可能大于在原机器中除该部件外所有其它部件运行时间的百分比的倒数1/(1-F)。
F定义为采用先进高速部件的那部分程序在未采用先进高速部件的计算机上运行的时间占总时间的百分比，则F= 采用高速部件的任务在老计算机上运行的时间整个任务在老计算机上运行的时间同时将S定义为先进高速部件与老部件的性能，则S= 老部件完成该功能的时间先进高速部件完成该功能的时间而采用了高速部件后整机性能提高比，即Speedup = T old = 1T new (1－F)+F/S某种硬件增强技术，可使执行速度提高10倍，在采用增强技术的计算机上测出其使用率是50%。
根据Amdahl定律计算：⑴采用增强技术后计算机性能加速比是多少？⑵未采用增强技术运行的部件在不采用增强技术的机器上运行时的时间比例。
2、（1）90/10局部性规则：程序花费90%的执行时间运行指令集中10%的指令代码。
这就是说在指令集中所有的指令只有10%指令是常用的，而另外90%指令的使用率合起来只有10%。
（2）时间局部性：如果某一参数被引用，那它不久将再次被引用。
这里指出了程序执行时在时间上的局部性（3）空间局部性：如果某一参数被引用，那它附近的参数不久也将被引用。
指出程序执行时地址空间上的局部性。
3、计算机的性能是指在计算机上完成用户的应用任务所需的时间长短。
完成同样任务所需的时间越短，计算机的性能越好。
（考判断）4、衡量计算机性能的参数：响应时间是指计算机系统完成某一任务(程序)所花费的时间。
5、如果用速度来评价性能，我们称“高”为性能好；如果用响应时间来评价性能，我们称“短”为性能好。
（考判断）6、计算机整机性能分成两部分：一是CPU执行程序的时间，二是等待时间。
提高计算机性能就是提高CPU性能和减少等待时间。
cpu性能因子CPI：每条指令的平均时钟周期数(clock cycles per instruction)，CPI=CPU花费的时钟数/CPU执行的总指令数CPUtime =指令数× CPI ×时钟周期==I× CPI ×τ8、CPU性能因子：（1）时钟频率（f）（2）CPI（3）指令数（I）（考填空）CPU性能 =1/CPU time= f / ( I×CPI )计算机性能常用指标：(1)MIPS(million instruction per second)MIPS的意思是每秒钟执行的百万条指令数。
408-计算机组成原理考点整理
408-计算机组成原理考点整理一.计算机系统概述1.发展历史●电子管●晶体管●中小规模集成电路●超大规模集成电路2.摩尔定理3.冯·诺伊曼结构特点●采用“存储程序”的工作方式，控制流驱动方式，按地址访问并顺序执行指令●计算机硬件系统由输入输出设备、存储器、运算器、控制器5大部件组成●指令和数据以同等地位存储●指令和数据均为二进制码●指令由操作码和地址码组成4.计算机功能部件●输入设备●输出设备●存储器●主存储器（内存储器）●按地址存取方式●组成●地址寄存器MAR●存放访存地址●位数对应存储单元个数●数据寄存器MDR●暂存要读写的信息●与存储字长相等●时序控制逻辑●产生存储器操作所需的各种时序信号●辅助存储器（外存储器）●运算器●核心●算术逻辑单元ALU●必备寄存器●累加器ACC●乘商寄存器MQ●操作数寄存器X●控制器●组成●控制单元CU Control Unit●程序计数器PC Program Counter●存放当前欲执行指令●指令寄存器IR Instrument Register●存放当前正在执行的指令5.C PU●ALU●通用寄存器组GPRs●标志寄存器●控制器●指令寄存器IR●程序计数器PC●存储器地址寄存器MAR●存储器数据寄存器MDR6.计算机软件●系统软件和应用软件●系统软件●基础软件●作为系统资源提供给用户使用●主要有●操作系统OS●数据库管理软件DBMS●语言处理程序●分布式软件系统●网络软件系统●标准库程序●服务性程序●应用软件●用户为解决某个应用领域中的各类问题而编制的程序、●三个级别的语言●机器语言●二进制代码语言●计算机唯一可以直接识别和执行的语言●汇编语言●助记符●高级语言●翻译程序●汇编程序●将汇编程序汇编成机器程序●解释程序●不生成目标语言代码，同声传译●编译程序●生成目标语言代码，笔译●软件和硬件的逻辑等价性●某一功能，既可用软件实现，又可用硬件实现7.层次结构●下层是上层的基础，上层是下层的扩展8.计算机的性能指标●机器字长、指令字长和存储字长●字长也称机器字长是计算机进行一次整数运算（即定点整数运算）所能处理的二进制数据的位数●指令字长是一个指令字中包含的二进制代码的位数●存储字长是一个存储单元存储的二进制代码的长度●字长越长，数的表示范围越大，计算精度越高●数据通路带宽●数据总线一次所能并行传送信息的位数●主存容量●主存储器所能存储信息的最大容量●运算速度●吞吐量●响应时间●CPU时钟周期●主频●CPI●CPU执行时间●MIPS●MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS、EFLOPS、ZFLOPS●基准程序●对于不同的应用场景选择不同的基准程序●不一定准确9.系列机●基本特性：指令系统向后兼容10.兼容●计算机软件或硬件之间的通用性●向前兼容（Forward Compatibility）：指老的版本的软／硬件可以使用新版本的软／硬件产生的数据。
计算机组成与结构原理考试重点
冯诺依曼结构特点：1.计算机的硬件由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。
2.程序预先存放在存储器中，计算机工作时能自动高速的从存储器中取出指令和数据加以执行。
3.数据采用二进制码表示。
4.指令由操作码和操作数组成。
5.指令按执行的顺序存放在存储器中，由程序指针指明要执行的指令所在的位置。
6.以运算器为中心，I/O设备和存储器之间的数据传送都通过运算器。
计算机软件系统的分类：1.应用软件2.系统软件：a.语言处理程序b.管理程序c.服务程序主要性能指标：1.吞吐率与吞吐量2.响应时间3.CPU时钟周期4.主频：CPU的时钟频率5.CPI：执行每条指令所需的平均时钟周期数6.CPU执行时间7.MIPS：每秒百万条指令8.MFLOPS：每秒百万个浮点操作指令中包含信息的基本格式：1、什么是指令？什么是指令系统？指令：指计算机的硬件能够直接识别的命令指令系统：计算机系统中全部指令的集合1.操作码：用来表示该指令所要完成的操作2.地址码：a.操作数的地址b.操作结果的存储地址c.下一条指令的地址指令的类型：1.算术逻辑运算指令2.移位操作指令3.浮点运算指令4.十进制运算指令5.字符串处理指令6.数据传送指令7.转移类指令8.堆栈及堆栈操作指令9.输入输出指令10.特权指令CISC与RISC基本概念：1.CISC：复杂指令计算机，新机型继承老机型全部指令导致系列机指令系统庞大。
2.RISC：精简指令计算机，通过简化指令而不是指令系统。
控制器的基本功能：取出指令、解释指令、执行指令。
微程序控制的基本概念：将一条机器指令编写成一个微程序，每一个微程序包含若干条微指令，每一个微指令对应一个或几个微操作命令。
然後把这些微程序存到一个控制存储器中，用寻找用户程序机器指令的办法来寻找每個微程序中的微指令。
微指令格式：1.水平型微指令：控制字段和下址字段组成2.垂直型微指令：微操作码字段和微地址码组成硬布线控制的计算机概念和原理：1.概念：完全采用组合逻辑电路来产生时序控制信号，所以又称为组合逻辑控制方式。
计算机组成与系统结构 复习要点解析
第一章计算机系统概论1、基本概念硬件：是指可以看得见、摸得着的物理设备（部件）实体，一般讲硬件还应包括将各种硬件设备有机组织起来的体系结构。
软件：程序（代码）+ 数据 + 文档。
由两部分组成，一是使计算机硬件能完成运算和控制功能的有关计算机指令和数据定义的组合，即机器可执行的程序及有关数据；二是机器不可执行的，与软件开发、过程管理、运行、维护、使用和培训等有关的文档资料。
固件：将软件写入只读存储器ROM中，称为固化。
只读存储器及其写入的软件称为固件。
固件是介于硬件和软件之间的一种形态，从物理形态上看是硬件，而从运行机制上看是软件。
计算机系统的层次结构：现代计算机系统是由硬件、软件有机结合的十分复杂的整体。
在了解、分析、设计计算机系统时，人们往往采用分层（分级）的方法，即将一个复杂的系统划分为若干个层次，即计算机系统的层次结构。
最常见的是从计算机编程语言的角度划分的计算机系统层次结构。
虚拟计算机：是指通过配置软件扩充物理机（硬件/固件实现）功能以后所形成的一台计算机，而物理机并不具备这种功能。
虚拟机概念是计算机分析设计中的一个重要策略，它将提供给用户的功能抽象出来，使用户摆脱具体物理机细节的束缚。
2、计算机的性能指标。
1 吞吐量：表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量，用bps度量。
2 响应时间：表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。
3 利用率：在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所在的比率，用百分比表示。
4 处理机字长：常称机器字长，指处理机运算中一次能够完成二进制运算的位数，如32位机、64位机。
5 总线宽度：一般指CPU从运算器与存储器之间进行互连的内部总线一次操作可传输的二进制位数。
6 存储器容量：存储器中所有存储单元（通常是字节）的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。
7 存储器带宽：单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用B/s（字节/秒）表示。
计算机组成原理知识点总结
计算机组成原理知识点总结计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，涉及到计算机硬件的各个方面。
下面是对计算机组成原理的一些常见知识点的总结：1. 计算机的基本组成：计算机由中央处理器（CPU）、存储系统（主存储器和辅助存储器）、输入设备和输出设备组成。
2. 中央处理器（CPU）：CPU是计算机的核心部件，负责执行指令和控制计算机的运算。
它包括运算器和控制器两个主要部件。
3. 存储系统：存储系统用于存储和访问计算机的数据和程序，分为主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）两种。
主存储器是CPU直接访问的内存空间，辅助存储器则用于长期存储数据。
4. 输入设备和输出设备：输入设备将外部数据和指令输入到计算机中，输出设备将计算机处理后的结果输出给用户。
常见的输入设备有键盘、鼠标等，输出设备有显示器、打印机等。
5. 数据表示与运算：计算机使用二进制系统来表示和处理数据。
常见的数值表示方法有原码、反码和补码。
计算机可以对数据进行加、减、乘、除等基本运算。
6. 指令与程序：计算机通过指令集来执行各种操作。
指令包括操作码和操作数，操作码表示要执行的操作，操作数表示操作的对象。
程序是一系列指令的集合，通过指令的顺序执行来实现特定功能。
7. 控制器：控制器负责解析和执行指令，控制计算机的各个部件的动作，保证指令的正确执行顺序。
控制器包括指令寄存器、程序计数器和时序控制等模块。
8. 总线：计算机中各个部件之间通过总线进行数据和控制信号的传输。
主要包括数据总线、地址总线和控制总线三种。
9. 中断和异常：中断是指计算机在执行中断指令或外部事件发生时，强制暂停当前程序的执行，转而执行中断处理程序。
异常是指计算机执行指令时遇到的错误或特殊情况，需要进行异常处理。
10. 存储器层次结构：计算机的存储器层次结构包括寄存器、高速缓存、主存储器和辅助存储器等多个层次。
不同层次的存储器根据访问速度和容量等特点，提供不同级别的数据存储和访问。
计算机组成与体系结构知识点
计算机组成与体系结构知识点1.总线和输入输出系统:1．总线总线是构成计算机系统的互连机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。
借助于总线连接，计算机在各系统功能部件之间实现地址、数据和控制信息的交换，并在争用资源的基础上进行工作。
2．总线特性总线特性包括：物理特性：描述总线的物理连接方式（电缆式、主板式、背板式）；功能特性：描述总线中每一根线的功能；电气特性：定义每一根线上信号的传递方向、传递方式（单端方式或差分方式等），以及有效电平范围；时间特性：定义了总线上各信号的时序关系。
3．总线标准化为了使不同厂家生产的相同功能部件可以互换使用，就需要进行系统总线的标准化工作，总线的标准化有利于系统的可扩展性。
标准化工作一般由国际标准化组织负责进行定义或推荐，从总线特性上进行规范，标准化总线种类繁多，例：ISA总线、PCI总线、Futurebus+总线等。
4. 总线带宽总线带宽是衡量总线性能的重要指标，定义了总线本身所能达到的最高传输速率（但实际带宽会受到限制），单位：兆字节每秒（MB/s）。
5．接口接口是连接两个部件的逻辑电路，适配器就是一种典型的接口。
计算机接口的主要功能是：实现高速CPU与低速外设之间工作速度上的匹配和同步，并完成计算机与和外设之间的所有数据传送和控制。
接口的作用可归纳为：（1）实现数据缓冲，使主机与外设在工作速度上达到匹配；（2）实现数据格式的转换；（3）提供外设和接口的状态；（4）实现主机与外设之间的通讯联络控制。
6．设置接口的必要性由于I/O设备在结构和工作原理上与主机有很大的差异，主要为：（1）传送速度的匹配问题；（2）时序的配合问题；（3）信息表示格式上的一致性问题；（4）信息类型及信号电平匹配问题。
为了协调这些差异，需加入接口电路，接口在这里起一个转换器的作用。
7．接口的典型功能接口通常具有：控制、缓冲、状态、转换、整理、程序中断功能。
8．设备编址方法统一编址：将I/O设备与内存统一编址，占有同一个地址空间。
计算机组成原理考点总结终结版
内部资料,转载请注明出处,谢谢合作;一、计算机系统概述（一）计算机发展历程了解知识点一：第一台计算机 ENIAC知识点二：冯诺依曼VanNeumann首次提出存储程序的概念,将数据和程序一起放在存储器中,使得编程更加方便;50多年来,虽然对冯诺依曼机进行了很多改革,但结构变化不大,仍然称为冯诺依曼机;知识点三：一般把计算机的发展分为四个阶段：第一代1946-50‘s后期：电子管计算机时代；第二代50‘s中期-60’s后期：晶体管计算机时代；第三代60‘s中期-70’s前期：集成电路计算机时代；第四代70‘s初-：大规模集成电路计算机时代;知识点四：冯·诺依曼计算机的特点冯·诺依曼体系计算机的核心思想是“存储程序”的概念;它的特点如下：1 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成；2 指令和数据都用二进制代码表示；3 指令和数据都以同等地位存放于存储器内,并可按地址寻访；4 指令是由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数所在存储器中的位置；5 指令在存储器内是顺序存放的；6 机器以运算器为核心,输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器;（二）计算机系统层次结构了解计算机系统的层次结构,通常可有五个以上的层次,在每一个层次上都能进行程序设计;由下自上可排序为：第一级微程序机器级,微指令由机器直接执行,第二级传统机器级,用微程序解释机器指令,第三级操作系统级,一般用机器语言程序解释作业控制语句,第四级汇编语言机器级,这一级由汇编程序支持和执行,第五级高级语言机器级,采用高级语言,由各种高级语言编译程序支持和执行;还可以有第六级应用语言机器级,采用各种面向问题的应用语言;1.计算机硬件的基本组成图中实线为控制线,虚线为反馈线,双线为数据线;图中各部件的功能是：1 运算器用来完成算术运算和逻辑运算,并将运算的中间结果暂存在运算器内；2 存储器用来存放数据和程序；3 控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行及处理运算结果；4 输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式,常见的有键盘、鼠标等；5 输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式如打印机输出、显示器输出等;计算机的五大部件在控制器的统一指挥下,有条不紊地自动工作;由于运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密,尤其在大规模集成电路制作工艺出现后,这两大部件往往制作在同一芯片上,因此,通常将他们合起来统称为中央处理器,简称CPU;把输入设备与输出设备简称为I/O 设备;因此,现代计算机可认为由三大部分组成：CPU、I/O设备及主存储器MM;CPU与MM合起来称为主机,I/O设备叫作外设;存储器分为主存储器MM和辅助存储器;主存可直接与CPU交换信息,辅存又叫外存;2.计算机软件的分类计算机的软件通常又分为两大类：系统软件和应用软件;系统软件又称为系统程序,主要用来管理整个计算机系统,监视服务,使系统资源得到合理调度,确保高效运行;它包括：标准程序库、语言处理程序、操作系统、服务性程序、数据库管理系统、网络软件等等;应用软件又称为应用程序,它是用户根据任务所编制的各种程序;3.计算机的工作过程1．运算器运算器包括三个寄存器和一个算逻单元ALU;其中ACC为累加器,MQ为乘商寄存器,X为操作数寄存器;这三个寄存器在完成不同运算时,所存放在操作数类别也各不相同;2．存储器主存储器包括存储体、各种逻辑部件及控制电路等;主存的工作方式就是按存储单元的地址号来实现对存储字各位的存写入、取读出;这种存取方式叫做按地址存取,也即按地址访问存储器简称访存;为了能实现按地址访问的方式,主存中还必须配置两个寄存器MAR和MDR;MAR是存储器地址寄存器,用来存放欲访问的存储单元的地址,其位数对应存储单元的个数;MDR是存储器数据寄存器,用来存放从存储体某单元取出的代码或者准备往某存储单元存入的代码,其位数与存储字长相等;要想完整地完成一个取或存操作;3．控制器控制器是计算机组成的神经中枢,由它指挥全机各部件自动、协调地工作;具体而言,它首先要命令存储器读出一条指令,这叫取指过程;接着对这条指令进行分析,指出该指令要完成什么样的操作,并按寻址特征指明操作数的地址,这叫分析指令过程;最后根据操作数所在的地址,取出操作数并完成某种操作,这叫作执行过程;以上就是通常所说的完成一条指令操作的取指、分析和执行三阶段; 控制器由程序计数器PC,指令寄存器IR以及控制单元CU几部分组成;PC 用来存放当前欲执行指令的地址, 它与主存的MAR之间有一条直接通路,且具有自动加1的功能, 即可自动形成下一条指令的地址;IR用来存放当前的指令, IR 的内容来自主存的MDR;IR中的操作码送到CU,用来分析指令；其地址码作为操作数的地址送至存储器的MAR; CU用来分析当前指令所需完成的操作,并发出各种微操作命令序列,用以控制所有被控对象;4．I/OI/O子系统包括各种外部设备及相应的接口;每一种设备都是由I/O接口与主机联系的,它接受CU发出的各种控制命令完成相应的操作;计算机的解题过程如下：首先把构成程序的有序指令和数据,通过键盘输入到主存单元中,并置PC的初值为0即令程序的首地址为0;启动机器后,计算机便自动按存储器中所存放的指令顺序,有序地逐条完成取指令、分析指令和执行指令,直至执行到程序的最后一条指令为止;（三）计算机性能指标1. 吞吐量、响应时间1 吞吐量：单位时间内的数据输出数量;2 响应时间：从事件开始到事件结束的时间,也称执行时间;2. CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间1 CPU时钟周期：机器主频的倒数,Tc2主频：CPU工作主时钟的频率,机器主频Rc3CPI：执行一条指令所需要的平均时钟周期4CPU执行时间：T CPU=In×CPI×T CIn执行程序中指令的总数CPI执行每条指令所需的平均时钟周期数T C时钟周期时间的长度3. MIPS、MFLOPS1MIPS：MIPSMillion Instructions Per SecondMIPS = In/Te×106= In/In×CPI×Tc×106= Rc/CPI×106Te：执行该程序的总时间In：执行该程序的总指令数Rc：时钟周期Tc的到数MIPS只适合评价标量机,不适合评价向量机;标量机执行一条指令,得到一个运行结果;而向量机执行一条指令,可以得到多个运算结果;2 MFLOPS：MFLOPSMillion Floating Point Operations Per SecondMFLOPS=Ifn/Te×106Ifn：程序中浮点数的运算次数MFLOPS测量单位比较适合于衡量向量机的性能;一般而言,同一程序运行在不同的计算机上时往往会执行不同数量的指令数,但所执行的浮点数个数常常是相同的;二、数据的表示和运算（一）数制与编码1.进位计数制及其相互转换2.真值和机器数3.BCD码4.字符与字符串5.校验码（二）定点数的表示和运算1.定点数的表示无符号数的表示；有符号数的表示;2.定点数的运算定点数的位移运算；原码定点数的加/减运算；补码定点数的加/减运算；定点数的乘/除运算；溢出概念和判别方法;（三）浮点数的表示和运算1.浮点数的表示浮点数的表示范围；IEEE754标准2.浮点数的加/减运算（四）算术逻辑单元ALU1.串行加法器和并行加法器2.算术逻辑单元ALU的功能和机构三、存储器层次机构cache-主存-外存的层次结构、cache的三种不同映象方式、主存芯片的子扩展和位扩展方案设计以及续存相关地址转换的内容是重点（一）存储器的分类1．按存储介质分1半导体存储器;存储元件由半导体器件组成的叫半导体存储器;其优点是体积小、功耗低、存取时间短;其缺点是当电源消失时,所存信息也随即丢失,是一种易失性存储器;2磁表面存储器;按载磁体形状的不同,可分为磁盘、磁带和磁鼓;现代计算机已很少采用磁鼓;由于用具有矩形磁滞回线特性的材料作磁表面物质,它们按其剩磁状态的不同而区分“0”或“1”,而且剩磁状态不会轻易丢失,故这类存储器具有非易失性的特点;3 磁芯存储器不用了4光盘存储器;光盘存储器是应用激光在记录介质磁光材料上进行读写的存储器,具有非易失性的特点;光盘记录密度高、耐用性好、可靠性高和可互换性强等; 2．按存取方式分类按存取方式可把存储器分为随机存储器、只读存储器、顺序存储器和直接存取存储器四类;1随机存储器RAMRandom Access Memory;RAM是一种可读写存储器, 其特点是存储器的任何一个存储单元的内容都可以随机存取,而且存取时间与存储单元的物理位置无关;计算机系统中的主存都采用这种随机存储器;由于存储信息原理的不同, RAM又分为静态RAM 以触发器原理寄存信息和动态RAM以电容充放电原理寄存信息;2只读存储器ROMRead only Memory;只读存储器是能对其存储的内容读出,而不能对其重新写入的存储器;这种存储器一旦存入了原始信息后,在程序执行过程中,只能将内部信息读出,而不能随意重新写入新的信息去改变原始信息;因此,通常用它存放固定不变的程序、常数以及汉字字库,甚至用于操作系统的固化;它与随机存储器可共同作为主存的一部分,统一构成主存的地址域;只读存储器分为掩膜型只读存储器MROMMasked ROM、可编程只读存储器PROMProgrammable ROM、可擦除可编程只读存储器EPROMErasable Programmable ROM、用电可擦除可编程的只读存储器EEPROMElectrically Erasable Programmable ROM;以及近年来出现了的快擦型存储器Flash Memory,它具有EEPROM的特点,而速度比EEPROM快得多;3串行访问存储器;如果对存储单元进行读写操作时,需按其物理位置的先后顺序寻找地址,则这种存储器叫做串行访问存储器;显然这种存储器由于信息所在位置不同,使得读写时间均不相同;如磁带存储器,不论信息处在哪个位置,读写时必须从其介质的始端开始按顺序寻找,故这类串行访问的存储器又叫顺序存取存储器;还有一种属于部分串行访问的存储器,如磁盘;在对磁盘读写时,首先直接指出该存储器中的某个小区域磁道,然后再顺序寻访,直至找到位置;故其前段是直接访问,后段是串行访问,叫直接存取存储器;3．按在计算机中的作用分类按在计算机系统中的作用不同,存储器又可分为主存储器、辅助存储器、缓冲存储器;（二）存储器的层次化结构主要是为了解决速度匹配问题存储器有3个重要的指标：速度、容量和每位价格,一般来说,速度越快,位价越高；容量越大,位价越低,容量大,速度就越低;上述三者的关系用下图表示：寄存器缓存主存磁盘磁带存储系统层次结构主要体现在缓存-主存-辅存这两个存储层次上,如下图所示：（三）半导体随机存取存储器1.SRAM存储器的工作原理静态RAM由于静态RAM是触发器存储信息,因此即使信息读出后,它仍保持其原状态,不需要再生;但电源掉电时,原存信息丢失,故它属易失性半导体存储器2.DRAM存储器的工作原理（四）只读存储器（五）主存储器与CPU的连接（六）双口RAM和多模块存储器（七）高速缓冲存储器Cache1.程序访问的局部2.Cache的基本工作原理3.Cache和主存之间的映射方式4.Cache中主存块的替换算法5.Cache写策略（八）虚拟存储器1.虚拟存储器的基本概念2.页式虚拟存储器3.段式虚拟存储器4.段页式虚拟存储器5.TLB快表四、指令系统（一）指令格式1.指令的基本格式2.定长操作码指令格式3.扩展操作码指令格式（二）指令的寻址方式1.有效地址的概念2.数据寻址和指令寻址3.常见寻址方式（三）CISC和RISC的基本概念五、中央处理器CPU（一）CPU的功能和基本结构（二）指令执行过程（三）数据通路的功能和基本结构（四）控制器的功能和工作原理1.硬布线控制器2.微程序控制器微程序、微指令和微命令；微指令的编码方式；微地址的形式方式; （五）指令流水线1.指令流水线的基本概念2.超标量和动态流水线的基本概念（一）总线（二）总线概述（三）总线的基本概念总线是连接计算机内部多个部件之间的信息传输线,是各部件共享的传输介质;多个部件和总线相连,在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信号,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息;总线是由许多传输线或通路组成,每条线可传输一位二进制代码,如16条传输线组成的总线,可同时传输16位二进制代码;（四）总线的分类按数据传送方式：并行传输总线和串行传输总线按总线的适用范围：计算机总线,测控总线,网络通信总线按连接部件不同：重点片内总线：片内总线是指芯片内部的总线,如在CPU芯片内部, 寄存器与寄存器之间、寄存器与算术逻辑单元之间都有总线连接;系统总线：系统总线是指CPU、主存、I/O各大部件之间的信息传输线;按传输信息的不同,可分为三类：数据总线、地址总线和控制总线;数据总线用来传输各功能部件之间的数据信息,它是双向传输总线,其位数与机器字长、存储字长有关;数据总线的条数称为数据总线宽度,它是衡量系统性能的一个重要参数;例子：总线宽8位,指令字长16位,CPU需要两次访主存地址总线主要用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或在I/O设备上的地址;它是单向传输的;地址线的位数与存储单元的个数有关,如地址线为20根,则对应的存储单元个数为220;控制总线是用来发出各种控制信号的传输线;对单一控制线来说,传输单向；对控制总线,是双向的;对CPU而言,控制信号既有输入又有输出;通信总线：这类总线用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统如控制仪表、移动通讯等之间的通信;（五）总线的组成及性能指标总线的组成：总线组成包括信号线、总线控制器、附属电路;信号线包括数据线、地址线和控制线总线性能指标：1总线宽度：它是指数据总线的根数, 用bit位表示,如8位、16位、32位、64位;2总线带宽：总线的数据传输速率即单位时间内总线上传输数据的位数,通常用每秒传输信息的字节数来衡量,单位为MBps兆每秒;例如,总线频率33MHZ,总线宽度32位4B,则总线带宽334=132MBps;3时钟同步/异步：总线上的数据与时钟同步工作的总线称同步总线,与时钟不同步工作的总线称为异步总线;4总线复用：通常地址总线与数据总线在物理上是分开的两种总线;地址总线传输地址码,数据总线传输数据信息;为了提高总线的利用率,优化设计,特将地址总线和数据总线共用一条物理线路,只是某一时刻该总线传输地址信号,另一时刻传输数据信号或命令信号;这叫总线的多路复用;5信号线数：即地址总线、数据总线和控制总线三种总线数的总和;6总线控制方式：包括并发工作、自动配置、仲裁方式、逻辑方式、计数方式等;7 其他指标：如负载能力问题等;总线结构的三种形式：以CPU为中心的双总线结构：这种结构在I/O设备与主存交换信息时仍然要占用CPU,因此会影响CPU的工作效率;单总线结构：它是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上,允许I/O之间、I/O与主存之间直接交换信息;因为只有一组总线,当某一时刻各部件都要占用时,就会出现争夺现象;双总线结构的特点是将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来,形成主存总线与I/O总线分开的结构;三总线结构中, 主存总线用于CPU与主存之间的传输；I/O总线供CPU与各类I/O之间传递信息；DMA总线用于高速外设磁盘、磁带等与主存之间直接交换信息;在三总线结构中,任一时刻只能使用一种总线;（六）总线仲裁总线控制总线控制主要包括判优控制和通信控制;总线判优控制可分集中式和分布式两种,前者将控制逻辑集中在一处如在CPU中,后者将控制逻辑分散在与总线连接的各个部件或设备上;集中仲裁方式常见的集中控制有三种优先权仲裁方式：1．链式查询菊花链图中控制总线中有三根线用于总线控制BS总线忙；BR总线请求、BG总线同意,其中总线同意信号BG是串行地从一个I/O接口送到下一个I/O接口;如果BG到达的接口有总线请求,BG信号就不再往下传;意味着该接口获得了总线使用权,并建立总线忙BS信号,表示它占用了总线;这种方式的特点是：只需很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制,并且很容易扩充设备,但对电路故障很敏感;2．计数器定时查询计数器定时查询方式如下图所示;它与链式查询方式相比,多了一组设备地址线,少了一根总线同意线BG;总线控制部件接到由BR 送来的总线请求信号后,在总线未被使用BS＝0的情况下,由计数器开始计数,向各设备发出一组地址信号;当某个有总线请求的设备地址与计数值一致时,便获得总线使用权,此时终止计数查询;这种方式的特点是：计数可以从“0”开始,此时设备的优先次序是固定的；计数也可以从终止点开始,即是一种循环方法,此外,对电路故障不如链式查询方式敏感,但增加了主控制线设备地址数,控制也较复杂;3．独立请求方式独立请求方式如下图所示;由图可见,每一设备均有一对总线请求线BRi和总线同意线BGi;当设备要求使用总线时,便发出该设备的请求信号;总线控制部件中有一排队电路,可根据优先次序确定响应哪一设备的请求;这种方式的特点是：响应速度快,优先次序控制灵活通过程序改变,但控制线数量多,总线控制更复杂;总线通信控制没要求分布仲裁方式同集中式仲裁相比,分布式仲裁不需要中央仲裁器,而是让各个主设备功能模块都有自己的仲裁号和仲裁电路;需要使用总线时,各个设备的功能模块将自己唯一的仲裁号发送到共享的总线上,各自的仲裁电路再将从仲裁总线上获得的仲裁号和自己的仲裁号相对比,获胜的仲裁号将保留在仲裁总线上,相应设备的总线请求获得响应;分布式仲裁不需要中央仲裁器,每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器;当它们有总线请求时,把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上,每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行比较;如果仲裁总线上的号大,则它的总线请求不予响应,并撤消它的仲裁号;最后,获胜者的仲裁号保留在仲裁总线上;显然,分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础（七）总线操作和定时总线操作目前在总线上的操作主要有以下几种：1读和写读是将从设备如存储器中的数据读出并经总线传输到主设备如CPU；写是主设备到从设备的数据传输过程;2块传送主设备给出要传输的数据块的起始地址后,就可以利用总线对固定长度的数据一个接一个的读出或写入;3写后读或读后写主设备给出地址一次,就可以进行先写后读或者先读后写操作,先读后写往往用于校验数据的正确性,先写后读往往用于多道程序的对共享存储资源的保护;4广播和广集主设备同时向多个从设备传输数据的操作模式称为广播;广集操作和广播操作正好相反,它将从多个从设备的数据在总线上完成AND或OR操作,常用于检测多个中断源;定时：事件出现在总线上的时序关系;1、同步定时在同步定时协议中,事件出现在总线上的时刻由总线时钟信号来确定;所以包含始终信号线由于采用了公共时钟,每个功能模块什么时候发送或接收信息都由统一时钟规定,因此,同步定时具有较高的传输频率;同步定时适用于总线长度较短、各功能模块存取时间比较接近的情况;2．异步定时在异步定时协议中,后一事件出现在总线上的时刻取决于前一事件的出现,即建立在应答式或互锁机制基础上;在这种系统中,不需要统一的共公时钟信号;总线周期的长度是可变的;（八）总线标准六、输入输出I/O系统（一）I/O系统基本概念（二）外部设备1.输入设备：键盘、鼠标2.输出设备：显示器、打印机3.外存储器：硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器（三）I/O接口I/O控制器1.I/O接口的功能和基本结构2.I/O端口及其编址（四）I/O方式1.程序查询方式2.程序中断方式中断的基本概念；中断响应过程；中断处理过程；多重中断和中断屏蔽的概念;3.DMA方式DMA控制器的组成；DMA传送过程;4.通道方式七、计算机系统概述（四）计算机发展历程（五）计算机系统层次结构4.计算机硬件的基本组成5.计算机软件的分类6.计算机的工作过程（六）计算机性能指标吞吐量、响应时间；CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间；MIPS、MFLOPS;八、数据的表示和运算（五）数制与编码6.进位计数制及其相互转换7.真值和机器数8.BCD码9.字符与字符串10.校验码（六）定点数的表示和运算3.定点数的表示无符号数的表示；有符号数的表示;4.定点数的运算定点数的位移运算；原码定点数的加/减运算；补码定点数的加/减运算；定点数的乘/除运算；溢出概念和判别方法;（七）浮点数的表示和运算3.浮点数的表示浮点数的表示范围；IEEE754标准4.浮点数的加/减运算（八）算术逻辑单元ALU3.串行加法器和并行加法器4.算术逻辑单元ALU的功能和机构九、存储器层次机构（九）存储器的分类（十）存储器的层次化结构（十一）半导体随机存取存储器3.SRAM存储器的工作原理4.DRAM存储器的工作原理（十二）只读存储器（十三）主存储器与CPU的连接（十四）双口RAM和多模块存储器（十五）高速缓冲存储器Cache6.程序访问的局部7.Cache的基本工作原理8.Cache和主存之间的映射方式9.Cache中主存块的替换算法10.Cache写策略（十六）虚拟存储器6.虚拟存储器的基本概念7.页式虚拟存储器8.段式虚拟存储器9.段页式虚拟存储器10.TLB快表十、指令系统（四）指令格式4.指令的基本格式5.定长操作码指令格式6.扩展操作码指令格式（五）指令的寻址方式4.有效地址的概念5.数据寻址和指令寻址6.常见寻址方式（六）CISC和RISC的基本概念十一、中央处理器CPU（六）CPU的功能和基本结构（七）指令执行过程（八）数据通路的功能和基本结构（九）控制器的功能和工作原理3.硬布线控制器4.微程序控制器微程序、微指令和微命令；微指令的编码方式；微地址的形式方式;（十）指令流水线3.指令流水线的基本概念4.超标量和动态流水线的基本概念十二、总线（九）总线概述1.总线的基本概念2.总线的分类3.总线的组成及性能指标（十）总线仲裁1.集中仲裁方式2.分布仲裁方式（十一）总线操作和定时1.同步定时方式。
计算机组成原理考点总结终结版
计算机组成原理考点总结终结版1.计算机的发展历程：从巨型机到小型机、微型机、个人计算机和移动计算机的演变过程，了解每个发展阶段的特点和主要代表机型。
2.计算机的基本组成：CPU（中央处理器）、内存、输入输出设备和外部设备。
了解它们的功能和相互间的连接方式。
3.CPU的结构和工作原理：包括控制器和运算器。
控制器负责控制程序的执行，运算器负责执行算术和逻辑运算。
了解指令的执行过程、寄存器的作用和通用寄存器的设计原则。
4.存储器的层次结构：包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储器。
了解它们在计算机中的作用、特点和层次关系。
5.输入输出设备的工作原理：包括串行和并行传输方式、中断和DMA （直接内存访问）技术。
了解输入输出设备与CPU之间的数据传输方式和控制方法。
7.指令系统的设计与性能指标：了解指令的格式、操作码和寻址方式。
掌握指令的执行周期和性能指标，如CPI（每条指令的时钟周期数）和MIPS（每秒执行百万条指令数）。
8.程序的执行过程：包括指令的获取、分析和执行。
了解程序从存储器到CPU的数据传输过程和指令的执行流程。
9.中断和异常处理：了解中断和异常的概念、分类和处理方法。
掌握中断向量表和中断处理程序的设计和实现。
10.性能评价和优化：了解计算机系统的性能评价指标，如响应时间、吞吐量和效能。
掌握性能优化的方法，如指令级并行和流水线技术。
以上是计算机组成原理中一些重要的考点总结，希望能对大家的学习有所帮助。
在复习过程中，还应结合教材、习题和实验来深入理解和巩固知识，进行综合性的学习。
计算机组成与结构重点
一、第一章1．习题1.5如何划分计算机发展的五个阶段根据电子计算机所采用的物理器件的发展，分为五代：第一代：电子管计算机时代第二代：晶体管计算机时代第三代：集成电路计算机时代第四代：大规模集成电路计算机时代第五代：超大规模集成电路计算机时代2．什么是总线定义：总线是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质3．运算器的核心是什么？算术逻辑部件4．完整的计算机系统包括哪些部分？一个完整的电子计算机系统由硬件和软件两大部分构成。
计算机硬件包括输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器五大部分。
1.软件的组成(系统软件和应用软件)二、第三章1．定点数的形式（格式）范围32位定点小数补码范围-1~1-2^(-31)32位定点整数补码范围-2^31~2^31-12．4种机器数及特点是什么正数：X=+0.1011=01011（原码）=01011（补码）=01011（反码）=11011(移码）(补码符号位取反）负数：X=-0.1011=11011（原码）=10101（补码）（数字位取反加1）=10100反码）（数字位取反加）=00101（移码）（补码符号位取反）3．什么是溢出？补码运算溢出判断方法当运算结果超出机器数所能表示的范围时即为溢出溢出判断：1.当符号相同的两数相加时，如果结果的符号与加数不相同，即为溢出2.当任意符号两数相加时，如果C（数值最高位的进位）=Cf（符号位进位），则正确，反之溢出。
4．浮点数尾数用补码表示时规格化判断方法5．IEEE-754标准浮点数表示形式，什么是机器零？（1）单精度浮点数（32位），阶码8位，尾数24位（内含一位符号位）（2）双精度浮点数（64位），阶码11位，尾数53位（内含一位符号位）机器零：当一个浮点数的尾数为0，或阶码的值比能在机器中表示的最小值还小时，计算机把该浮点数看成0值，称为机器零。
6．浮点数机器加/减运算步骤7．浮点数机器乘/除运算步骤8．浮点数格式及范围，写出最大、最小正数/负数习题3.109．奇偶校验码数据奇校验编码（奇数个1）奇校验编码（偶数个1）00000000 100000000 000000000001010100 010101000 10101010001111111 001111111 101111111三、第四章1．静态、动态存储器是如何存储信息的静态RAM是靠双稳态触发器来记忆信息的；动态RAM是靠MOS电路中的栅极电容来记忆信息的。
计算机系统结构基础知识要点梳理
计算机系统结构基础知识要点梳理计算机系统结构是指计算机硬件和软件之间的组织和交互方式，是计算机科学与技术的基础。
了解计算机系统结构的基础知识对于计算机专业学生和从事计算机相关工作的人员来说至关重要。
本文将梳理计算机系统结构的基础知识要点，帮助读者更好地理解和掌握这一领域的知识。
一、计算机的组成与功能计算机系统由硬件和软件组成。
硬件包括中央处理器(CPU)、内存、存储器、输入输出设备等，而软件包括系统软件和应用软件。
计算机的主要功能是数据的输入、处理、输出和存储。
1.中央处理器中央处理器是计算机的核心部件，负责执行指令并控制计算机的工作。
它由运算器和控制器组成，运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责解析和执行指令。
2.内存内存是计算机用来存储数据和指令的地方，它可以分为主存和辅存。
主存是CPU可以直接访问的存储器，而辅存则用于长期存储数据和程序。
3.存储器存储器用于存储计算机系统中的各种数据和信息，包括数据、指令和程序等。
根据存储介质的不同，可以将存储器分为内存和外存。
4.输入输出设备输入输出设备用于将数据从外部输入到计算机系统中，或将计算机系统中的数据输出到外部设备中。
常见的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
二、计算机的层次结构计算机系统可以按照功能和性能划分为多个层次，从底层到高层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
1.物理层物理层是计算机系统中最底层的层次，它负责处理计算机硬件和信号传输的问题。
包括处理器、存储器、总线等硬件设备，并规定了数据的传输方式和电信号的特性。
2.数据链路层数据链路层负责处理数据在链路上的传输和错误控制。
它将数据分组成帧，并对传输过程中的错误进行检测和纠正。
3.网络层网络层负责处理数据在不同网络之间的传输和路由问题。
它使用IP 地址来标识网络和主机，并通过路由选择算法确定数据的传输路径。
4.传输层传输层负责处理数据的传输可靠性和流量控制。
计算机组成与结构知识点总结
计算机组成与结构知识点总结计算机组成与结构是计算机科学的重要基础，掌握这方面的知识对于从事计算机相关工作和研究都至关重要。
本文将重点介绍计算机组成与结构的核心知识点，包括计算机硬件、存储系统、CPU、指令系统等方面，从整体上梳理计算机系统的结构框架，帮助读者更好地理解计算机运行原理及其实现机制。
一、计算机硬件计算机硬件主要包括CPU、内存、磁盘等组件。
CPU是计算机的核心组件，它主要包括控制器和运算器两部分，控制器负责从内存中读取指令、解析指令并控制计算机的各个部件进行操作等；运算器负责数学和逻辑运算。
内存则是计算机中存储数据和程序的重要组成部分，磁盘则主要用于长期存储数据。
二、存储系统计算机存储系统主要包括主存储器、高速缓存和辅助存储器，从速度和容量上可分为寄存器、高速缓存、RAM、虚拟内存和磁盘等。
寄存器是CPU中最快速的存储器，通常用于保存运算器中间结果和数据。
高速缓存则主要用于CPU和主存之间的数据传输，通过预读取内存中即将需要的数据加快CPU的运算速度。
RAM是主存储器，计算机运行时所有的数据和程序都存储在其中，而虚拟内存则可以通过操作系统将部分数据和程序存储在磁盘上，以扩展主存的容量。
磁盘则是计算机中持续存储数据的主要方式，也是长期存储数据的唯一手段。
三、CPUCPU是计算机中最核心的组件，其功能主要包括取指令、解码指令、执行指令等。
指令由操作码和操作数字段组成，操作码用于描述要执行的操作，操作数用于描述操作对象。
CPU根据指令的操作码和操作数进行指定的操作，比如对数据进行加减乘除等运算。
CPU的处理方式可分为单指令流单数据流、单指令流多数据流和多指令流多数据流。
单指令流单数据流处理方式是最简单的处理方式，CPU一次只能处理一个数据，一次只能完成单个指令的操作。
单指令流多数据流和多指令流多数据流处理方式则分别提高了数据和指令的并行度，可以在同一时间并行处理多个指令和多个数据，提高了CPU的效率和运算速度。
计算机体系结构知识点汇总
第一章电脑体系结构的基本概念1.电脑系统结构的经典定义程序员所看到的电脑属性，即概念性结构与功能特性。
〔电脑组成：指电脑系统结构的逻辑实现。
电脑实现：电脑组成的物理实现〕2.电脑系统的多级层次结构：1.虚拟机：应用语言机器->高级语言机器->汇编语言机器->操作系统机器2.物理机：传统机器语言机器->微程序机器3.透明性：在电脑技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好似不存在的概念称为透明性。
4.编译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序5.解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都转去执行低一级机器上的一段等效程序。
6.常见的电脑系统结构分类法有两种：Flynn分类法、冯氏分类法〔按系统并行度P m:计算机系统在单位时间内能处理的最大二进制位数〕进行分类。
Flynn分类法把电脑系统的结构分为4类：单指令流单数据流(SISD)单指令流多数据流(SIMD)多指令流单数据流(MISD)多指令流多数据流(MIMD)IS指令流，DS数据流，CS〔控制流〕，CU〔控制部件〕，PU〔处理部件〕，MM，SM〔表示存储器〕7.电脑设计的定量原理：1.大概率事件优先原理〔分配更多资源，到达更高性能〕2.Amdahl定理：加速比：S n=T0(加速前）T n（加速后）=1(1−Fe)+Fe/Se(Fe为可改良比例〔可改良部分的执行时间/总的执行时间〕，Se为部件加速比〔改良前/改良后〕3.程序的局部性原理：时间局部性：程序即将使用的信息很可能是目前使用的信息。
空间局部性：即将用到的信息可能与目前用到的信息在空间上相邻或相近。
4.CPU性能公式：1.时钟周期时间2.CPI：CPI = 执行程序所需的时钟周期数／IC3.IC(程序所执行的指令条数)8.并行性：电脑系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。
同时性：两个或两个以上的事件在同一时刻发生。
计算机设计基本知识点总结
计算机设计基本知识点总结计算机设计是指通过技术手段将人类思维转化为机器执行的过程，涉及到硬件设计、软件设计和系统设计等多个方面。
计算机设计的基本知识点包括计算机体系结构、数字逻辑设计、计算机组成原理、操作系统、数据库系统和编程语言等。
本文将从这些方面对计算机设计的基本知识点进行总结。
1. 计算机体系结构计算机体系结构是指计算机各个组成部分的布局和连接方式，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和总线等。
计算机体系结构的设计需要考虑性能、可靠性、成本和功耗等因素，而这些因素都对计算机的整体性能起着至关重要的作用。
在计算机体系结构的设计中，需要考虑到存储器的层次结构、指令集架构、并行处理和多核处理器等技术。
此外，还需要考虑到大规模集成电路（VLSI）技术的发展和计算机虚拟化技术的应用，以提高计算机体系结构的性能和可靠性。
2. 数字逻辑设计数字逻辑设计是指利用逻辑门和触发器等组成元件设计数字电路的过程。
在数字逻辑设计中，需要考虑到布尔代数、逻辑函数、编码器和解码器等基本理论，以及计数器、寄存器、时序逻辑和组合逻辑等实际应用技术。
在数字逻辑设计中，需要考虑到电路的延迟时间、功耗和面积等因素。
另外，还需要考虑到FPGA和ASIC等可编程逻辑器件的应用，以提高数字电路的设计效率和灵活性。
3. 计算机组成原理计算机组成原理是指计算机各个功能模块的设计原理，包括数据通路、控制器、存储器和输入输出系统等。
在计算机组成原理的设计中，需要考虑到指令流水线、指令并行、超标量处理和乱序执行等技术。
在计算机组成原理的设计中，需要考虑到性能、功耗、成本和可靠性等因素，以提高计算机系统的整体性能。
此外，还需要考虑到片上系统（SoC）和多核处理器等技术的应用，以实现计算机系统的集成度和并行性。
4. 操作系统操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理计算机资源、提供用户接口和支持应用程序的运行。
在操作系统的设计中，需要考虑到多任务处理、虚拟内存、文件系统和网络通信等基本功能。
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17.并行处理考优点:1.简单性:这是多处理器系统组成的最简单方式2.灵活性:可以附加更多处理器到总线上来扩充系统.可靠性:总线上任何一个设备故障不会引起整个系统的瘫痪.缺点:系统性能被总线时钟周期限制.为了解决这个问题,需要为每个处理器配置cache,以减少对总线的访问,但是cache的引入又带来了新的问题,那就是cache一致性问题.--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 熟知:回写,写直达.软件解决方案,硬件解决方案(目录协议,监听协议);了解MESI协议和集群.16.微程序控制考:为什么采用微程序控制器(Micro-programmed Control)?||微程序控制器和硬布线实现(hardwired implementation)的比较||引入微程序控制器的目的.首先阐述为什么引入微程序控制:计算机指令越来越复杂;为了降低译码成本;硬连线方式成本太高,设计复杂,测试困难,不灵活. 微程序控制器的优点:成本低,不易出错,控制器设计简单.缺点:相比硬布线方式,速度更慢.硬布线优点:速度快.题外话:CISC多采用微程序控制器,RISC因为指令格式相对简单,一般使用硬布线方式.控制存储器有何作用:控制存储器包含了一组微指令,它们决定了控制单元的行为和功能.微指令基本概念;微指令格式(水平,垂直,混合,具体什么样的);微程序控制器的两项基本任务(定序:由控制存储器得到下一条微指令;执行:生成相应的控制信号);微指令定序设计考虑两个问题(微指令大小和地址生成时间);如何获得将要执行的微指令地址(指令寄存器确定;下一顺序地址;转移);定序技术(单地址字段,双地址字段,可变格式),必须根据当前微指令,条件标志,指令寄存器内容,产生下一条微指令的控制存储器地址.水平微指令的并行性比垂直微指令好,垂直微指令需要额外的译码器将功能代码转换为控制信号.15.控制器操作考习题15.6,p375.15.2What’s the relationship between instructions and micro-operation?指令和微操做之间有什么关系?一条指令包含了一系列微操做;而微操做是cpu在一个时钟周期内所能完成的基本操作. 15.3What is the overall function of a processor’s control unit?CPU控制器的总体功能是什么?定序:控制器根据正在被执行的程序,使CPU以恰当的顺序执行一系列微操做.执行:生成控制信号使每个微操做得以完成.微操做:指令执行周期中的最基本操作.注意那个PC+1,实质是PC+I;.现在IR的地址段容纳的是操作数的直接地址,IR的状态和不使用间接寻址时的状态一样.中断周期要保存PC的值,并把PC更新为子程序地址.执行周期的微操做依据具体的操作码.应掌握书上给出的例子(ADD;ISZ-递增,若为0则跳步;BSA-转移并保存地址).14.指令级并行性和超标量处理器考习题14.3,14.4(a),14.6(a);思考题:14.2 What is the difference between the superscalar and superpipelined approaches?超标量与超级流水线的区别是什么?14.3 What is instruction-level parallelism?什么是指令级并行性?14.4Briefly define the following terms:简要定义如下术语:•True data dependency真数据相关性•Procedural dependency过程相关性•Resource conflicts资源冲突•Output dependency输出相关性•Antidependency反相关性14.5 What is the distinction between instruction-level parallelism and machine parallelism?指令级并行性与机器并行性有何区别?14.8 What is register renaming and what is its purpose?什么是寄存器重命名,目的何在?13精简指令级计算机RISC的流水线技术.P319-321;考P321的图13-7考习题13.4,p332RISC设计关键点:大量使用通用寄存器或使用编译器技术来优化寄存器的使用.一个有限且简单的指令集.强调指令流水的优化.RISC的共同特征:每周期一条指令.大多数操作是寄存器到寄存器的.简单的寻址方式.简单的指令格式.12CPU结构和功能考P282的图.考12.6List and briefly explain various ways in which an instruction pipeline can deal with conditional branch instructions.列出并简要说明指令流水线处理条件分支的几种方式.多个指令流预取分支目标循环缓冲器分支预测延迟分支12.1If the last operation performed on a computer with an 8-bit word was an additionin which the two operands were 00000010 and 00000011, what would be the valueof the following flags?p305•Carry•Zero•Overflow•Sign•Even Parity•Half-Carryb. Repeat for the addition of-1 (twos complement) and+1 .12.2Repeat Problem 12.1 for the operation A- B, where A contains 11110000 and Bcontains 0010100.12.4A microprocessor provides an instruction capable of moving a string of bytes fromone area of memory to another. The fetching and initial decoding of the instructiontakes 10 clock cycles.Thereafter, it takes 15 clock cycles to transfer each byte.The microprocessoris clocked at a rate of 10 GHz.a. Determine the length of the instruction cycle for the case of a string of 64 bytes.b. What is the worst-case delay for acknowledging an interrupt if the instruction is noninterruptible?c. Repeat part (b) assuming the instruction can be interrupted at the beginning ofeach byte transfer.11寻址方式和指令格式p256图11-111.1Given the following memory values and a one-address machine with anaccumulator,whatvalues do the following instructions load into the accumulator?p275•Word 20 contains 40.•Word 30 contains 50.•Word 40 contains 60.•Word 50 contains 70.a. LOAD IMMEDIATE 20b. LOAD DIRECT 20c. LOAD INDIRECT 20d. LOAD IMMEDIATE 30e. LOAD DIRECT 30f. LOAD INDIRECT 3011.3An address field in an instruction contains decimal value 14. Where is the correspondingoperand located fora. immediate addressing?b. direct addressing?c. indirect addressing?d. register addressing?e. register indirect addressing?10指令集:特征和功能考P225图考10.1Show in hex notation:P247a. The packed decimal format for 23b. The ASCII characters 23考10.6Compare zero-, one-, two-, and three-address machines by writing programs to compute X = (A + B * C)/(D - E * F)for each of the four machines.The instructions available for use are as follows:CPU指令集:CPU能执行的各种不同指令的集合.机器指令要素.p222指令分类:数据处理-算术和逻辑指令,数据存储-存储器指令,数据传输-i/o指令,控制-测试和分支指令. 双地址(mov),单地址(load+stor+AC)操作数类型:地址,数值,字符,逻辑数据逆波兰.int 12345678h;1是高位,8是低位.大端:高位存在低地址小端:低位存在低地址.大小端对数组无影响.9.计算机算术考9.5Consider the following operation on a binary word. Start with the least significant bit. Copy all bits that are 0 until the first bit is reached and copy that bit, too. Then takethe complement of each bit thereafter.What is the result?P220考9.7The r’s complement of an n-digit number N in base r is defined asr^n-N for N≠0,and 0 forN=0,Find the tens complement of the decimal number 13250.考9.8Calculate (72530-13250) using tens complement arithmetic. Assume rules similarto those for twos complement arithmetic.考9.10Assume numbers are represented in 8-bit twos complement representation. Show the calculation of the following.P220考9.14Given x=0101 and y=1010 in twos complement notation,compute the product x*y with Booth’s a lgorithm考9.15Use the Booth algorithm to multiply 23 (multiplicand) by 29 (multiplier), where each number is represented using 6 bits.9.3 What's the sign-extension rule for twos complement numbers?在左边添加额外的位,它们均用原来的符号位来填充.9.8 What are the four essential elements of a number in floating-point notation?①符号②有效值③阶④基7Complementary Problems:1. Describe the programmed I/O operations.①CPU发送命令到相应的I/O模块,请求I/O操作②I/O模块执行所要求的动作,并在I/O状态寄存器中设置一些适当的位.③I/O模块不会才去进一步的动作来通知CPU,也不会去中断CPU,所以CPU周期性地检查I/O 模块状态,直到发现该操作完成.2. Describe the interrupt-driven I/O operations.①CPU发送命令到相应的I/O模块之后,继续执行其他指令.②当I/O模块准备个CPU交换数据时,请求中断CPU.③CPU执行数据传输.④CPU恢复原先的工作.3. Describe the DMA operations.①当处理器希望读或写数据时,发送一个命令给DMA模块,该命令包含如下信息:a.说明操作是读还是写.b.相应的I/O设备地址.c.执行读或写操作的存储器数据的起始单元地址.d.数据传输量的大小.②然后,处理器继续执行其他工作,该I/O操作被委派给DMA.③数据传输完成时,DMA模块给处理器发送一个中断信号.Review Question:7.1 List three broad classifications of external,or peripheral devices.①人可读设备:适用于与计算机用户通信.②机器可读设备:适用于与设备通信.③通信设备:适用于与远程设备通信.7.3 What are the major functions of an I/O module?①控制和定时.②处理器通信.③设备通信.④数据缓冲.⑤检错.7.4 List and brief define three techniques for performing I/O.①编程式I/O:处理器发送一条命令到I/O模块,然后必须等待I/O模块完成操作,才能继续做其他的.②中断驱动式I/O:处理器发送一条命令到I/O模块,然后去处理其他工作,当I/O模块准备和处理器交换数据时,它中断处理器以请求服务.然后,处理器执行数据传送,最后恢复原先的和处理工作.③直接存储器存取(DMA):当处理器希望读或写数据时,会发送一个命令给DMA,该命令包含了I/O操作的细节;然后,处理器继续执行其他工作,DMA接管该I/O操作;当数据传输完成时,DMA模块给处理器发送一个中断信号.7.5 What is the different between memory-mapped I/O and isolated I/O?①对于存储器映射式I/O,存储单元和I/O设备有单一的地址空间.处理器将I/O模块的状态和数据寄存器看成和存储单元一样对待,使用相同的机器指令来访问存储器和I/O设备②对于分离式I/O,命令线指定该地址是说明存储单元还是说明I/O设备.整个地址范围对两者都适用.7.6 When a device interrupt occurs ,how does the processor determine which deveice issued the interrupt?通常使用四种技术来识别设备中断:①多条中短线②软件轮询③硬件轮询(向量,菊花链)④总线仲裁Problem:7.1:第一种方式,可以寻址2^8=256个端口.第二种方式可以寻址2^16=64K个端口.需要注意的是,操作码在一次操作内,要么指定输入操作,要么指定输出操作.所以,地址可以重用.对于可以寻X个端口的CPU来说,再一次I/O操作中,既可以寻址最大数量为X个的输入端口,也可以寻址最大X个输出端口.5Review Questions:5.2 What are two senses in which the term random-access memory is used?①通过固定的寻址逻辑,存储器的单个字被直接存取.②在半导体存储器中,可以方便快捷地从存储器读取数据和向存储器写入数据.5.3 What is the difference between DRAM and SRAM in terms of application?①DRAM用于主存.②SRAM用于cache(片内或片外).5.4 What is the difference between DRAM and SRAM in terms of characteristics such as speed,size,and cost?①SRAM的速度通常比DRAM快.②DRAM的位元比SRAM小,且电路也更简单,价格也更便宜.4Review Questions:4.1 What are the differences among sequential access,directaccess,and random access?顺序存取:存储器组织成许多称为记录的数据单元,它们以特定的线性序列方式存取.直接存取:单个块或记录有基于物理存储位置的唯一地址.存取通过直接到达所需的块处,然后在块中顺序搜索基于物理存储位置的唯一地址.随机存取:存储器中每一个可寻址的存储位置有唯一的物理编排的寻址机制.存取给定存储位置的时间是固定的,不依赖于前面存取的序列.4.2 What is the general relationship among access time,memorycost,and capacity?①存取时间越短,平局每位的花费就越大.②存储容量越大,平均每位的花费就越小.③存储容量越大,存取时间就越长.4.4 What are the differences among direct mapping,associativemapping,and set associative mapping?直接映射:将主存中的每一个块映射到一个固定的可用的cache行中.全相连映射:允许每一个主存块装入cache中的任意行.组相联映射:cache块被分成v组,每组包含相同行数k行;主存中的每一块可以映射到确定组中的任意行.Problems:4.14:采用写回法,每一个脏行只在交换时写回主存一次,耗时30+5*7=65ns;因为65/30≈2.17.所以写入平均超过2.17次,写回法就更有效.4.15:a.第二条指令紧跟着第一条指令b.内部for循环的a[i]在很短的时间间隔内达到103Review Questions:3.1 What general categories of functions are specified by computer instruction?①处理器-存储器:数据在CPU和主存之间相互传输②处理器-I/O:通过处理器与I/O模块之间的相互传输,数据可以传送到或来自外围设备③数据处理:处理器可以对数据执行一些算术或逻辑操作.④控制:指令可以用来改变执行顺序.3.2 List and briefly define the possible state that define an instruction execution.①指令地址计算(iac):决定下一条将要执行的指令地址②读取指令(if):将指令从存储器单元读到处理器中③指令操作译码(iod):分析指令,以决定将执行何种操作以及将如何使用操作数④操作数地址计算(oac):如果该操作包含对存储器或通过I/O的操作数访问,那么决定操作数地址⑤取操作数(of):从存储器或从I/O中读取操作数⑥数据操作(do):完成指令需要的操作⑦操作数存储(os):将结果写入存储器或输出到I/O3.3 List and briefly define two approaches to dealing with multiple interrupts.①在中断处理过程中禁止其他中断.②定义中断优先级,允许优先级较高的中断引起低优先级中断处理程序本身被中断.3.4 What types of transfers must a computer's interconnection structure (e.g.,bus)support?①存储器到处理器:处理器从存储器中读一条指令或一个单元的数据.②处理器到存储器:处理器向存储器写一个单元的数据.③I/O到处理器:处理器通过I/O模块从I/O设备中读数据.④处理器到I/O:处理器向I/O设备发送数据.⑤I/O与存储器之间:对于这两种情况,I/O模块允许与存储器直接交换数据,使用直接存储器(DMA),而不通过处理器.3.5 What is the benefit of using a multiple-bus architecture compared to a single-bus architecture ?使用多总线,每一条总线上面连接的设备更少,这就有两个好处:①减小传输延迟,因为每一条总线相对更短②降低瓶颈效应Problems:3.1:假设的内存位置及值为:100:3005;101:5940;102:7006①3005→IR ②3→AC ;因为设备5里面是3③5940→IR ④3+2=5→AC ;940处放的2⑤7006→IR ⑥AC=5→设备63.2:step1 1.PC的值是300,PC将值传给MAR,然后内存地址为300(指令1940)处的值被加载到MBR,然后PC自加1.2.最后MBR中的值被加载到IRstep2 1.IR把地址940加载到MAR,然后地址940处的值被加载到MBR2.最后MBR中的值被加载到ACstep3 1.PC的值是301,PC将值传给MAR,然后内存地址为301(指令5941)处的值被加载到MBR,然后PC自加1.2.最后MBR中的值被加载到IRstep4 1.IR把地址941加载到MAR,然后地址941出的值被加载到MBR2.然后把原来AC中的值加上MBR中的值,得出的结果加载到ACstep5 1.PC的值是302,PC将值传给MAR,然后内存地址为302(指令2941)处的值被加载到MBR,然后PC自加1.2.最后MBR中的值被加载到IRstep6 1.IR把地址941加载到MAR,然后AC中的值被加载到MBR2.最后把MBR中值加载到地址941处.2Review Questions:2.1 What is stored program computer?在一台存储程序计算机中,程序能够以某种形式与数据一同存在存储器中,计算机可以通过在存储器中读取程序来获取指令,而且通过设置一部分存储器的值就可以编写和修改程序.2.2 What are the four main components of any general-purpose computer ?①主存储器:用于存储数据和指令.②算术逻辑运算单元(ALU):用于处理二进制数.③控制器:负责解释内存中的指令并执行之.④输入/输出设备(I/O):被控制器操纵.2.4 Explain Moore's law.单芯片上所能包含的晶体管数量每年翻一番,并正确断言这种态势在不远的将来还会继续下去.11.1 What is the computer architecture.计算机体系结构是那些对程序员可见的系统属性,这些属性直接影响到程序的逻辑执行. 1.2 What is the computer organization.计算机组成是实现结构规范的操作单元及其相互连接.1.3 What is the structure of a computer system.分层性质的系统.是由一系列互相关联的子系统,每个子系统又在结构上分层,直到分成我们所能达到的一些基本子系统的最低级.1.4 What are the functions of a computer.计算机的基本功能有四项:数据处理,数据存储,数据传输,控制.1.5 Describe the principal elements of a computer.中央处理单元(CPU):它控制计算机的操作并且执行数据处理功能;主存储器:存储数据;I/O:在计算机及其外部环境之间传输数据;系统互连(系统总线):为CPU,主存储器和I/O之间提供一些通信机制.1.6 Describe the principal elements of a CPU.控制单元:控制CPU以至于整个计算机的操作;算术逻辑单元(ALU):执行计算机的数据处理功能;寄存器:提供CPU内部存储;CPU内部互联:提供控制器,ALU和寄存器之间的某种通信机制.。