计算机组成原理总复习重点

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计算机组成原理考试重点

计算机组成原理考试重点

计算机组成原理第一章计算机系统概论1.概念:存储单元,存储字长,存储容量P17,机器字长P17,指令字长(P19—1.7)2.什么是指令?3.P8,冯诺依曼计算机特点,计算机结构框图,图1。

7.(P19—1。

5)第二章计算机发展及应用1。

什么是摩尔定律?第3章系统总线1.总线的概念P412.总线的分类,系统总线分类?通信总线分类?3.了解总线结构,尤其是双总线和三总线(P53)4.总线控制(重点)P57(1)总线判优控制:集中式,分布式,特点是什么呢?集中式控制:●链式查询,计数器定时查询,独立请求方式;●分别采用怎样的控制方式?(2)总线通信控制(P59)●什么是总线周期?可以分为哪些阶段?●申请分配阶段,寻址阶段,传数阶段,结束阶段各自有哪些功能?●总线通信控制的主要功能:解决通信双方如何获知传输开始和传输结束,以及通信双方如何协调,如何配合的问题。

●四种通信方式:同步通信,异步通信,半同步通信和分离式通信。

●同步通信特点?●异步通信特点?根据应答方式的不同进行分类:不互锁方式,半互锁方式,全互锁方式.●例题:3。

2, 例题3.35课后题3.2, 3.4 3。

5 3。

6 3。

7 3。

13 3.14 3.16第4章存储器1了解主存的基本组成P722。

了解主存存储单元地址分配, 存储字长:一个存储单元存放一串二进制代码的位数。

P73 3。

概念:存储容量,存储速度,存取时间,存取周期, 存储器带宽。

4. 动态RAM的三种刷新方式:P86●集中刷新●分散刷新●异步刷新5存储器容量的扩展方式:位扩展,字扩展,位字扩展P916存储器与CPU连接(设计题)P93 例题4。

17存储器校验:汉明码校验方法P100 例题4。

4 例题4.58 Cache—主存地址映射方式: 直接映射,全相联映射、组相连映射,各自特点,例题4.8,例题4.99替换策略: 先进先出算法,近期最少用算法,随即算法10. 辅助存储器章节的概念:磁表面存储器主要技术指标:记录密度,存储容量,平均寻址时间,数据传输率,误码率P12511 循环冗余校验码CRC编码P145 例题4。

《计算机组成原理》重点归纳

《计算机组成原理》重点归纳
Te=
指令条数
MIPS×106
MFLOPS:表示每秒百万次浮点操作次数,用下式计算:
MFLOPS=
程序ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的浮点操作次数
程序执行时间×106
MIPS是单位时间内的执行指令数,所以MIPS值越高说明机器速度越快。
MFLOPS是基于操作而非指令的,只能用来衡量机器浮点操作的性能,而不能体现机器的整体性能。
《计算机组成原理》重点归纳
张齐整理
第一章
一、
超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机、单片机
二、计算机的性能指标
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,单位是字节/秒(B/S)。
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
利用率:表示在给定的时间间隔内,系统被实际使用的时间所占的比率,一般用百分比表示。
用1k*4的片子2114组成2k*8的存储器需4个芯片
地址线——(211=2048)需11根(片内10根,210=1024,片选1根)
数据线——8根控制线——IO/ M和WR
六、只读存储器
七、
1.存储器的模块化组织
一个由若干个模块组成的主存储器是线性编址的。这些地址在各模块中有两种安排方式:顺序方式、交叉方式
为提高访问效率:命中率h越接近1越好,r值以5—10为宜,不宜太大。命中率h与程序的行为、cache的容量、组织方式、块的大小有关
例:CPU执行一段程序时,cache完成存取的次数为1900次,主存完成存取的次数为100次,已知cache存取周期为50ns,主存存取周期为250ns,求cache/主存系统的效率和平均访问时间。
CPU对cache写未命中时:为包含欲写字的主存块在cache分配一行,将此块整个拷贝到cache后在cache中对其进行修改;拷贝主存块时虽已读访问到主存,但此时并不对主存块修改,统一地将主存写修改操作留待换出时进行

计算机组成原理复习提纲复习资料版

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《计算机组成原理》复习提纲第一章:绪论1、存储程序概念(基本含义)。

P3⑴计算机(指硬件)应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成;⑵计算机内部采用二进制来表示指令和数据;⑶将编好的程序和原始数据事先存入存储器中,然后再启动计算机工作2、冯·诺依曼计算机结构的核心思想是什么?存储程序控制3、主机的概念(组成部件是哪些?)中央处理器(运算器和控制器)和主存储器4、计算机的五大基本部件有哪些?输入设备,输出设备,存储器,运算器,控制器5、冯·诺依曼结构和哈佛结构的存储器的设计思想各是什么?P9程序存储、程序控制冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。

指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置。

哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。

CPU首先到指令存储器中读取指令内容,译码后得到数据地址,再到相应的数据存储器中读取数据,并进行下一步的操作(通常是执行)Cache和主存储器分别是采用的哪种设计思想?Cache采用哈佛结构,主存储器采用冯.诺依曼结构6、计算机系统是有软件系统和硬件系统组成的。

7、现代个人PC机在总线结构上基本上都采用的是单总线结构,根据所传送的信息类型不同又可分为哪三类总线?地址总线,数据总线,控制总线第二章:数据的机器层表示1、定点小数表示范围(原码、补码)原码定点小数表示范围为:-(1-2-n)~(1-2-n)补码定点小数表示范围为:-1~(1-2-n)2、定点整数表示范围(原码、补码)原码定点整数的表示范围为:-(2n-1)~(2n-1)补码定点整数的表示范围为:-2n ~(2n-1)3、浮点数表示范围PPT374、规格化的浮点数5、阶码的移码表示6、IEEE 754浮点数标准本章复习范围为ftp上第二章的作业题的1、2、3、4题。

第三章:指令系统1、指令的基本格式(OP字段和地址字段组成)。

(完整版)计算机组成原理重点整理

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一.冯·诺依曼计算机的特点1945年,数学家冯诺依曼研究EDVAC机时提出了“存储程序”的概念1.计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成2.指令和数据以同等地位存放于存储器内,并可按地址寻访。

3.指令和数据均用二进制数表示。

4.指令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在存储器中的位置。

5.指令在存储器内按顺序存放。

通常,指令是顺序执行的,在特定条件下,可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。

6.机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。

二.计算机硬件框图1.冯诺依曼计算机是以运算器为中心的2.现代计算机转化为以存储器为中心各部件功能: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、运行以及处理运算结果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(鼠标键盘)。

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(打印机显示屏)。

计算机五大子系统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,两大不见往往集成在同一芯片上,合起来统称为中央处理器(CPU)。

把输入设备与输出设备简称为I/O设备。

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。

CPU与主存储器合起来又可称为主机,I/O设备又可称为外部设备。

主存储器是存储器子系统中的一类,用来存放程序和数据,可以直接与CPU交换信息。

另一类称为辅助存储器,简称辅存,又称外村。

算术逻辑单元简称算逻部件,用来完成算术逻辑运算。

控制单元用来解实存储器中的指令,并发出各种操作命令来执行指令。

ALU和CU是CPU的核心部件。

I/O设备也受CU控制,用来完成相应的输入输出操作。

计算机组成原理考研知识点非常全汇编

计算机组成原理考研知识点非常全汇编

计算机组成原理考研知识点-非常全汇编一、计算机系统概述1.计算机的基本组成:计算机硬件系统、计算机软件系统、操作系统。

2.计算机的主要性能指标:运算速度、存储容量、输入输出能力、数据传输速率。

3.计算机的应用和发展趋势:人工智能、大数据、云计算、物联网等。

二、运算方法1.数值数据的表示:二进制数、十进制数、十六进制数、非数值数据的表示:字符、图形、音频、视频等。

2.运算方法:二进制数的运算、十进制数的运算、浮点数的运算、逻辑运算。

三、存储系统1.存储器的分类和特点:半导体存储器、磁表面存储器、光存储器。

2.内存储器的组成和编址方式:单元地址、字地址、字节地址、位地址。

3.外存储器的组成和特点:硬盘、U盘、移动硬盘等。

四、指令系统1.指令的组成和格式:指令操作码、指令地址码。

2.指令的分类和功能:算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令等。

3.寻址方式:立即寻址、直接寻址、间接寻址等。

五、中央处理器1.CPU的组成和功能:运算器、控制器、寄存器组。

2.CPU的工作原理:指令的读取和执行、指令流水线技术。

3.CPU的性能指标:吞吐量、响应时间、时钟频率等。

六、输入输出系统1.I/O设备的分类和特点:键盘、鼠标、显示器等。

2.I/O接口的分类和功能:数据缓冲区、控制缓冲区、状态缓冲区等。

3.I/O方式:程序控制I/O、中断I/O、直接内存访问。

七、总线与主板1.总线的分类和功能:数据总线、地址总线、控制总线。

2.总线的基本组成和特点:单总线结构、多总线结构。

3.主板的组成和功能:芯片组、BIOS芯片、总线扩展插槽等。

八、并行计算机的组成和工作原理1.并行计算机的分类和特点:多处理器系统、分布式系统。

2.并行计算机的组成和工作原理:并行处理机、并行存储器等。

3.并行计算机的性能指标:并行度、吞吐量、响应时间等。

《计算机组成原理》期末考试复习要点

《计算机组成原理》期末考试复习要点

《计算机组成原理》期末考试复习要点《计算机组成原理》期末考试复习要点一、试题类型:填空题、选择题、简答题二、重点章节第二、三、四、五章三、复习要点与模拟题㈠数据表示、运算1.进制转换;原码、反码和补码的表示⑴.将十进制数+107/128和-52 化成二进制数,再写出各自的原码、补码、反码表示(符号位和数值位共8位)⑵.将十进制数一0.276和47化成二进制数,再写出各自的原码、补码、反码表示(符号位和数值位共8位)。

⑶.(21)10=( )2=( )8=( )16⑷.x=一0.100l [x]原=( ) [x]补=( ) [-x]=( )⑸.y=0.010l [Y]原=( ) [Y]=( ) [—Y]补=( ) [Y—X]补=( )考核知识点:1)进制的转换2)定点整数、小数的三种码表示3)技巧:●将107转换成二进制后小数点移位(128=27)先写成8位,再转换成原码、反码、补码,如:-52先写成–0110100,再转换成原码10110100、反码11001011、补码11001100 2.有权码与无权码的判断与推导⑴.(27)10=()BCD⑵复习指导书P11第2小题考核知识点1)BCD码是最基本的有权码,也称8421码或二-十进制码。

BCD码实际上是十进制编码,只不过每一个编码用4位二进制数来表示,如35=(00110101)BCD 注意与35的二进制表示是100011两者有区别。

2)其它有权码(一般4位)见书P72表2.9,判断推导过程见复习指导书P133.补码加减运算及溢出判断用补码运算方法计算x十Y=?并判断结果是否溢出(采用双符号位)。

(1) x=0.10ll Y=0.1100(2)x=一0.1011 Y=0.1001解:(1) [x]补=00.1011, [Y]补=00.110000.1011十 00.110001.0111因结果双符号相异,有溢出(2) x=一0.1011 Y=0.1001·.· [x]补=11.010l [Y]补=00.100ll1.010l十 00.100l11.1110因结果双符号相同,不溢出考核知识点1)补码(双符号位)的表示2)溢出的概念与判断4.浮点数加减运算设A=-0.101101*2-3 , B=0.101001*2-2,首先将A、B表示为规范化的浮点数,要求阶码用4位(包括阶三符号位)用移码表示,尾数用8位(含浮点数的符号位)原码表示;再写出A+B的计算步骤和每一步的运算结果。

计算机组成原理复习

计算机组成原理复习

计算机组成原理复习1.简述运算器和控制器的主要功能运算器的主要功能是完成算数运算和逻辑运算;控制器的主要功能是对指令译码,并产⽣相应的控制信号。

2.简述输⼊设备和输出设备的基本功能输⼊设备将⼈们书序的信息(数字.字符、⽂字、图形、图像、声⾳)形式转换成计算机能接受并识别的信息(⼆进制信息)形式,输出设备则将计算机内部信息形式转换成⼈们熟悉的信息形式。

.3.算术运算和逻辑运算个包括那些运算操作?算术运算对数据进⾏算数操作,包括加减乘除四则:运算和数据格式转换;逻辑运算按位对数据进⾏与或⾮异或和移位等操作。

4.机器语⾔汇编语⾔⾼级语⾔有何区别?机器语⾔是⼀种⽤⼆进制代码表⽰的计算机语⾔,机器可以直接执⾏⽤机器语⾔编写的程序。

汇编语⾔是⼀种⽤助记符表⽰的与机器语⾔⼀⼀对应的语⾔,⽤汇编语⾔编写的程序需经过汇编后才能执⾏。

⾼级语⾔是⼀种接近⼈类⾃然语⾔的与计算机结构⽆关的语⾔,⽤⾼级语⾔编写的程序要经过解释和编译才能执⾏。

5.什么是指令?什么是程序?指令是机器完成某种操作的命令,典型的指令包括操作码和地址码两部分。

操作码⽤来指出执⾏什么操作(如加、传送),地址码⽤来指出操作数在什么地⽅、程序是有序指令的集合,⽤来解诀某⼀特定问题。

6.存储器中存储的数据和指令是怎么区分的?在存储程序的计算机中,指令和数据都是以⼆进制的形式存放在存储器中。

从存储器中存储的内容本⾝看不出它是指令还是数据,因为它们都是⼆进制代码。

计算机在读取指令时把从存储器中读到的信息都看作是指令,⽽在读取数据时则把从存储器中读到的信息都看作是操作数,所以为了不产⽣混乱,在进⾏汇编程序设计时要注意区分存储器中的信息是程序还是数据,⽽⽤⾼级语⾔设计程序⼀般不会产⽣上述问题。

7.寄存器的功能是什么?寄存器在运算时⽤于保存运算数据和中间运算结果,以提⾼运算速度。

此外,寄存器还可以存放指令、指令地址、程序运⾏状态等。

寄存器还可以作为数据缓存。

8.编译程序和解释程序的区别是什么?编译程序和解释程序的作⽤都是将⾼级语⾔程序转换成机器语⾔程序,但转换的过程不同。

计算机组成原理复习概要知识点

计算机组成原理复习概要知识点

计算机组成原理重点P18-20 原码、补码、反码、、转换对于正数,数值部分与真值形式相同;对于负数,其数值部分为真值形式按位取反,且在最低位加1。

P23 定点表示法定点小数、整数范围理解若机器字长有n+1位,则:原码定点小数范围为:-(1-2-n)~(1-2-n) 补码定点小数表示范围为:-1~(1-2-n)若机器字长有8位,则:原码定点小数范围为:-(1-2-7)~(1-2-7) 补码定点小数表示范围为:-1~(1-2-7)P27 移码注意偏置值、尾数[X]移=偏置值+XP31 浮点数X规格化的最小正数=2-1×2-2k X规格化的绝对值最小负数= -(2-1+2-n)×2-2k例1:将(100.25)10转换成短浮点数格式。

⑴十进制数→二进制数(100.25)10=(1100100.01)2⑵非规格化数→规格化数1100100.01=1.10010001×26⑶计算移码表示的阶码(偏置值+阶码真值)1111111+110=10000101⑷以短浮点数格式存储该数。

符号位=0阶码=10000101尾数=10010001000000000000000短浮点数代码为0;100 0010 1;100 1000 1000 0000 0000 0000 表示为十六进制的代码:42C88000H。

例2:把短浮点数C1C90000H转换成为十进制数。

⑴十六进制→二进制形式,并分离出符号位、阶码和尾数。

C1C90000H=1;10000011;10010010000000000000000⑵计算出阶码真值(移码-偏置值)10000011-1111111=100⑶以规格化二进制数形式写出此数1.1001001×24⑷写成非规格化二进制数形式11001.001⑸转换成十进制数,并加上符号位。

(11001.001)2=(25.125)10所以,该浮点数=-25.125P35 汉字的表示国标码、区位码、机内码国标码=区位码(十六进制)+2020H 汉字机内码=汉字国标码+8080H P39 十进制8421码、2421码8421码又称为NBCD 码,其主要特点是: ⑴ 它是一种有权码,。

计算机组成原理期末复习资料汇总

计算机组成原理期末复习资料汇总

计算机组成原理?期末复习资料汇总一、名词解释微程序:是指能实现一条机器指令功能的微指令序列。

微指令:在机器的一个CPU周期,一组实现一定操作功能的微命令的组合。

微操作:执行部件在微命令的控制下所进展的操作。

加减交替法:除法运算处理中对恢复余数法来说,当余数为正时,商“1〞,余数左移一位,减除数;当余数为负时,商“0〞,余数左移一位,加除数。

有效地址:EA是一16位无符号数,表示操作数所在单元到段首的距离即逻辑地址的偏移地址.形式地址:指令中地址码字段给出的地址,对形式地址的进一步计算可以得到操作数的实际地址。

相容性微操作:在同一CPU周期中,可以并行执行的微操作。

相斥性微操作:在同一CPU周期中,不可以并行执行的微操作。

PLA:Programmable Logic Arrays,可编程逻辑阵列。

PAL:Programmable Array Logic,可编程阵列逻辑。

GAL:Generic Array Logic,通用阵列逻辑。

CPU:Central Processing Unit,中央处理器。

一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心和控制核心。

RISC:Reduced Instruction Set puter,精简指令系统计算机。

CISC:ple* Instruction Set puter,复杂指令系统计算机。

ALU:Arithmetic Logic Unit,算术逻辑单元。

CPU执行单元,用来完成算术逻辑运算。

二、选择题1.没有外存储器的计算机监控程序可以存放在(B)。

A.RAM B.ROM C.RAM和ROMD.CPU2.完整的计算机系统应包括〔D 〕。

A.运算器.存储器.控制器B.外部设备和主机C.主机和使用程序D.配套的硬件设备和软件系统3.在机器数〔BC 〕中,零的表示形式是唯一的。

A.原码B.补码C.移码D.反码4.在定点二进制运算器中,减法运算一般通过〔D 〕来实现。

A.原码运算的二进制减法器B.补码运算的二进制减法器C.原码运算的十进制加法器D.补码运算的二进制加法器5.*存放器中的值有时是地址,因此只有计算机的〔C〕才能识别它。

计算机组成原理复习提纲 总结

计算机组成原理复习提纲 总结

计算机系统概述1、建立整机概念、理解V on Neumann 计算机体系结构思想,以及按此思想设计的计算机组成部件和功能冯·诺依曼计算机的基本思想采用二进制形式表示数据和指令。

指令由操作码和地址码组成;将程序和数据存放在存储器中,使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行,自动完成计算任务。

这就是“存储程序”和“程序控制”(简称存储程序控制)的概念;指令的执行是顺序的,即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行,程序分支由转移指令实现。

计算机由存储器、运算器、控制器、输入和输出设备五大基本部件组成,规定了5部分的基本功能2、怎样区分存储器中存储的是数据还是指令?3、理解指令与程序的基本概念。

数据表示与运算器1.常用的进位计数制及其相互转换2.真值和机器数(原码、补码、反码、移码),正数与负数的各种机器码表示方法、特别是0的表示方法真值:现实中真实的数值机器数:计算机中用0和1数码组合表达的数值3.定点数(定点整整、定点小数)的表示范围4.浮点数的表示范围,特别是按照IEEE754标准的浮点数表示范围。

例1 某浮点数字长32位,其中阶码8位,以2为底,补码表示,尾数24位(含1位数符),补码表示。

现有一浮点数(AC5A3E00),请问它所表示的二进制真值是多少?以及该浮点数格式表示的最大正数为多少?最大负数为多少?5.定点数的加、减运算,特别是减法运算,将被减数变化为补码后进行加法运算。

6.溢出的判断(上溢、下溢)以及检验方法7.定点数的乘法运算。

(原码一位乘法、原码两位乘法、补码一位乘法、补码两位乘法)8.定点数的除法运算。

(原码一位除法【恢复余数法、不恢复余数法】、补码一位除法)9.浮点数的加减(对阶、尾数加减、规格化后舍入)、乘除运算10.校验技术:奇偶校验、海明校验、CRC(循环冗余校验)11.ALU的设计(串行进位、先行进位)存储器1.存储器的分类及其相关概念存储器在计算机中的作用分类:Cache、主存、辅存存储方式分类:RAM、ROM、SAM、DAM存储介质分类:半导体存储器、磁表面存储器、光存储器2.半导体随即存储器的工作原理,特别是静态存储器与动态存储器的工作原理及其比较。

(完整版)计算机组成原理知识点总结

(完整版)计算机组成原理知识点总结

第2章数据的表示和运算主要内容:(一)数据信息的表示1.数据的表示2.真值和机器数(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2.3 浮点数的表示和运算2.3.1 浮点数的表示(1)浮点数的表示范围•浮点数是指小数点位置可浮动的数据,通常以下式表示:N=M·RE其中,N为浮点数,M为尾数,E为阶码,R称为“阶的基数(底)”,而且R为一常数,一般为2、8或16。

在一台计算机中,所有数据的R都是相同的,于是不需要在每个数据中表示出来。

浮点数的机内表示浮点数真值:N=M ×2E浮点数的一般机器格式:数符阶符阶码值 . 尾数值1位1位n位m位•Ms是尾数的符号位,设置在最高位上。

•E为阶码,有n+1位,一般为整数,其中有一位符号位EJ,设置在E的最高位上,用来表示正阶或负阶。

•M为尾数,有m位,为一个定点小数。

Ms=0,表示正号,Ms=1,表示负。

•为了保证数据精度,尾数通常用规格化形式表示:当R=2,且尾数值不为0时,其绝对值大于或等于0.5。

对非规格化浮点数,通过将尾数左移或右移,并修改阶码值使之满足规格化要求。

浮点数的机内表示阶码通常为定点整数,补码或移码表示。

其位数决定数值范围。

阶符表示数的大小。

尾数通常为定点小数,原码或补码表示。

其位数决定数的精度。

数符表示数的正负。

浮点数的规格化字长固定的情况下提高表示精度的措施:•增加尾数位数(但数值范围减小)•采用浮点规格化形式尾数规格化:1/2≤M <1 最高有效位绝对值为1浮点数规格化方法:调整阶码使尾数满足下列关系:•尾数为原码表示时,无论正负应满足1/2 ≤M <1即:小数点后的第一位数一定要为1。

计算机组成原理复习要点及答案

计算机组成原理复习要点及答案

计算机组成原理课程复习要点1、总线、时钟周期、机器周期、机器字长、存储字长、存储容量、立即寻址、直接寻址、MDR、MAR等基本概念。

总线:连接多个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质。

在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信息,而多个部件可以同时从总线上接收相同的消息。

分为片内总线,系统总线和通信总线。

时钟周期:也称为振荡周期,定义为时钟频率的倒数。

时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。

在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。

机器周期:完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成存储容量:存储容量是指存储器可以容纳的二进制信息量,用存储器中存储地址寄存器MAR的编址数与存储字位数的乘积表示。

即:存储容量 = 存储单元个数*存储字长立即寻址:立即寻址的特点是操作数本身设在指令字内,即形式地址A不是操作数的地址,而是操作数本身,又称之为立即数。

数据是采用补码的形式存放的把“#”号放在立即数前面,以表示该寻址方式为立即寻址。

直接寻址:在指令格式的地址字段中直接指出操作数在内存的地址ID。

在指令执行阶段对主存只访问一次。

计算机系统:由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。

计算机硬件:指计算机中的电子线路和物理装置。

计算机软件:计算机运行所需的程序及相关资料。

主机:是计算机硬件的主体部分,由CPU和主存储器MM合成为主机。

CPU:中央处理器,是计算机硬件的核心部件,由运算器和控制器组成;(早期的运算器和控制器不在同一芯片上,现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE)。

主存:计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为计算机的主要工作存储器,可随机存取;由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。

存储单元:可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。

存储元件:存储一位二进制信息的物理元件,是存储器中最小的存储单位,又叫存储基元或存储元,不能单独存取。

计算机组成原理(重点知识总结)

计算机组成原理(重点知识总结)

第一章计算机系统概论1.冯•诺依曼计算机模型。

1)计算机由运算器、存储器、控制器和输入/输出五个部件组成;2)存储器以二进制形式存储指令和数据;3)存储程序工作方式;4)五部件以运算器为中心进行组织。

现代计算机以存储器为中心。

2.计算机系统性能指标:字长,主频,主存容量,RASIS特性,兼容性。

第三章系统总线1.总线是连接两个或多个功能部件的一组共享的信息传输线;一个部件发出的信号可以被连接到总线上的其他所有部件所接收。

总线按连接部件不同分为:片内总线、系统总线、通信总线。

系统总线按传输信息不同分为:数据总线(双向,其位数与机器字长和存储字长有关,总线宽度)、地址总线(由CPU输出,单向)、控制总线。

2.总线性能指标:(1)总线宽度:它是指数据总线的根数。

(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,单位为MBps(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: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。

(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。

3.总线裁决:决定哪个总线主控设备将在下次得到总线使用权的过程称为总线裁决。

•两类总线裁决方式:集中式和分布式集中式裁决方式:使用总线控制器;分布式裁决方式:控制逻辑分散在各个部件或设备中。

集中式裁决方式:链式查询,计数器定时查询,独立请求查询。

总线通信控制:同步通信(通信双方由统一时标控制数据传送)异步通信(采用应答方式,不互锁,半互锁,全互锁)。

第四章存储器1.存储器的主要性能指标容量,速度,价格。

存储器的分类2.按存储介质分类:1)半导体存储器(双极型和MOS型)2)磁表面存储器3)磁芯存储器4)光盘存储器按存取方式分类1)随机存储器2)只读存储器(静态SRAM,动态DRAM)3)串行访问存储器3.半导体只读存储器:掩膜只读存储器ROM可编程ROM(PROM)可擦除和编程的ROM(EPROM)电擦除电改写只读存储器(EEPROM)闪速存储器(flash memory)4.主存的指标存储容量,存储速度(时间和周期)和存储器带宽。

计算机组成原理期末复习资料要点

计算机组成原理期末复习资料要点

计算机组成原理期末复习资料(陆瑶编著)第一章计算机的系统概述(P1-8)1.1计算机的组成任务(P1)1.计算机系统由硬件和软件两个子系统组成;2.计算机系统结构主要有a、研究计算机系统硬件、软件功能的分配;b、确定硬件和软件的界面;c、完成提高计算系系统性能的方法;3.计算机的组成是按照计算机系统结构分配给硬件子系统的功能以及确定的概念结构,研究硬件子系统各组成部分的内部构造和相互联系,以实现机器指令集的各种功能和特性。

4.计算机实现是计算机组成的物理实现,即按计算机组成制定的方案,制作出实际的计算机系统,它包括处理器、主存、总线、接口等各部件的物理结构的实现,器件的集成度和速度的选择和确定,器件、模块、插件、底板的划分和连接,专用器件的设计,电源配置、冷却、装配等各类技术和工艺问题的解决等。

1.2计算机的硬件系统结构P2(1.2.1)5.电子数字计算机普遍采用冯·诺依曼计算机系统结构。

6. 主机:由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。

7. CPU:中央处理器,是计算机的核心部件,由运算器和控制器构成。

8.冯·诺依曼计算机系统结构由运算器、控制器、储存器、输入设备、输出设备5大部件组成,相互间以总线连接。

9.运算器的作用:计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。

运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、比较和传送等操作,亦称算术逻辑部件(ALU)。

(算数逻辑部件(ALU):用于完成各种算术运算和逻辑运算(主要用于条件判断、设备控制等)。

)10.控制器的作用:是计算机的指挥中心,负责决定执行程序的顺序,给出执行指令时机器各部件需要的操作控制命令.由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成,它是发布命令的"决策机构",即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

11储存器的作用:是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。

知识点 计算机组成原理

知识点   计算机组成原理

知识点计算机组成原理知识点-计算机组成原理计算机组成原理重要知识点第一章绪论一、冯.诺依曼思想体系――计算机(硬件)由运算器、控制器、存储器、输入输出设备五部分组成,存储程序,按地址出访、顺序继续执行二、总线的概念。

按传送信息的不同如何划分;按逻辑结构如何划分三、冯.诺依曼结构(普林斯顿结构)与哈弗结构的存储器设计思想四、计算机系统的概念,软件与硬件的关系、计算机系统的层次结构(实际机器与交互式机器)五、计算机的主要性能指标的含义(机器字长,数据通路宽度,主存容量,运算速度)六、cpu和主机两个术语的含义,完备的计算机系统的概念,硬件、软件的功能分割七、总线概念和总线分时共享资源的特点、三态门与总线电路第二章数据的机器层次表示一、真值和机器数的概念数的真值变为机器码时存有四种则表示方法:原码表示法,反码表示法,补码表示法,移码则表示码。

其中移码主要用作则表示浮点数的阶码e,以利比较两个指数的大小和对阶操作方式二、一个定点数由符号位和数值域两部分组成。

按小数点位置不同,定点数有纯小数和纯整数两种表示方法。

几种定点机器数的数值则表示范围。

三、浮点数浮点数的标准表示法:符号位s、阶码e、尾数m三个域组成。

其中阶码e通常用移码表示(其值等于指数的真值e加上一个固定偏移值)。

规格化浮点数(原码,补码则表示的规格化浮点数的区别)五、处理字符信息(符号数据即非数值信息),七、常用的bcd码:8421码、2421码、余3码、格雷码(有权码,无权码,特点)八、检错纠错码:奇偶校验(掌握奇偶校验原理及校验位的形成及检测方法),海明码的纠错原理(理解)第三章指令系统一、指令格式:指令的基本格式,指令的地址码结构(3、2、1、0地址指令的区别),非规整型指令的操作码(扩展览会操作码)二、编址方式(位,字节,字…)三、操作数串行方式――立即串行、轻易串行、间接串行、寄存器串行、寄存器间接串行、相对串行、基址寻址、变址寻址、页面寻址四、指令串行方式――顺序对串行方式、弹跳串行方式五、指令类型及功能六、不同的计算机的i/o指令差别很大,通常有两种方式:独立编址方式,统一编址方式第四章数值的机器运算一、为运算器构造的简单性,运算方法中算术运算通常采用补码加减法,原码乘除法或补码乘除法。

(完整版)计算机组成原理知识点总结

(完整版)计算机组成原理知识点总结

《计算机组成原理》(白中英)复习第一章计算机系统概论电子数字计算机的分类(P1)通用计算机(超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机)和专用计算机。

计算机的性能指标(P5)数字计算机的五大部件及各自主要功能(P6)五大部件:存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。

存储器主要功能:保存原始数据和解题步骤。

运算器主要功能:进行算术、逻辑运算。

控制器主要功能:从内存中取出解题步骤(程序)分析,执行操作。

输入设备主要功能:把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式。

输出设备主要功能:把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。

计算机软件(P11)系统程序——用来管理整个计算机系统应用程序——按任务需要编制成的各种程序第二章运算方法和运算器课件+作业第三章内部存储器存储器的分类(P65)按存储介质分类:易失性:半导体存储器非易失性:磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器按存取方式分类:存取时间与物理地址无关(随机访问):随机存储器RAM ——在程序的执行过程中可读可写只读存储器ROM ——在程序的执行过程中只读存取时间与物理地址有关(串行访问):顺序存取存储器磁带直接存取存储器磁盘按在计算机中的作用分类:主存储器:随机存储器RAM ——静态RAM 、动态RAM只读存储器ROM ——MROM 、PROM 、EPROM 、EEPROM Flash Memory高速缓冲存储器(Cache)辅助存储器——磁盘、磁带、光盘存储器的分级(P66)存储器三个主要特性的关系:速度、容量、价格/位多级存储器体系结构:高速缓冲存储器(cache)、主存储器、外存储器。

主存储器的技术指标(P67)存储容量:存储单元个数M ×每单元位数N存取时间:从启动读(写)操作到操作完成的时间存取周期:两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间,时间单位为ns。

存储器带宽:单位时间里存储器所存取的信息量,位/秒、字节/每秒,是衡量数据传输速率的重要技术指标。

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复习
第一章
1.计算机系统的组成
软件系统
硬件系统:五大部件;总线
冯·诺依曼思想
现代计算机的结构
2.总线:概念、特点、分类、结构
3.计算机系统的层次结构
4.软件与硬件的关系
5.计算机系统在速度、容量、价格方面的主要性能指标(MIPS,Mflops,CPI,CPU时间)
6.计算机系统的分类
重点:
计算机系统的组成的概念;各部件的作用;冯·诺依曼思想;计算机系统的层次结构的概念;软件与硬件逻辑上等效的概念。

计算机系统主要性能指标的计算
出题形式:
填空、选择、判断、简答
第二章
1.数制及数制转换
2.带符号数的表示:原码、反码、补码、移码以及各种码制与真值之间的转换
3.定点数的表示格式和数据表示范围
浮点数的表示格式和数据表示范围、浮点数的规格化数、原码/补码的规格化规则
4.IEEE 754标准浮点数的表示格式(32位单精度)、与真值之间的转换规则
5.非数值符号的表示:字符的ASCII码、字符串的存放方法;汉字编码的关系、汉字字库的容量计算
6.十进制数串的表示:BCD码、压缩的十进制数串
7.奇偶校验码、海明校验码、循环校验码的编码方法和校验方法;海明校验码码长的计算公式、各种校验码的
检错和纠错能力;校验码的检错、纠错能力与码距的关系
重点:
原码、反码、补码、移码以及各种码制与真值之间的转换方法;浮点数的规格化数、最大、最小数的表示;IEEE 754标准浮点数的表示规则、表示格式、IEEE 754标准浮点数与真值之间的转换;奇偶校验码、海明校验码(检一纠一、检二纠一)、循环校验码的编码方法;校验码的检错、纠错能力与码距的关系、海明校验码码长的计算公式、循环校验码的编码方法和校验方法、生成多项式的特点及对生成多项式的要求。

出题形式:
填空、选择、判断、计算★
第三章
1.定点补码加减运算规则、溢出判断方法、定点补码加减运算的逻辑电路、算术逻辑运算部件的工作原理
2.一位原码、补码的乘法运算规则以及乘法运算的硬件逻辑电路的结构和工作原理
3.一位原码/补码不恢复余数除法运算规则、布斯除法运算规则以及除法运算的硬件逻辑电路的结构和工作原理
4.阵列乘法器、阵列除法器的实现原理
5.浮点四则运算的方法和步骤
加减运算:求阶差、对阶、尾数加减、结果规格化、尾数的舍入规则
乘除运算:阶码加减、尾数乘除、结果规格化、尾数的舍入规则
6.逻辑运算、各类移位的规则
重点:
定点补码加减运算、溢出判断方法;一位原码、补码的乘法运算及硬件逻辑电路的结构;一位布斯除法的运算规则及除法运算的硬件逻辑电路;浮点四则运算的方法和步骤;移位计算。

出题形式:
填空、选择、判断、计算★(结合定点加减乘除算法,进行浮点四则运算)
第四章
1.存储器的基本组成:存储体、读写控制、地址寄存及译码电路、数据寄存器,
2.存储系统的层次结构,程序局部性原理
3.主存与CPU之间数据传送的控制方式:同步控制、异步控制
4.主存的主要性能指标:容量、速度(存取时间T A、存取周期T M、带宽的计算方法)、价格
5.半导体存储器的存储原理
SRAM、DRAM的存储原理;DRAM的刷新方式、如何计算DRAM的刷新周期
6.存储器与CPU的连接:芯片数的计算、地址、数据、控制线的连接、片选信号的产生、地址范围的确定(字
扩展、位扩展);当需要多种字长访存时的各种地址和片选信号的实现(涉及数据的整数边界问题)
7.Cache的工作原理:Cache的命中率的计算,Cache-主存系统的平均访问时间的计算,
8.主存与Cache之间的三种地址映射方式的实现原理和特点;Cache容量的计算(数据Cache和标识Cache
的容量计算);Cache-主存系统的平均访问时间的计算;Cache命中率的计算。

9.辅助存储器
磁表面存储器的存储原理、各种记录方式的特点、各种记录方式的评价标准(自同步能力、编码效率)磁盘的常用技术指标:容量、平均存取时间、数据传输率的计算
10.存储体系中单体多字并行存储器、多体交叉存储器的概念
重点:
存储器的基本组成;DRAM的刷新;主存的主要性能指标的计算;存储器与CPU的连接;Cache容量的计算;三种地址映射方式下主存块与Cache块的对应关系;多体交叉存储器带宽的计算。

出题形式:
填空、选择、判断、问答、计算、设计★(存储器与CPU的连接,多种字长访存时的各种地址和片选信号的实现)
第五章
1.指令的格式、指令中地址的格式、操作码的编码方式
根据操作码和地址码计算指令的条数
2.寻址方式
各种寻址方式中有效地址的计算方法
3.指令类型
完备的指令系统应具有的基本指令类型,各种指令的实现过程。

4.CISC和RISC系统的设计风格的特点
重点:
指令格式;寻址方式;各种指令的实现过程;CISC和RISC系统的设计风格的特点。

出题形式:
填空、选择、判断、问答、设计★(指令格式设计;寻址方式分析)
第六章
1.控制器的功能
2.指令的执行步骤
3.控制器组成部件:PC、IR、ID、操作信号形成部件等
4.控制器的组成方式:组合逻辑方式、微程序方式
5.控制器的控制方式:同步控制、异步控制、联合控制
控制器的时序:指令周期、机器周期、节拍、脉冲
6.CPU的结构、CPU中的基本寄存器
7.数据通路及指令流程分析
根据指令功能和CPU的数据通路结构写出指令流程、控制信号序列及一个指令周期的的访存次数
8.组合逻辑控制器的组成方式
9.微程序控制器
微程序控制基本概念:微命令、微操作、微指令、微程序、微周期、控制存储器
微程序控制器的组成方式
微指令的编译方式(微指令格式的设计方法):直接控制法、最短编码法、字段直接编码法
微程序的顺序控制方式:初始微地址的形成方式;后继微地址的形成方式:增量方式、断定方式
微指令的执行方式:串行/并行执行方式
微程序设计方法:水平性微指令、垂直型微指令
10.指令的执行方式:顺序方式、重叠方式、流水方式
11.流水线的分类:操作部件级、指令级和处理机级;单功能流水线和多功能流水线;静态流水线和动态流水线;线性流水线和非线性流水线
12.线性流水线的性能:流水线时空图,线性流水线的吞吐率、效率和加速比的计算。

重点:
控制器组成及组成方式;CPU中各寄存器的作用;指令流程分析;微指令的编译方式;微地址的形成方式;指令的执行方式;流水线的分类;线性流水线的性能分析计算。

出题形式:
填空、选择、判断、问答、设计★(指令流程分析;微指令格式设计)
第七章
1.总线的分类
2.总线的性能:带宽、宽度、时钟频率、负载能力
3.总线上的设备分类:总线主设备和总线从设备;总线源设备和总线目的设备;
4.总线仲裁的方法:集中仲裁和分布仲裁;并行仲裁和串行仲裁;集中式总线控制器的仲裁方式
5.总线的数据传输类型
重点:
总线上的设备分类;总线仲裁的方法。

总线带宽的计算。

出题形式:
填空、选择、判断、问答
第八章
1.外设的分类、作用、特点
2.主机与外设间的传送格式:并行传送、串行传送
3.主机控制外设的四个层次
4.键盘的工作原理
5.CRT、液晶显示器的工作原理,CRT、液晶显示器的性能指标;显存容量与显存带宽。

6.打印机分类,激光打印机的工作过程
重点:
硬件扫描和软件扫描键盘的工作原理;显示器的工作原理(CRT、液晶);显存容量与显存带宽的计算;激光打印机的工作原理。

出题形式:
填空、选择、判断、问答、计算
第九章
1.主机与外设的连接方式
2.接口的功能、组成、分类
3.I/O的寻址方式
4.I/O信息的传送方式
5.中断的功能和工作过程
中断请求、中断响应的条件,中断屏蔽、中断禁止、中断判优的条件,中断响应过程,向量中断的实现过程6.DMA的功能和工作过程
DMAC的组成
DMA传送方式:CPU暂停方式、周期挪用方式、交替访存方式
DMA控制方式下的数据传送过程:DMA预处理、数据交换操作、DMA后处理
DMA与中断的比较
7.I/O通道控制方式的基本概念
8.通道的类型:字节多路通道、选择通道、数组多路通道
9.I/O通道的工作原理
重点:
接口的功能;中断的功能和工作过程;向量中断的实现过程;DMA的功能和工作过程。

中断、DMA方式下数据传输的特点及性能计算;通道的类型。

出题形式:
填空、选择、判断、问答、计算、设计★。

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