计算机组成原理复习笔记学习资料
计算机组成原理专业复习知识(doc 11页)
计算机组成原理专业复习知识(doc 11页)第一章 1、计算机的性能指标：吞吐量、响应时间、利用率、处理机字长、总线宽度、存储器容量、存储器带宽、主频/时钟周期、CPU执行时间、CPI、MIPS、MFLOPS。
2、字长：通常把组成一个字的二进制位数叫做字长。
3、数据字：如果某字代表要处理的数据，则称为数据字。
4、指令字：如果某字为一条指令，则称为指令字。
5、系统总线：系统总线是构成计算机系统的骨架，是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路。
6、计算机系统的层次结构：计算机通常由五个以上不同的级组成，每一个级都能进行程序设计：第一级是个微程序设计级或者逻辑电路级。
这是一个实在的硬件级，由硬件直接执行。
第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由微程序解释机器指令系统。
这一级也是硬件级。
第三级是操作系统级，它由操作系统程序实现。
这些操作系统由机器指令和广义指令组成，广义指令是操作系统和解释的软件指令，所以这一级也称为混合级。
第四级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性。
这一级由汇编程序支持和执行，如果应用程序采用汇编语言编写时，则机器必须要有这一级的功能；如果应用程序不采用汇编语言编写，则这一级可以不要。
第五级是高级语言，它是面向用户的，为方便用户编写应用而设置的。
这一级由各种高级语言编译程序支持和执行。
7、通用计算机分为：超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机、单片机六类，其结构复杂性、性能、价格依次递减。
8、计算机的硬件：是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、流向运算器。
第二章 1、计算机中常用的数据表示格式有两种：一种是定点格式，一种是浮点格式。
定点格式通常将数据表示成纯小数或者纯整数。
2、浮点数的表示方法：（N）R=M×R e中的e值是可变的。
3、数字机器码的表示：原码、补码、反码、移码。
4、校验码分为奇校验和偶校验。
奇校验位C非定义偶校验码C的定义为：5、补码加法的公式：[X]补+[Y]补=[X+Y]补6、为了判断“溢出”是否发生，可采用两种检测方法。
计算机组成原理复习提纲复习资料版
《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）。
计算机组成原理复习资料
计算机组成原理复习资料计算机组成原理复习资料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，它涵盖了计算机硬件和软件的基本原理和结构。
在学习这门课程时，我们需要掌握计算机的各个组成部分以及它们之间的相互作用。
下面将从计算机的基本组成、存储器、中央处理器、输入输出设备等方面进行复习总结。
一、计算机的基本组成计算机由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，而软件则包括操作系统、应用软件等。
计算机的基本工作原理是通过输入设备获取数据，经过中央处理器进行处理，最后通过输出设备将结果呈现给用户。
二、存储器存储器是计算机中用于存储数据和指令的地方。
主要包括内存和外存两种形式。
内存又分为主存和高速缓存，主存用于存储当前正在执行的程序和数据，而高速缓存则用于存储最常用的数据和指令，以提高计算机的运行速度。
外存则用于长期存储数据，如硬盘、光盘等。
三、中央处理器中央处理器是计算机的核心部件，负责执行各种计算和控制指令。
它由运算器、控制器和寄存器组成。
运算器用于执行各种算术和逻辑运算，控制器则负责控制指令的执行过程，而寄存器则用于存储中间结果和控制信息。
四、输入输出设备输入输出设备是计算机与外部世界进行交互的接口，用于将用户的输入转化为计算机可识别的数据，并将计算机的输出呈现给用户。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，而输出设备则包括显示器、打印机、音响等。
五、指令和指令系统指令是计算机中的基本操作单位，它用于告诉计算机要执行的具体操作。
指令系统是计算机中的指令集合，它定义了计算机可以执行的所有指令以及它们的操作码、寻址方式等。
不同的计算机有不同的指令系统，如x86、ARM等。
六、计算机的运行过程计算机的运行过程可以分为取指令、译码、执行和访存四个阶段。
首先，控制器从内存中取出一条指令，并将其送到译码器中进行译码。
然后，运算器根据指令的操作码进行相应的运算。
最后，结果被存储回内存或输出到外设。
计算机组成原理复习资料
计算机组成原理复习资料计算机组成原理复习资料1.何谓中断方式？它主要应用在什么场合？请举二例。
答：A、中断方式指：CPU在接到随机产生的中断请求信号后，暂停原程序，转去执行相应的中断处理程序，以处理该随机事件，处理完毕后返回并继续执行原程序；B、主要应用于处理复杂随机事件、控制中低速I/O； C、例：打印机控制，故障处理。
2.中断接口一般包含哪些基本组成？简要说明它们的作用。
答：A、地址译码。
选取接口中有关寄存器，也就是选择了I/O设备； B、命令字/状态字寄存器。
供CPU 输出控制命令，调回接口与设备的状态信息；C、数据缓存。
提供数据缓冲，实现速度匹配；D、控制逻辑。
如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。
3.简述中断隐指令及其功能；答：中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。
4.什么是中断嵌套？答：多级中断系统中，cpu在处理一个中断的过程中又去响应另一个中断请求；5.中断的过程与子程序调用的区别是什么？答（1）、中断的过程与中断时cpu正在运行的程序是相互独立的，它们之间没有确定的关系。
子程序调用是转入的子程序与正在执行的程序是同一个程序。
（2）中断一般是由硬件信号产生的，软中断除外，子程序调用是转移指令引起的。
（3）中断服务程序的地址是由硬件决定的，子程序调用是转移指令在地址码中指定子程序的地址；（4）中断过程要存储所有的状态信息，子程序调用时可以只保存pc的值；（5）中断程序的调用的过程包括确定产生中断的原因、对多个同时进行的中断裁决等，而在一般的子程序调用时没有这种操作；6.简述多重中断系统中CPU响应中断的步骤。
答：(1)、关中断。
暂时禁止所有中断；(2)、保护现场信息，包括保存pc的值；(3)、判别中断条件根据中断优先条件，从而确定中断服务程序的地址；(4)、开中断，设置cpu优先级为当前中断优先级，允许响应外部中断。
计算机组成原理知识点笔记
计算机组成原理知识点笔记第一课时1、指令分为操作码和地址码，操作码指明了操作类型，地址码指明了对哪两个数进行操作。
2、CPU的时钟频率也即是CPU的主频。
3计算机系统结构：概念性结构和功能特性。
是指硬件子系统的概念性结构和功能特性。
由指令系统所规定的所有属性，所以也称指令集体系结构。
主要研究计算机系统软件和硬件的功能分配，以及如何最佳地实现分配给硬件的功能。
例如：指令系统中是否包括乘法指令？4、计算机组织：也称计算机组成：计算机主要部件的类型、数量、组成方式、控制方式和信息流动方式以及相互连接而构成的而系统。
主要研究数据和指令的组织，数据的存取、传送和加工处理。
数据流和指令流的控制方式基本运算的算法例如：如何实现乘法指令？5计算机实现：计算机功能的物理实现。
6、加法指令执行速度因为加法指令能反映乘除等运算，而其他指令的执行时间也大体与加法指令相当。
7、CPI，执行一条指令所需时钟周期数，是主频的倒数。
8、等效指令速度法9存储器不仅能存放数据，而且也能存放指令，两者在形式上没有区别，但计算机应能区分数据还是指令。
10 有时我们说某个特定的功能是由硬件实现的，但并不是说不要编写程序，如乘法功能可由乘法器这个硬件实现，但要启动这个硬件（乘法器）工作，必须先执行程序中的乘法指令。
11 指令译码器是译指令的操作码。
而是在读出之前就知道将要读的信息是数据还是指令了12 在计算机领域中，站在某一类用户的角度，如果感觉不到某个事物或属性的存在，即“看”不到某个事物或属性，则称为“对xxxx用户而言，某个事物或属性是透明的”。
13程序控制器：（PC）是执行指令的机器。
14 机器字长定义为CPU中在同一时间内一次能够处理的二进制数的位数，实际上就是CPU中数据通路的位数15 浮点运算器的数据通路要宽得多。
16所以一般把定点运算器的数据通路宽度定为机器字长。
因为机器字长与内存单元的地址位数有关，而地址计算是在定点运算器中进行的。
白中英《计算机组成原理》(第5版)笔记和课后习题详解
白中英《计算机组成原理》（第5版）笔记和课后习题详解
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第1章计算机系统概论
1.1复习笔记
一、计算机的分类
1电子模拟计算机
模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。
2电子数字计算机
（1）概述
电子数字计算机是用数字来表示数量的大小，其特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。
（2）分类
①专用计算机
专用计算机是针对某一任务设计的计算机。
②通用计算机
通用计算机分类及区别如图1-1所示。
图1-1多核机、单片机、PC机、服务器、大型机、超级计算机之间的区别
3电子模拟计算机与电子数字计算机的区别
电子模拟计算机与电子数字计算机的主要区别如表1-1所示。
表1-1电子数字计算机与电子模拟计算机的主要区别
二、计算机的发展简史
1计算机的五代变化
①电子管计算机
②晶体管计算机
③中小规模集成电路计算机
④大规模和超大规模集成电路计算机
⑤巨大规模集成电路计算机
2计算机的性能指标
描述计算机性能的指标如表1-2所示
表1-2计算机性能指标
三、计算机的硬件
1硬件组成要素
数字计算机的主要组成部分可以表示为如图1-2所示。
图1-2数字计算机的主要组成结构
2运算器
运算器示意图如图1-3所示。
运算器的主要功能是进行加、减、乘、除等算术运算，也可以进行逻辑运算，因此通常称为ALU（算术逻辑运算部件），其运算方式为二进制。
图1-3运算器结构示意图。
计算机组成原理自学笔记
1.系统软件：标准程序库，语言处理程序，操作系统，服务性程序，数据库管理软件，网
络软件。
2.编译程序：全部语句翻译成机器语言之后再执行机器语言程序
解释程序：一条语句翻译成机器语言之后立即执行它。
3.存储单元：存放一串二进制代码存储字：存储单元中二进制代码的组合存
储字长：存储单元中二进制代码的位数
4.ir：存放当前欲执行的指令pc：存放当前欲执行指令的地址
5.机器字长：cpu一次能处理数据的位数，与cpu中寄存器的位数有关
第二章计算机的发展史
1．世界上第一台电子计算机ENIAC(1946)
第三章系统总线
1. 计算机系统的五大部件之间互相连接有两种方式：分散连接、总线连接。
分散连接：各部件之间使用单独的连线。
总线连接：各部件连接到一组公共信息传输线上。
2. 片内总线：芯片内部的总线
系统总线：计算机各部件之间的信息传输线
通信总线：连接各计算机或系统的通信
3. 总线宽度：数据线的根数
总线复用:地址线与数据线复用
信号线数：地址线、数据线和控制线的总和。
计算机组成原理笔记
计算机组成原理笔记在计算机组成原理中，我们学习了计算机的基本结构和工作原理，以及计算机各个部件之间的关系和功能。
1. 计算机的基本组成：计算机主要由中央处理器（CPU）、内存、输入/输出设备、存储器以及系统总线等部件组成。
其中，CPU是计算机的核心，负责执行各种计算和控制操作；内存用于存储程序和数据；输入/输出设备用于与外部环境进行信息的交互；存储器用于长期存储数据和程序；系统总线则是各个部件之间进行数据传输的通道。
2. 计算机的工作过程：计算机的工作过程可以分为取指令、执行指令和存储结果三个阶段。
首先，CPU从内存中取出指令，并将其送入指令寄存器中。
然后，CPU根据指令的类型和操作码，执行相应的操作，并将结果暂存入通用寄存器中。
最后，CPU将结果存储回内存，完成一次指令的执行过程。
3. 计算机各个部件之间的关系和功能：CPU与内存之间的关系是通过总线进行连接和通信的。
数据总线用于传输数据和指令，地址总线用于传输内存地址，控制总线用于传输控制信号。
CPU通过地址总线向内存发送读/写请求，并通过数据总线传输数据。
控制总线则负责传输各种控制信号，如时钟信号、读/写信号等。
4. 冯·诺依曼体系结构：计算机的设计理念和组织结构是基于冯·诺依曼体系结构的。
冯·诺依曼体系结构包括存储程序和数据的内存、用于执行指令的中央处理器、以及通过总线进行连接的各种设备。
这种体系结构的优势在于可以重用软件，提高计算机的灵活性和可扩展性。
5. 存储器的层次结构：计算机的存储器层次结构包括寄存器、缓存、主存和辅助存储器等层级。
寄存器位于CPU内部，是最快的存储器，用于存储指令和数据。
缓存位于CPU和主存之间，用于存储频繁使用的指令和数据，以提高访问速度。
主存是计算机中的主要存储器，用于存储程序和数据。
辅助存储器包括硬盘、光盘和闪存等，用于长期存储大量的数据和程序。
以上是关于计算机组成原理的一些基本概念和知识点的介绍。
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(第四版)复习重点及例子
计算机组成原理复习重点及要求第二章运算方法和运算器1．定点数的表示方法：掌握定点数的概念；掌握定点数的机器码表示（主要是原码、补码和移码）。
2．定点数的运算方法：掌握补码加减运算方法、溢出概念及检测方法。
3．定点运算器：掌握全加器的功能；掌握行波进位加减法器的结构及工作原理；理解多功能ALU的结构原理；掌握定点运算器的基本结构及其特点（包括单总线结构、双总线结构和三总线结构）。
4．浮点数的表示方法：掌握浮点数的概念；掌握浮点数表示的一般格式；掌握浮点数规格化表示的方法及其意义。
5．浮点数的运算方法：掌握浮点数的加减运算方法及步骤。
第三章存储系统1．理解多级存储器体系结构的意义及各级存储器的主要作用。
2．SRAM存储器：理解存储器芯片的逻辑结构（包括存储阵列、双译码方式、读写控制等）；掌握SRAM存储器芯片的外部引脚特征（包括地址、数据、控制引脚）；掌握SRAM存储器容量扩充方法（包括位扩展、字扩展、字位同时扩展，以及与CPU 的连接等）。
3．DRAM存储器：掌握DRAM存储器的存储原理；理解DRAM存储器的刷新问题及刷新方法；掌握DRAM存储器芯片的外部引脚特征。
4．ROM存储器：掌握ROM存储器的种类；掌握EPROM的擦、写特点。
5．Cache存储器：掌握cache存储器的作用及工作原理，理解程序局部性原理的意义；掌握cache－主存系统性能指标的计算方法（包括命中率、平均访问时间及效率）；掌握各种主存与cache的地址映射方式及其特点，理解各种映射方式下的主存与cache的地址格式及其各字段的含义；理解替换策略对cache存储器的意义。
6．虚拟存储器：掌握虚拟存储器的作用及相关概念；掌握各式虚拟存储器的工作原理及特点（包括页式、段式和段页式虚拟存储器）；掌握各式虚拟存储器的地址变换过程，掌握各自的虚地址格式及其各字段的含义。
第四章指令系统1．指令系统的基本概念：掌握机器指令、指令系统、系列机、CISC、RISC等概念。
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。
计算机组成原理复习手册
计算机组成原理复习资料（自行整理版）第一章：涵盖分值大概5分左右。
老师上课讲到的冯·诺依曼型计算机的组成结构是本次考试的考点，有可能考选择题，也有可能考简答题。
以及微机的结构以及原理，也是不可忽视的考点之一。
（简答题）：1、计算机硬件由哪些部分组成？答:第一种答案是由CPU，存储器以及I/O设备组成；第二种答案是变形题，提问是冯·诺依曼型计算机的硬件组成系统有哪些部分组成？这时候的答案则是运算器，控制器，存储器以及输入输出设备。
其实运算器以及控制器构成了CPU，所以本质上是一样的。
第三种答案是有6种电子器件，就是将输入输出设备写成适配器、系统总线和外部设备。
2、简述计算机系统的层次结构：答：一共有五层结构，分别是第一级微程序设计级或逻辑电路级（直接由硬件执行），第二级一般机器级（微程序解释机器指令系统），第三级操作系统级（操作系统），第四级汇编语言级（汇编程序），第五级高级语言级（编译程序）。
图在书本的第14页。
（选择题）1、完整的计算机应包括（D）A、运算器，存储器，控制器B、外部设备和主机C、主机和应用程序D、配套的硬件设备和软件系统2、冯·诺依曼机工作的基本方式特点是（B）。
A、多指令流单数据流B、按地址访问并顺序执行指令C、堆栈操作D、存贮器按内容选择地址3、运算器的核心部件是（A）。
A、算术逻辑单元ALUB、多路选择器C、通用寄存器D、输出三态门3、控制器、运算器和存储器合起来一般称为（D）。
A、I/O部件B、内存储器C、外存储器D、主机5、计算机硬件能直接识别和执行的语言是（C）。
A、高级语言B、汇编语言C、机器语言D、符号语言6、输入、输出设备以及辅助存储器一般统称为（A）A、I/O部件B、内存储器C、外存储器D、执行部件第二章：涵盖分值大概15分本章的重点在于一道计算题以及一到两道需要计算的选择题。
选择题需要注意的是IEEE754标准浮点数的规格化表示，数的机器码表示特点。
计算机组成原理期末复习笔记
计算机组成原理期末复习笔记系统软件:操作系统或管理程序、汇编程序、高级语言的编译或解释程序、故障诊断或检测程序, 系统调试程序,数据库管理系统按照信息的形式和处理方式分，计算机可以分为数字计算机和模拟计算机。
负责将高级语言的源程序翻译成目标程序的软件称为编译软件数据，地址，控制冯诺依曼机原理1.计算机完成任务是由事先编号的程序完成的；2.计算机的程序被事先输入到存储器中，程序运算的结果，也被存放在存储器中。
3.计算机能自动连续地完成程序。
4.程序运行的所需要的信息和结果可以通输入\\输出设备完成。
5.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备所组成；冯诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。
定点运算器只能用来定点数运算机器中用无符号数表示地址补码加减法是指操作数用补码表示，连同符号位直接相加减，减某数用加负某数的补码代替，结果的符号在运算中形成ASCII码用一个字节8位二进制位来表示一个十进制小数，转换成等值的n进制数时，可按整数部分除n取余小数部分乘n取整方法进行，小数转换不一定能算尽，只能算到满足要求的位数位数为止．某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用闪速存储器作为存储芯片。
存储单元是指存放一个字节的所有存储元的集合闪速存储器被称为固态盘相联存储器是指按内容指定方式进行寻址的存储器交叉存贮器实质上是一种模块式存贮器，它能并行执行多个独立的读写操作由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时间较长，因此机器周期通常用主存中读取一个指令字的最短时间来规定1闪速存储器特别适合于便携式微型计算机系统，被誉为固态盘而成为代替磁盘的一种理想工具主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构。
前者采用空间并行技术，后者采用时间并行技术奔腾CPU中L2 CACHE（二级缓存）的内容是L1 Cache（一级缓存）的子集。
计算机组成原理期末复习内容总结
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。
计算机组成原理笔记总结
计算机组成原理笔记总结
计算机组成原理是指计算机硬件的组成结构、工作原理、性能指标以及指令系统等方面的基础知识。
以下是计算机组成原理的一些重要内容和笔记总结：
1. 计算机的五大基本组成部分：中央处理器（CPU）、主存储器、输入设备、输出设备和外部设备。
2. 中央处理器（CPU）是计算机的核心，由算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器等组成。
3. 主存储器用于存储程序和数据，分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
4. 输入设备用于将外部数据或命令输入到计算机，包括键盘、鼠标、扫描仪等。
5. 输出设备用于将计算机处理结果输出给用户或其他设备，包括显示器、打印机、音响等。
6. 外部设备是连接计算机系统的外部设备，例如硬盘、光驱、USB设备等。
7. 指令系统是计算机硬件与软件之间的桥梁，是计算机程序的基础。
8. 计算机的工作原理是指计算机如何通过处理器执行指令、存
取数据等，包括取指令、译码指令、执行指令等步骤。
9. 性能指标是衡量计算机性能的指标，包括时钟频率、存储器容量、带宽、吞吐量等。
10. 计算机的发展历程经历了多个阶段，从第一代计算机的大
型机到现代个人计算机的微型机。
通过学习计算机组成原理，可以深入了解计算机的硬件组成、工作原理及其与软件之间的关系，为深入学习计算机体系结构、操作系统、编译原理等相关知识打下坚实的基础。
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计算机组成原理复习笔记计算机组成原理复习笔记前件知识：基本电路知识与、或、非、异或、与非、或非等如下表所示：第一章计算机系统概论1．计算机系统组成计算机系统组成：计算机组成原理由硬件系统与软件系统组成。
根据冯诺.依曼的存储程序控制原理由五大部件组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
软件系统：系统软件、应用软件摩尔定律：记住价格与时间成反比。
2．计算机系统性能指标字长（处理机字长）是指计算机处理器一次能够完成的二进制位数（16，32，64）。
MIPS是指计算机处理器每秒执行百万条指令。
3．计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构分为五级以下图所示：第二章 运算方法和运算器1.原码、反码、补码、移码的计算方法 性质 原码反码 补码 移码正数 原码反码补码一样移码主要用于表示浮点数中的阶码负数连同符号位一起使用二进制表示 除符号位以外其余位取反（0变1，1变0） 除符号位外其余位取反加1（性质等于在反码基础之上加1）零[+0]原=00...00 [-0]原=10...00 [+0]反=00...00 [-0]反=11...11 [+0]补=[-0]补=00 (00)补码的真值公式：将所有位上的数按基数2n-1（n 为数所在的位置）相乘后求出和，这个和的结果就是补码的真值。
计算某个数大于或小于某个值得条件。
例：[X]补=（01101）2,[Y]补=（11101）2。
则X 与Y 的十进制数是多少。
X=-0×24+1×23+1×22+0×21+1×20=8+4+1=（+13）10 Y=-1×24+1×23+1×22+0×21+1×20=-8+4+1=（-1）102．原码、反码、补码、移码的表示范围（n 位二进制位数） 码制 定点整数 定点小数 范围举例（n=8） 范围 原码-（2n-1-1）~+（2n-1--127~+127-（1-2-(n-1)）~+（1-2-(n-第5级 第4级 第3级 第2级 第1级浮点数的表示范围就省略了。
3．BCD和ASCLL码BCD：俗称8421码。
使用4位二进数才表现一位十进制数。
（4位）ASCLL码：用于表示字符。
（用一个字节八位来表示，只使用了七位。
最前后一位始终为0）.记住特殊的字符的ASCLL码值：4．校验码：奇偶校验奇偶校验（含校验码的个数） 110101 数奇校验奇数个1 110101 1偶校验偶数个1 110101 0奇偶校验提供奇数个错误检测，无法检测偶数个错误，更无法识别错误信息的位置。
5．变形补码与溢出判断溢出方法：（1）双符号位两个符号位异号，用异或门实现变形补码是判断溢出的一种检测方法。
采用变形补码后，任何正数，两个符号位都是“0”，任何负数，两个符号后都是“1”。
如果两个数相加后，在符号位中出现了“10”或“01”则说明溢出。
参考下表判断是否溢出。
（2）单符号位最高位的进位和符号位进位异号。
结果溢出判断依据下表所示：6．运算器（1）运算器是中央处理器的组成部分。
主要功能是完成计算机的算术运算与逻辑运算。
运算器的组成部件有：算术逻辑运算单元（ALU）、数据缓冲寄存器、通用寄存器、多路转换器和数据总线等逻辑构件。
（2）提高运算器高速性采用的措施：●先行进位●阵列乘除法●流水线（3）74181ALU（算术逻辑运算单元） :4位算术逻辑运算单元，支持16种逻辑运算、16种算术运算组内先行进位（4）74182CLA（先行进位发生器）先行进位部件，可以实现多组74181ALU的组间先行进位组合形式（5）ALU的设计：片内先行进位，片间串行进位。
16位ALU和32位ALU的设计。
（6）编址：字节编址与字编址字节编址：某计算机内存按字节编址，内存地址区域从44000H到6BFFFH，共有___(11)___K字节。
若采用16K×4bit的SRAM芯片，构成该内存区域共需___(12)___片。
算法为6BFFFH-44000H+1H=28000H=163840/1024=160K (1+F=16 逢十六进一,所以6BFFFH+1H=6C000H)内存按字节编址,这163839应该是Byte。
内存160K，8bit,采用16K×4bit的SRAM芯片，需要160/16×8/4=20片字编址：给出容量、字长，计算寻址范围例：字长32位，存储容量64KB，寻址范围 64KB/32=64K*8/32=16K按字编址的寻址范围是：0~64M。
也即0000000~3FFFFFFH计算步骤：256M字节=256*1024*1024*8位，按计算机按32位字长单字编址。
则单字的位数为32位，范围为（256*1024*1024*8位）/32位=64M。
此外若计算机按32位字长半字编址。
则半字的位数为16位，范围为（256*1024*1024*8位）/16位=128M计算机按32位字长双字编址。
则双字的位数为64位，范围为（256*1024*1024*8位）/64位=32M第三章多层次的存储器1．存储器的层次因为对容量大、速度快、成本低要要求，在一个存储器中要求同时兼顾这三方法是不容易的。
多级存储器体系结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器、外存储器，来解决这个矛盾。
CPU 可以直接访问内存储器（主存储器和cache），而不能直接访问外存储器（磁盘和光盘）。
2．外存和内存比较3．半导体随机读写存储器半导体随机读写存储器分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）的。
4．DRAM的两种刷新方式DRAM刷新方式：集中式刷新、分散式刷新；集中式刷新：每隔一段时间连接刷新所有行。
分散式刷新：每隔一段时间刷新一行。
5．主存的性能指标存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽。
存储容量：存储器中可以存放内容的存储单元总数。
存取时间：一次读/写的时间。
存储周期：存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔。
存储器带宽：单位时间内存取的信息量（b/s,B/s做量度）。
存取时间、存储周期、存储器带宽三个概念反映了主存的速度指标。
6．存储器扩展存储器容量的扩充主要有字长位数扩展和字存储容量扩展。
（1）字长位数扩展d=设计要求的存储器容量/已知芯片存储容量例：利用1MX4位的SRAM芯片，设计一个存储容量为1MX8位的SRAM存放器。
d=(1MX8)/(1MX4)=2(片)（2）字存储容量扩展例：利用1MX8位的DRAM芯片，设计2MX8位的DRAM存储器。
d=(2MX8)/(1MX8)=2(片)7.地址线与数据线一个512K×16的存储器，其地址线和数据线的条数地址线：512K=512*1024=29*210=219，所以地址线为19。
数据线：16就是数据线。
8．只读存储器和闪速存储器只读存储器（ROM）：掩模ROM，可编程ROM（EPROM和E2PROM）；闪速存储器：Flash存储器。
EPROM：光擦可编程的只读存储器E2PROM：电擦可编程的只读存储器9．提高存储器访问速度的方法：●双端口存储: 两套相互独立的读写电路●交叉存储：同时读写，顺序传送（流水）Cache：解决CPU和主存之间的速度匹配问题10．地址映射和替换算法11．虚拟存储器采用虚拟存储器的主要目的是扩大存储器空间，并能进行自动管理。
常用的虚拟存储器系统由哪两级存储器组成？主存——辅存第四章指令系统1．指令计算机程序：由一系统机器指令组成。
机器指令：被称为指令，由操作码字段（操作性质）与地址码字段（操作数，地址，结果等）组成。
介于微指令与宏指令之间。
每一条指令可以完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。
从操作数的物理位置来说，可将指令归结为三种类型：寄存器—寄存器型（RR）、寄存器—存储器型（RS）、存储器—存储器型（SS）2．指令系统3．计算机寻址方式4．程序控制类指令的功能是？答：程序控制指令用于程序执行流程的控制。
程序控制指令又称转移指令，主要是改变程序执行的顺序。
5．汇编语言特性：硬件相关、编制难度大、执行速度快。
第5章中央处理器 1．中央处理器中央处理器（CPU ）的作用：指令控制，操作控制，数据加工。
由运算器、控制器和寄存器组构成。
CPU 中的主要寄存器有：程序计数器（PC ）、指令寄存器（IR ）、地址寄存器（AR ）、缓冲寄存器（DR ），通用寄存器（R 0~R 3）、。
状态条件寄存器（PSW ）。
2．操作控制器3.指令周期指令周期是指CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间。
4．水平型微指令与垂直型微指令比较5．并行处理技术并行性：并发性是指两个以上的事件在同一时间间隔内发生。
一个m段流水线处理器提高的效率计算：第一条指令m，其他指令1，若有n条指令则m+(n-1)，效率mn/[m+n-1] 若n很大，则mn/[m+n-1]约等于mn/n，即m第六章总线系统1．系统总线总线是构成计算机系统的互联机构，是多个系统功能部件之间进行数据传递的公共通路。
2．总线仲裁方式3．单总线系统从信息流的传送效率来看，单总线系统工作效率最低。
4．同步通信比异步通信具有较高的传输频率的原因原因：用一个公共的时钟信号（统一时序信号）进行同步第七章外存与I/O设备1．磁盘存储器2．磁盘驱动器向盘片磁层记录数据时，采用的写入方式是串行的还是并行的？答采用的是并行。
第八章输入输出系统1．I/O控制方式2．DMA控制器与CPU分时使用内存时，通常采用那几种方法？答：停止CPU访问、周期挪用、DMA和CPU交替访存。
采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用一个存储周期的时间。
计算题：1、负整数原码表示，反码表示，补码表示和移码表示（用8位二进制表示，并设最高位为符号位，真值为7位）。
例如：-12解题思路：原码：先将十进制数换算成二进制表示。
将其使用八位二进制进行表示，并将最高位设置为符号位，如正数是0表示，负数为1。
这样表示出来的是原码。
反码：正数的反码为原码。
负数为原码除符号以外其余位取反（原来为1的，反码中则为0，否则为1）。
补码：正数的补码为原码。
负数为反码+1。
注意溢出的判断（参考上面的解释）。
移码：正数与负数的移码都为补码符号位取反之后表示。
根据上述求解过程得出：[-12]原=10001100;[-12]反=11110011;[-12]补=111110100;[-12]移=01110100;2、已知X=(1100)2,Y=(-1101)2,用变形补码计算X+Y、 X-Y，并指出是否溢出。
解题思路：先把X，Y原码，补码求出。
并在在补码中使用两来来表示符号位进位情况。
使用两个数进行相加结果两位符号进位中出现”01”和”10”则出现溢出情况。