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。

2.原理：a.机器周期信号的产生b.时序控制信号的产生

流水线的基本概念：

1.指令的解释方式：顺序、重叠和流水三种

2.流水线的性能指标：吞吐率、加速比和效率

流水线不能连续工作的原因与对策

1.编译形成的程序不能发挥流水线的作用。需要在编译程序上下功夫，提高编译程序的性能。

2.存储器供应不足以满足连续流动所需的指令和数据.。预取与缓存技术，Cache技术，多体交叉技术

3.因为出现了“相关”情况（主要是数据相关）。后推法，定向技术

4.遇到了程序转移指令。猜测法，预取转移目标，加快和提前形成条形码，推迟转移和加快短循环程序等存储器的分类和主要技术指标：

1.分类：主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器

2.半导体存储器的主要技术指标：容量，速度

磁表面存储器的主要技术指标：存储密度，存储容量，寻址时间

半导体存储器：

1.只读存储器（ROM）非易失性半导体存储器：

只读存储器（ROM）、可编程的只读存储器（PROM）、可擦除的只读存储器（EPROM）、

可用电擦除的可编程存储器（EEPROM）、快擦除读写存储器（FlashROM）

2.随机存储器（RAM）易失性半导体存储器：

静态存储器（SRAM）、动态存储器（DRAM）

半导体存储器的扩展技术：

1.位扩展：将多片存储器的地址、片选、读写端相应并联，数据端单独引出

2.字扩展:将芯片的地址线、数据线、读写端相应并联，由片选信号来区分各芯片的地址范围

存储系统的层次结构：

“Cache—主存—辅存”三级存储层次

接口：就是主机与外设连接的桥梁，由它来完成CPU与外设之间信息的传递

外围设备和接口合称为I/O系统，接口又称设备控制器，适配器

端口：是指接口电路内可由程序员通过选择进行读写的那些寄存器地址

I/O接口与I/O设备之间的数据传送方式：

I/O接口与I/O设备之间的数据传送方式是由外设决定的：

1.无条件传送方式

2.同步传送方式

3.应答方式

CPU与I/O接口之间的数据传送方式：

通常称为输入输出的控制方式。

无条件传送方式，查询传送方式，中断方式和直接存储器存取（DMA）方式

中断：由I/O设备或其他非预期的急需处理的事件引起的，使CPU暂时停止现在正在执行

的程序，而转至另一程序。处理完后再返回原程序。

总线的基本概念

在计算机系统中，各个部件之间传送信息的公共通路称为总线。通常总线是从两个或两个以上源部件传送信息到一个或多个部件的一组信息传输线

总线的分类：

1.按数据传送方式：并行传输总线、串行传输总线

2.按连接部件的不同：片内总线、系统总线、通信总线

3.按总线传输的信息不同：数据总线、地址总线、控制总线

总线标准：

1.总线标准就是总线连接的规范

2.特性：机械特性、电气特性、功能特性、时间特性

8、总线的主要技术参数

总线周期、总线宽度、总线通信方式（分为同步通信，异步通信）、总线时钟频率、

总线带宽（标准传输率）【总线带宽=（总线宽度/8）*总线工作频率】