四川大学计算机组成原理知识点
计算机组成原理基础知识梳理
计算机组成原理基础知识梳理计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的一个重要课程，涉及了计算机的硬件和软件方面的基础知识。
本篇文章将从计算机的五大基本组成部分入手，对计算机组成原理的基础知识进行梳理。
一、中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的大脑，负责执行所有计算机指令和控制计算机操作的过程。
它由运算器、控制器和寄存器等部件组成。
运算器负责进行数据运算和逻辑操作，控制器负责解析和执行指令，寄存器用于存储数据和指令。
1. 运算器：运算器主要包括算术逻辑单元（ALU）和累加寄存器（AC）。
ALU负责进行算术和逻辑操作，比如加法、减法、与、或等。
AC是一个特殊的寄存器，用于存放操作数和运算结果。
2. 控制器：控制器负责解析指令、产生控制信号和协调各个部件的工作。
它通过时钟信号来同步各个部件的操作，确保指令的顺序执行。
3. 寄存器：寄存器是一种高速存储器件，用于存储数据和指令。
它们与CPU更为接近，可以快速访问。
常见的寄存器包括程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、数据寄存器（DR）等。
二、存储器存储器是计算机用于存储数据和指令的设备，分为主存储器和辅助存储器两种。
1. 主存储器：主存储器是计算机中数据和程序的主要存放地点，也是CPU能直接访问的存储器。
常见的主存储器包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种。
- RAM：RAM是一种易失性存储器，即断电后数据会丢失。
它具有读写功能，用于临时存储数据和程序。
RAM可以按字节寻址，可以被CPU任意读写。
- ROM：ROM是一种只读存储器，其中存放的是永久性数据和程序，不会因为断电而丢失。
ROM的内容只能被读取，不能被修改。
2. 辅助存储器：辅助存储器是一种用于扩展计算机存储容量的设备，如硬盘、光盘和闪存等。
辅助存储器的容量大、速度慢，主要用于长期存储数据和程序。
三、输入输出设备输入输出设备用于实现计算机与外部环境之间的数据交互。
1. 输入设备：输入设备用于将外部信息输入计算机，如键盘、鼠标、扫描仪等。
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。
川大计算机组成原理第二章1
计算机中的信息分为：
数值型数据
数据信息
非数值型数据
控制信息
2.1 数据信息的表示方法
数值型数据的完整表示：
1. 2. 3.
采用什么进位计数制（逢几进位） 如何使符号数字化（机器数的编码方法） 如何处理小数点位置（定点表示、浮点表 示）
2.1.1进位计数制及转换
例： (101 .1) 2 1 2 0 2 1 2 1 2
2.2 字符的表示
一. ASCII码
“美国标准信息交换代码”(American Standard Code for Information Interchange)， 简称ASCII码。7位二进制编码，可表示27=128个 字符。 ASCII码中，编码值0～31不对应任何可印刷 （或称有字形）字符，通常称它们为控制字符，用 于通信中的通信控制或对计算机设备的功能控制。 编码值为32的是空格（或间隔）字符SP。编码值 为127的是删除控制DEL码。其余的94个字符称为 可印刷字符。
2.1.2 机器数的编码格式
3. 原码转换为补码 正数：补码表示与原码表示相同 负数：原码的符号位保持不变，其余各位 取反，末位再加1。 例：
[X]原 =1.1010 变反： 1.0101 末位加1： 1 [X]补 =1.0110
2.1.2 机器数的编码格式
4.补码转换为原码和真值 例： 见课本P30 例2-26
例2：0.375D =（ ）B
2.1.1进位计数制及转换
2. 二进制转化为十进制 规则：按权相加 例1：
3
(1011) 2 1 2 0 2 1 2 1 2
2 1
0
(11)10
计算机组成原理大学计算机基础知识详解
计算机组成原理大学计算机基础知识详解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，它涵盖了计算机的各个方面，包括硬件、软件及其相互关系。
本文将详细介绍计算机组成原理的基础知识，帮助读者全面了解计算机的构造和工作原理。
一、计算机组成原理概述计算机组成原理是研究计算机硬件和软件的基本原理与方法的学科。
它主要包括计算机的层次结构、指令系统、存储器层次结构、输入输出系统和总线结构等内容。
通过学习计算机组成原理，我们能够理解计算机是如何实现各种功能的，为后续深入学习计算机相关技术奠定基础。
二、计算机层次结构计算机层次结构是计算机系统中不同层次组件的抽象和划分，常用的计算机层次结构有冯·诺伊曼模型和哈佛模型。
在冯·诺伊曼模型中，计算机由中央处理器（CPU）、存储器和输入输出设备组成，通过总线进行数据传输。
哈佛模型相比之下，将程序存储器和数据存储器分开，可以同时进行指令的取指和数据的访问。
三、指令系统指令是计算机执行的基本单元，指令系统包括指令的格式、指令的编码方式和指令的执行方式。
常见的指令格式有固定长度指令格式和变长指令格式，前者每条指令都占用固定的存储空间，而后者根据指令的复杂程度进行变长存储。
指令的编码方式有二进制编码和助记符编码，前者直接使用二进制进行表示，后者使用助记符方便人们记忆和理解。
指令的执行方式有单周期执行、多周期执行和流水线执行等，不同的执行方式对计算机的性能有不同的影响。
四、存储器层次结构存储器层次结构是计算机中不同层次存储器的抽象和划分，常见的存储器层次结构包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储器等。
寄存器是CPU内部的存储单元，速度最快但容量较小。
高速缓存位于CPU与主存之间，是存储器的缓冲区，用于提高存取速度。
主存是计算机中用于存储数据和程序的主要存储器，是计算机可以直接访问的内存。
辅助存储器则是主存的扩展，用于存储大量的数据和程序，如硬盘、固态硬盘等。
五、输入输出系统输入输出系统是计算机与外部设备进行数据交互的桥梁，它包括输入设备、输出设备和通信设备。
四川大学计算机体系结构知识点
第一章1. 计算机系统的多级层次结构虚拟机：由软件实现的机器翻译：先把N+1级程序全部转换成N级程序后，再去执行新产生的N级程序，在执行过程中N+1级程序不再被访问。
解释：每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的N级指令，然后再去取下一条N+1级的指令，依此重复进行。
2. ①计算机系统结构：指的是计算机传统的软硬件的界面，即机器语言程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。
②计算机组成：指的是计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
③计算机实现：指的是计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。
④关系：同一种系统结构可以用不同组成来实现。
Flynn分类法把计算机系统的结构分为以下4类：⑴单指令流单数据流（SISD）：以同步方式在同一时间内执行不同的指令，eg.传统的顺序处理计算机⑵单指令流多数据流（SIMD）：以同步方式在同一时间内执行相同的指令eg.阵列处理机，Illiac-IV⑶多指令流单数据流（MISD）：以异步方式在同一时间内执行不同的指令⑷多指令流多数据流（MIMD）:以异步方式在同一时间内执行相同的指令Eg.多处理机4. 4个定量原理①以经常性事件为重点：对于大概率事件(最常见的事件)，赋予它优先的处理权和资源使用权，以获得全局的最优结果。
②※Amdahl定律：加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件的执行时间占系统总执行时间的百分比。
之比③6.7.8. 系列机：系列机是指由一个厂家或公司按照同一种系统结构而生产的一系列计算机。
它们具有相同的系统结构，但其组成和实现可能不同，性能参数和档次也会有所不同。
△系列机的4种软件兼容方式：向上兼容、向下兼容、向前兼容、向后兼容△向后兼容是一定要保证的，它是系列机的根本特征。
计算机组成原理-知识点汇总
《计算机组成原理》80个重要知识点汇总1、硬件包括中央处理器、存储器、外部设备和各类总线等。
1）中央处理器（处理器/CPU）：核心部件，用于执令的执行。
2）存储器:内存和外存3）外部设备（简称外设，也称I/O设备）：输入、输出设备。
4）总线：用于在部件之间传输信息。
2、软件1）系统软件: 操作系统（O/S）2）应用软件: 电子邮件、文字表格软件等。
3、计算机层次结构指令集体系结构ISA（简称体系结构或系统结构）：连接软件和硬件的一个“桥梁”，是一台计机可以执行的所有指令集合。
微体系结构（简称微架构）：具体实现的组织。
是由逻辑电路实现的，而逻辑电路又是按照特定的器件技术实现的。
编程语言低级语言：和运行计算机底层结构密切相关。
例：机器语言汇编语言：是一种机器语言的符号表示语言，通过用简短的英文符号和二进制代码建立对应关系。
高级语言：和底层计算机结构关联不大，大部分编程语言都是高级语言。
翻译程序：源程序→目标程序。
汇编程序：也称汇编器，将汇编语言源程序翻译成机器语言目标程序。
解释程序(解释器)：将源程序中的语句逐条解释，转换成机器指令执行。
编译程序(编译器)：将高级语言源程序翻译成汇编或机器语言目标程序。
4、冯诺依曼结构基本思想（1）采用“存储程序”工作方式。
存储程序: 指将编好的程序和原始数据送入主存并能自动执行的过程。
（2）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件组成。
运算器：进行算术和逻辑运算。
控制器：自动执行指令。
存储器：存放数据和指令输入、输出设备：便于操作人员使用计算机。
（3）计算机内部以二进制形式表示指令和数据。
5、冯诺依曼结构模型机通用寄存器组：由若干个通用寄存器组成，用于存放操作数或操作数的地址。
标志寄存器：用来存放ALU运算得到的一些标志信息。
程序计数器（PC）：用来存放将要执行的下一条指令的地址。
指令寄存器（IR）：用于存放从主存储器读出的指令。
主存地址：每个存储单元的唯一编号。
计算机组成原理背诵知识点
计算机组成原理背诵知识点
计算机组成原理涉及的知识点非常广泛，包括但不限于CPU、
存储器、输入输出设备、总线、指令系统、微程序控制、并行处理、操作系统等。
以下是一些常见的知识点：
1. CPU，中央处理器是计算机的核心部件，负责执行指令、数
据处理和控制计算机的操作。
2. 存储器，包括内存和外存，用于存储数据和程序。
3. 输入输出设备，键盘、鼠标、显示器、打印机等，用于与外
部世界进行交互。
4. 总线，连接各个部件的通信通道，包括数据总线、地址总线
和控制总线。
5. 指令系统，CPU执行的指令集合，包括数据传输、算术运算、逻辑运算等指令。
6. 微程序控制，控制指令执行的微操作序列，实现指令的解码
和执行。
7. 并行处理，利用多个处理器同时处理任务，提高计算机的性能。
8. 操作系统，管理计算机硬件和软件资源，提供用户界面和服务。
以上是计算机组成原理中的一些常见知识点，涉及到硬件和软件方面的内容。
希望这些信息能够帮助您更好地理解计算机组成原理。
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。
计算机组成原理知识点总结
计算机组成原理知识点总结1.计算机系统结构：计算机系统由硬件和软件两个部分组成。
硬件包括中央处理器（CPU）、内存、存储、输入输出设备等；软件包括系统软件和应用软件。
计算机的基本组成包括控制器、运算器、存储器和输入输出设备。
2.布尔代数和逻辑运算：布尔代数是一种逻辑运算的数学体系，计算机的工作原理是基于逻辑运算的。
布尔代数的基本运算有与、或、非、与非等。
逻辑电路是基于这些布尔运算的组合与设计电路，并且逻辑门是构成逻辑电路的基本元件，包括与门、或门和非门等。
3. 数据表示和编码方式：计算机内部使用二进制表示和存储数据。
十进制数可以转换为二进制数，通过位于和非显示十进制数。
计算机采用不同的编码方式来表示字符和数据，例如ASCII码、Unicode等。
4.计算机中的算术运算：计算机进行算术运算包括加法、减法、乘法和除法等。
算术运算是通过逻辑运算和位操作实现的，例如加法器、乘法器和除法器。
5.存储器层次结构：存储器是计算机中用于存储和访问数据的设备。
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。
存储器的访问速度和容量呈反比，存储器层次结构的设计目标是在速度和容量之间找到一个平衡点。
6.输入输出设备：计算机通过输入输出设备与外部世界交互，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
输入输出设备通过中断机制和设备控制器实现与CPU的数据交换。
7.中央处理器：中央处理器是计算机的核心，执行指令并控制计算机的运行和运算。
中央处理器由控制器和运算器组成，控制器负责解释和执行指令，运算器负责算术和逻辑运算。
8.指令的执行过程：计算机按照程序顺序依次执行指令，指令的执行过程包括取指令、解码、执行和访存。
指令集架构是计算机硬件和软件交互的接口。
9.总线和IO结构：总线是计算机内部各个部件之间传输数据和信号的通道，包括地址总线、数据总线和控制总线。
IO结构包括存储器映射IO和端口映射IO两种方式。
10.中断和异常处理：计算机中断是指暂停当前程序的执行，转而执行其他程序或处理异常情况。
计算机组成原理知识点总结
计算机组成原理知识点总结1. 引言计算机组成原理是计算机科学和工程领域的基础学科，它涉及计算机系统的设计和功能实现。
本文档旨在总结计算机组成原理的核心知识点，为读者提供一个清晰的学习框架。
2. 计算机系统概述2.1 计算机的定义与分类2.2 计算机的发展历程2.3 计算机系统的组成3. 数据的表示与处理3.1 数制与编码3.2 定点数与浮点数的表示3.3 数据的运算方法3.4 逻辑运算与逻辑电路4. 指令系统4.1 指令格式与指令类型4.2 指令的执行过程4.3 指令集体系结构4.4 程序的编写与执行5. 存储系统5.1 存储器的层次结构5.2 主存储器与辅助存储器5.3 缓存存储器5.4 虚拟存储器6. 中央处理器（CPU）6.1 CPU的功能与组成6.2 时钟与同步6.3 算术逻辑单元（ALU）6.4 控制单元（CU）6.5 寄存器与寄存器组7. 输入/输出系统7.1 I/O接口的作用与分类7.2 轮询与中断7.3 直接内存访问（DMA）7.4 人机交互设备8. 总线与互连网络8.1 总线的概念与分类8.2 总线协议与标准8.3 互连网络的设计9. 并行组织与流水线9.1 并行处理的概念9.2 流水线的基本原理9.3 超标量与超级流水线9.4 并行处理的挑战10. 性能评估10.1 性能指标10.2 阿姆达尔定律10.3 性能提升策略10.4 能效比的重要性11. 结论本文档总结了计算机组成原理的关键知识点，旨在为读者提供一个全面的理解框架。
通过掌握这些知识点，读者将能够更好地理解计算机系统的工作原理和设计原则。
12. 参考文献[1] Patterson, D. A., & Hennessy, J. L. (2017). Computer Organization and Design MIPS Edition: The Hardware/Software Interface. Morgan Kaufmann.[2] Stallings, W. (2015). Computer Organization and Architecture. Pearson Education.[3] Tanenbaum, A. S., & Austin, T. (2012). Structured Computer Organization. Pearson.请注意，本文档是一个简化的总结，实际的计算机组成原理课程可能会包含更多的细节和深入的讨论。
计算机组成原理复习资料整理
本文档是四川大学历年考试题部分集合.不包括计算题.名词解释（每个3分，共15分）2. 微操作:是指令序列中最基本的、不可再分割的动作。
3、进位链：进位传递的逻辑结构形态很像链条，因此常将进位传递逻辑称为进位链。
++4、码距：将各合法码字（非出错的码字）间的最小距离称作这种码字的码距。
+5、高速缓冲：是为了提高cpu的访存速度,在cpu和主存之间设置的一级速度很快的存储器,容量较小,用来存放cpu当前正在使用的数据和程序.7、软硬件逻辑等价：对用户而言，软硬件功能上等价。
8、断定方式：一种直接给定微地址与测试判定微地址相结合的方式。
12、位密度：是沿磁化轨道方向，单位长度内所记录的二进制位数，单位为bpi15、虚拟存储技术：就是把内存与外存有机的结合起来使用，从而得到一个容量很大的“内存”，这就称之为虚拟存储。
17、中断源：引起中断的原因，或者能够发出中断请求信号的来源18、上溢：上溢是当一个超长的数据进入到缓冲区时，超出部分被写入上级缓冲区，上级缓冲区存放的可能是数据、上一条指令的指针，或者是其他程序的输出内容，这些内容都被覆盖或者破坏掉。
21、溢出：运算结果超出表示范围+22、三级时序系统：组合逻辑控制器由工作周期，时钟周期，工作脉冲构成三级时许系统25、虚拟机：通过配置软件，扩充机器功能后所形成的计算机++26、同步控制方式：同步控制方式是指各项操作由统一的时序信号进行同步控制。
27、道密度:是沿磁化半径方向，单位面积内所记录的二进制位数31、规格化浮点数：指浮点数的尾数部分用带符号定点小数表示，当R=2时，尾数的绝对值满足0.5=<|M|<1（即小数点后第一位不为零）的浮点数称为规格化浮点数。
++32、接口：泛指两个部件的交接部分。
33、微程序：由若干条微指令组成一段微程序，用来解释执行一条机器指令。
34、虚拟存储器：依靠操作系统的支持来实现的，为用户提供一个比实际内存大的可访问存储器空间，即在软件编程上可使用的存储器，称为虚拟存储器。
计算机组成原理复习资料整理
计算机组成原理复习资料整理本文档是四川大学历年考试题部分集合.不包括计算题.名词解释（每个3分，共15分）2. 微操作:是指令序列中最基本的、不可再分割的动作。
3、进位链：进位传递的逻辑结构形态很像链条，因此常将进位传递逻辑称为进位链。
++4、码距：将各合法码字（非出错的码字）间的最小距离称作这种码字的码距。
+5、高速缓冲：是为了提高cpu的访存速度,在cpu和主存之间设置的一级速度很快的存储器,容量较小,用来存放cpu当前正在使用的数据和程序.7、软硬件逻辑等价：对用户而言，软硬件功能上等价。
8、断定方式：一种直接给定微地址与测试判定微地址相结合的方式。
12、位密度：是沿磁化轨道方向，单位长度内所记录的二进制位数，单位为bpi15、虚拟存储技术：就是把内存与外存有机的结合起来使用，从而得到一个容量很大的“内存”，这就称之为虚拟存储。
17、中断源：引起中断的原因，或者能够发出中断请求信号的来源18、上溢：上溢是当一个超长的数据进入到缓冲区时，超出部分被写入上级缓冲区，上级缓冲区存放的可能是数据、上一条指令的指针，或者是其他程序的输出内容，这些内容都被覆盖或者破坏掉。
21、溢出：运算结果超出表示范围+22、三级时序系统：组合逻辑控制器由工作周期，时钟周期，工作脉冲构成三级时许系统25、虚拟机：通过配置软件，扩充机器功能后所形成的计算机++26、同步控制方式：同步控制方式是指各项操作由统一的时序信号进行同步控制。
27、道密度:是沿磁化半径方向，单位面积内所记录的二进制位数31、规格化浮点数：指浮点数的尾数部分用带符号定点小数表示，当R=2时，尾数的绝对值满足0.5=<|M|<1（即小数点后第一位不为零）的浮点数称为规格化浮点数。
++32、接口：泛指两个部件的交接部分。
33、微程序：由若干条微指令组成一段微程序，用来解释执行一条机器指令。
34、虚拟存储器：依靠操作系统的支持来实现的，为用户提供一个比实际内存大的可访问存储器空间，即在软件编程上可使用的存储器，称为虚拟存储器。
计算机组成原理的基础知识
计算机组成原理的基础知识计算机组成原理是计算机科学中最基础的学科之一，它研究了计算机的各个部件之间的相互关系和工作原理。
了解计算机组成原理的基础知识对于理解计算机的运行机制和性能优化至关重要。
本文将介绍计算机组成原理的几个基础知识点。
一、计算机的五大基本组成部分计算机由五大基本组成部分构成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
1. 运算器：负责进行算术和逻辑运算，包括加法、减法、乘法、除法等。
2. 控制器：控制整个计算机系统的运行。
它从存储器中读取指令，解释并执行它们。
3. 存储器：用于存储数据和指令。
存储器可以分为主存储器和辅助存储器两种类型。
4. 输入设备：用于将外部数据输入到计算机系统中，如键盘、鼠标、扫描仪等。
5. 输出设备：用于将计算机处理后的结果输出给用户，如显示器、打印机、音响等。
二、冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构是现代计算机体系结构的基础。
它由冯·诺依曼于1945年提出，并成为现代计算机的基本原则。
冯·诺依曼体系结构包含了四个基本要素：存储器、运算器、控制器和输入/输出。
1. 存储器：冯·诺依曼体系结构中，数据和指令都存储在同一个存储器中，以二进制形式表示。
2. 运算器：负责执行算术和逻辑运算，处理数据和指令。
3. 控制器：控制整个计算机系统的运行，根据指令从存储器中读取并执行相应的操作。
4. 输入/输出：负责将数据和结果输入到计算机系统，以及将计算机处理后的结果输出给用户。
三、指令类型及其执行计算机的指令可以分为三种类型：数据传输指令、算术运算指令和逻辑运算指令。
1. 数据传输指令：用于将数据从一个地方传输到另一个地方。
例如，将数据从存储器传输到寄存器，或者将数据从输入设备传输到存储器。
2. 算术运算指令：用于进行算术运算，如加法、减法、乘法和除法等。
3. 逻辑运算指令：用于进行逻辑运算，如与、或、非等。
逻辑运算主要用于比较和判断。
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。
四川省考研计算机系统结构复习资料计算机组成原理重点概念总结
四川省考研计算机系统结构复习资料计算机组成原理重点概念总结计算机系统结构复习资料-计算机组成原理重点概念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，也是研究计算机硬件和软件的基础。
在四川省考研中，计算机系统结构是考生需要重点复习的内容之一。
本文将从计算机组成原理的角度出发，总结了一些重点概念，帮助考生进行复习。
一、计算机组成原理概述计算机组成原理是研究计算机硬件和软件基本组成、结构、功能和工作原理的一门学科。
它包括计算机的体系结构设计、指令系统设计、数据传输与存储、输入输出系统设计等内容。
计算机系统结构是计算机组成原理的一个重要方面，它描述了计算机各个部分之间的关系以及数据传输与控制的过程。
二、重点概念总结在复习计算机组成原理时，有一些重点概念需要加以理解和掌握。
1. 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构是一种计算机系统结构，它包括五个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
冯·诺依曼体系结构将指令和数据存储在同一存储器中，并通过控制器依次执行指令，实现计算机的基本功能。
存储系统是计算机的核心组成部分，它由主存储器和辅助存储器两部分组成。
主存储器用于存储当前执行的程序和数据，辅助存储器则用于长期存储大量数据和程序。
3. 指令系统指令系统是计算机执行指令的规范和集合，它定义了计算机所能执行的指令的种类、格式和功能。
指令系统是计算机的基本功能之一，不同的计算机有不同的指令系统。
4. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心组成部分，它包括运算器和控制器。
运算器用于执行算术和逻辑运算，控制器用于控制指令的执行和数据传输。
5. 输入输出系统输入输出系统是计算机与外部设备之间进行数据交换的接口。
它包括输入设备、输出设备和接口电路。
输入设备用于将外部数据输入到计算机系统中，输出设备用于将计算机处理的数据输出到外部。
6. 总线总线是计算机内部各个部件之间传输数据和控制信号的通道。
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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第一章1.诺依曼体制的主要思想：①采用二进制代码表示信息②采用存储程序工作方式（核心概念）③计算机硬件系统由五大部件（存储器、运算器、控制器、输入\出设备）组成2.:高速缓存，为解决与主存之间的速度匹配而设置的存储器。
位于和主存之间，速度可以与一样快，存放的是最近就要使用的程序和数据，容量较小。
3.总线：一组连接多个部件的公共信号线，可以分时地接收与发送各部件的信息。
4.通道：也称为通道控制器，能够执行专用的通道命令，是管理操作的控制部件。
5.从组成角度划分的层次结构模型：6.虚拟机：一般是指通过配置软件，扩充机器功能后形成的一台计算机，而实际硬件在物理功能上并不具备这种语言功能。
7.软硬件逻辑等价：在计算机中，有许多功能可直接由硬件实现，也可在硬件支持下依靠软件实现，对用户而言，在功能上是等价的。
这种情况称为软硬件在功能上的逻辑等价。
例如，乘法运算可由硬件乘法器实现，也可以在加法器与移位器的支持下，通过执行乘法子程序实现。
8.固件：微程序类似于软件，但被固化在只读存储器中，属于硬件的范畴，称为固件。
9.字长：基本字长一般是指参加一次定点运算的操作数的位数。
基本字长影响计算机精度、硬件成本，甚至指令系统的功能。
10.数据通路宽度：指数据总线一次能并行传送的数据位数，它影响计算机的有效处理速度。
11.数据传输率：是指数据总线每秒钟传送的数据量，也称为数据总线的带宽。
数据传输率=总线数据通路宽度×总线时钟频率/8（）第二章1.计算机中的信息分为两大类，一类是计算机处理的对象，称为数据；另一类是控制计算机工作的信息，称为控制信息。
相应地，在计算机工作时将存在数据流、控制流两类信息流。
2.在原码表示中，真值0可以有两种不同的表示形式，分别称为+0和-0.对于整数原码，表示的数的范围是3.在补码表示中，数0只有一种表示方法00 0对于定点整数补码，表示的数的范围是4.所谓浮点数的规格化，就是通过移动尾数，使尾数M绝对值的最高位数字为1。
即M满足1/2≤<1时，这个浮点数就是规格化的数。
1）对于原码，规格化后，尾数的最高数字位必须为1 。
正数：0.1××……×负数：1.1××……×2）对于补码，规格化后，尾数的符号位与最高数字位必须相反。
正数：0.1××……×负数：1.0××……× (-1/2除外:1.100……0）5.移码：是一种专门用于浮点数阶码表示的码制，采用这种表示方法可以更加方便地比较两数阶码的大小。
6.指令的基本信息：操作码与地址码7. 显地址：如果在指令代码中明显地给出地址，例如在指令中写明主存储器单元地址码或是寄存器号，则这种地址称为显地址。
隐地址：如果地址以隐含的方式约定，而指令中并不给出该地址码，则这种隐含约定的地址就称为隐地址。
简化地址结构的基本途径就是使用隐地址。
通常以寄存器或堆栈作为隐含地址。
8.浮点数的表示范围.字长8位，3位表示阶码，5位表示尾数，只考虑绝对值。
则浮点机的表示范围是*0.0001 ~ *0.1111 即1/128 ~ 7.5同样字长，定点机的表示范围是0.0000001 ~ 0.1111111 即1/128 ~ 127/128结论：相同字长，浮点数的表示范围远大于定点数。
8.固定长度操作码：操作码位数一定且位置固定。
可变长操作码：当指令的地址部分位数较多时，让操作码的位数少些；当指令的地址部分位数减少时，可让操作码的位数增多，以增加指令的种类，这称为扩展操作码。
10.由于寄存器数远少于主存储器的单元数，所以指令中存放寄存器号的字段位数也就大大少于存放地址码所需位数，采用寄存器寻址方式或其他以寄存器为基础的寻址方式，可以大大减少指令中一个地址的位数，从而有效地缩短指令长度。
采用隐地址可以减少指令中地址的数目，与减少地址的位数的不同的概念。
练习：1、试比较下列各数对中的两个数的大小：（1）（2001）10和（2001）8（2）（0.115）10和（0.115）16（3）（0.625）10和（0.505）8答（1）（2001）10 >（2001）8（2）（0.115）10 >（0.115）16（3）（0.625）10 <（0.505）82、已知一个正数+9和一个负数-9，分别求出它们的原码，补码和反码（8位）。
答：（9）10=（1001）2 （-9）10=（-1001）2 [X]原=00001001 [Y]原=10001001[X]反=00001001 [Y]反=11110110[X]补=00001001 [Y]补=111101113、将-0.0100110表示成定点数（8位）及浮点规格化数（阶码4位，尾数8位，各含1位符号位），对于定点数请用原码、补码、反码的形式表示；对于浮点数请用原码、补码、反码的形式表示。
答：定点数：浮点数：[X]原=1.0100110；原码：1001;1.1001100[X]反=1.1011001；补码：1111;1.0110100[X]补=1.1011010；反码：1110;1.01100114.设指令系统指令字长是12位，每个地址长3位，该指令系统有一地址、二地址和三地址三种格式。
假设该指令系统有6条三地址指令，12条二地址指令，请问一地址指令有多少条？答：指令字长是12位，每个地址长3位。
6条三地址指令，12条二地址指令。
5.某计算机指令字长16位，每个地址是6位，指令有零地址、一地址和二地址三种格式，设有二地址指令N条，零地址指令M条，试问一地址指令最多有多少条？答：指令字长16位，每个地址是6位；二地址指令N条，零地址指令M条设一地址指令有X条（（）*）*得：（）**选择题：1. 判断下列描述是否正确（1）扩展操作码是操作码字段中用来进行指令分类的代码。
(×,通过扩展标志来进行分类)（2）通用寄存器间接寻址方式中，操作数处在内存单元中。
2.为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（）。
A、立即寻址B、变址寻址C、间接寻址D、寄存器寻址3. 如果按变址方式读取操作数，则有效地址是指（）。
A、指令中直接给出的地址B、变址计算获得的地址C、变址寄存器中存放的地址D、基址寄存器中存放的地址4.隐含寻址的指令中不明确给出操作数地址，而是隐含的指定，通常以堆栈或寄存器作为隐含地址。
5.在堆栈操作中，如果出栈指令x 的操作定义为：M（x）←M （）；←（）-1,则入栈指令x 应定义为（）。
A、M（）←M（x）；←（）＋1B、M（）←M（x）；←（）－1C、←（）＋1；M（）←M（x）D、←（）－1；M（）←M（x）6.不改变指令而能够改变操作数地址的寻址方式是间接寻址方式。
7.指令系统采用不同的寻址方式的目的是（）A.实现存储程序和程序控制B.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性C.可直接访问外存D.提供操作码的功能并降低指令译码的难度8. 二地址指令中，操作数的物理位置不可能采取的形式是（）A.寄存器-寄存器B.寄存器-存储器C.存储器-立即数D.寄存器-锁存器9. 单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用（）A.堆栈寻址方式B.立即寻址方式C.隐含寻址方式D.间接寻址方式答案：1.（1）错（2）对 2. D 3. B 4. 操作数地址寄存器号或堆栈5. C6. 间接寻址7. B8. D9. C第三章1.的主要功能是执行指令、控制完成全机各项操作。
包括运算操作、传送操作、输入/出操作等。
2.：程序状态字寄存器用来记录现行程序的运行状态和指示程序的工作方式。
3.：地址寄存器用来存放被访单元的地址。
：数据缓冲寄存器用来存放和主存之间交换的数据。
这两个寄存器不能编程访问，对用户是透明的。
4.运算部件：由输入逻辑、算术运算部件、输出逻辑三部分构成的两大功能：既是运算处理部件，也是内数据传送通路的中心。
5.同步控制方式：是指用统一发出的时序信号（周期、节拍、脉冲等）对各项操作进行同步控制。
特点：时钟周期作为基本的时序单位，一旦确定，便固定不变。
优点：时序关系简单，时序划分规整，控制不复杂，控制部件在结构上易于集中，设计方便。
缺点：在时间上安排可能不合理，时间的利用不经济。
6.异步控制方式：是指各项操作不受统一时序信号的约束，而是根据实际需求安排不同的时间。
特点：在异步控制所涉及的操作范围内，没有统一的时钟周期划分和同步定时脉冲。
优点：时间安排紧凑、合理，能按不同部件、不同设备的实际需要分配时间。
缺点：控制比较复杂。
（很少在内部或者设备内部采用异步控制方式）采用应答方式的应答双方分别称作从设备、主设备，主设备是指能够申请并且掌握总线控制权的设备；从设备是指响应主设备要求的设备，从设备不能掌握总线权。
7.组合逻辑控制器：采用组合逻辑控制方式的控制器叫做组合逻辑控制器。
每组微命令都需要一组逻辑电路，全机所有的微命令所需的逻辑电路就构成了微命令发生器。
执行指令时，由组合逻辑电路（微命令发生器）在相应的时间发出微命令，控制有关操作。
这种产生微命令的方式就是组合逻辑控制方式.组合逻辑控制器主要包括微命令发生器、指令寄存器、程序计数器、状态字寄存器、时序系统等部件。
8.微程序控制器：采用微程序控制方式的控制器称为微程序控制器。
所谓微程序控制方式是指指令不由组合逻辑电路产生，而是由微指令译码产生。
一条机器指令往往分为几步执行，将每一步操作所需的若干微命令以代码的形式编写在一条微指令中，若干条微指令组成一段微程序，对应一条机器指令。
9.直接程序传送方式（程序查询方法）：在现行程序中通过执行指令来实现数据的传送，由于启动外设和数据交换均在同一段程序中进行，因此在启动外设后只能查询外设的状态，等待外设准备好或完成一次操作，再用指令与外设进行数据交换。
10.程序中断方式：收到随机中断请求后，暂时中止现行程序的执行，转去执行为该事件服务的中断处理程序，处理完毕后自动恢复原程序的执行。
适用于中、低速的操作。
11.传送方式:是指直接依靠硬件在主存与设备之间传送数据的一种工作方式，在传送期间不需要执行程序进行干预。
传送速度快，传送操作简单，适用于高速外部设备与主存之间的简单批量数据传送。
12.串行加法器：用一个加法器来实现n位相加并行加法器：用多位全加器一步实现多位数同时相加，所用的全加器的位数与操作数的位数相同。
13.进位链：进位传递的逻辑结构形态好像链条，因此将进位传递逻辑称为进位链。
14.溢出：如果运算结果超出表示范围，称为溢出溢出判断：只有同号数相加才可能产生溢出。
00——结果为正，无溢出11——结果为负，无溢出01——结果正溢10——结果负溢下溢：当一个浮点数的阶码小于机器所能表示的最小阶码时，称为下溢。