计算机组成原理思维导图
《计算机原理》读书笔记思维导图
第1章 数字设备中数和字符的 表示方法
01
1.1 微型 计算机概 述
02
1.2 数和 数制
03
1.3 有符 号二进制 数的表示 方法及溢 出问...
04
1.4 定点 数和浮点 数
06
1.6 ASCII字 符代码
05
1.5 二进 制编码的 十进制数
本章小结
1.7 其他常用的 编码举例
习题1
1.1.2 微型计算 机的分类
04
7.4 常用 网络设备
06
习题7
05
本章小结
7.1.1 键盘
7.1.2 鼠标
7.2.2 LCD显示 设备
7.2.1 显示设备
7.2.3 打印机
7.3.1 磁表面存 储原理
7.3.2 硬磁盘存 储器
7.3.3 光盘存储 器
7.3.4 固态盘存 储器
7.4.1 串行 通信接口与 MODEM的
2.1.3 单片机的 组成
2.2.1 MPU 1
的结构
2
2.2.2 运算器
3
2.2.3 控制器
4
2.2.4 寄存器
5 2.2.5 指令系
统
2.3.1 存储器的 分类
2.3.2 存储器的 地址信息
2.3.3 存储器的 组织和管理
2.3.4 各种寻址 方式
第3章 中央处理器
3.1 中央处理 1
器的功能及组 成
6.3.1 串行通信 基本概念
6.3.3 通用串行 总线（USB）
6.4.1 概述
6.4.2 8251A可编 程串行通信 接口
6.5.1 简单 的并行输入 与输出接口
6.5.2 并行 通信接口 8255A
计算机输入输出系统思维导图
缓冲的引入（原因）
解决数据粒度不匹配的问题
即在 U计算的时候，将数据数据输入到缓冲 区(大小取决与T和C的大小)
多个缓冲区 多个指针
即允许 U连续工作（T不断） 组成
单缓冲区 双缓冲区
Ge u 过程 R ea u 过程
使用
同步问题
环形缓冲区（专为生产者和消费者打造）
由空缓冲区链接而成F( m )，L( m )分别指向 该队列首尾缓冲区
瓶颈问题
数组多路通道
含有多个非分配型子通道，前两种通道的组合， 通道利用率较好
原因;通道不足
解决办法：增加设备到主机间的通路，而不增加 通道（结果类似 S触发器）
中断机构和中断处理程序
中断
分类
中断（外部触发）
对外部I/O设备发出的中断信号的响应
陷入（内部原因：除0）
由 U内部事件引起的中断
中断向量表（类比51单片机）
中断程序的入口地址表
中断优先级
对紧急程度不同的中断处理方式
对多中断源的处理方式
屏蔽中断 嵌套中断
测定是否有未响应的中断信号
中断处理程序
保护被中断进程的 U环境 转入相应的设备处理程序
中断处理
恢复 U 的现场并退出中断
设备驱动程序
是I/O进程与设备控制器之间的通信程序，又由 于它常以进程的形式存在，故以后就简称为设备 驱动进程
对数据所进行的I/O操作，已从对低速设备演变 为对输入井或输出井中的数据存取。
po n 技术是对脱机输入/输出系统的模拟
输入/输出井
输入/输出缓冲区 输入/输出进程
主要组成
井管理程序
提高了I/O的速度
假脱机系统（ po n ）
王道计组第五章中央处理器思维导图脑图
处理取指周期、间址周期、中断周期的微指令序列通常是公用的。执行周期的微 指令序列各不相同
工作原理
取指周期的微指令序列固定从#0 开始存放。执行周期的微指令序列的存放根据指 令操作码确定
程序vs微程序﹔指令vs微指令;主存储器vs控制器存储器(CM);MAR vs CMAR;MDR vsCMDR;PCvs uPC;lR vs ulR
1.后一相关指令暂停一周期 2.资源重复配置：数据存储器+指令存储器
解决办法
1.结构因素（资源冲突）
数据相关指在一个程序中，存在必须等前一条指令执行完才能执行后一条指令的 情况，则这两条指令即为数据相关
1.把遇到数据相关的指令及其后续指令都暂停一至几个时钟周期，直到数据相关 问题消失后再继续执行。可分为硬件阻塞(stall)和软件插入“NOP”两种方法。
取指周期
将MAR所指主存中的内容经数据总线送入MDR，记做M(MAR)→MDR
将MDR中的内容（此时是指令）送入IR，记做：(MDR)→IR
CU发出控制信号，形成下一条指令地址，记做(PC)+1→PC
垂直型微指令
微指令的格式
优点：微指令短，简单，规整，便于编写微程序
缺点：微程序长，执行速度慢，工作效率低
在垂直型基础上增加一些不太复杂的并行操作 微指令较短，仍便于编写；微程序也不长，执行速度加快
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6.3.3 乘法运算 6.3.4 除法运算
6.4.2 浮点乘除 法运算
6.4.1 浮点加减 运算
6.4.3 浮点运算 所需的硬件配置
6.5.1 ALU 电路
6.5.2 快速 进位链
第7章 存储器系统及其层次结 构
01
7.1 概 述
02
7.2 半 导体存储 器
04
7.4 辅 助存储器
06
思考题和 习题
成
4.2.2 控制 器的硬件实 现方法
4.3.1 时序系统 4.3.2 控制方式
4.3.3 指令运行 的基本过程
4.3.4 指令的微 操作序列
01
4Байду номын сангаас4.1 微程序控 制的基本 概念
02
4.4.2 微指令编 码法
03
4.4.3 微程序控 制器的组 成和工作 过程
04
4.4.4 微程序入 口地址的 形成
2.1 计算机中的 数制及数的转换
2.2 二进制数的 运算
2.3 计算机中数 和字符的编码
思考题和习题
2.1.1 计算 机中的数制
2.1.2 不同 数制间数的 转换
2.3.2 汉字的编 码
2.3.1 BCD码和 ASCII码
2.3.3 校验码编 码和解码
第3章 总线系统
01
3.1 总 线的概念 和结构形 态
3.3.1 集中 式仲裁
3.3.2 分布 式仲裁
3.4.1 总线 通信控制
3.4.2 总线 的数据传送 模式
3.5.1 PC机 的局部总线
3.5.2 外部 总线
第4章 中央处理器
01
4.1 中 央处理器 的功能和 组成
02
计算机--思维导图
计算机组成原理
操作系统
计算机网络
数据结构
数据库原理
信息新技术
计算机组成原理
计算机系统概述
计算机组成
计算机性能指标
计算机工作过程
数据的机器表示
机器数、非数值编码的表示
存储系统和结构
存储系统的两个层次
Cache
存储容量的计算
中央处理器
CPU的组成
微程序设计
总线系统
总线的分类、结构、控制方式
无线网络和移动网络
基本概念
数据结构
线性表
概念、特点、表示、存储
栈和队列
栈
队列
串
概念、操作、存储
数组和广义表
概念、存储
树和二叉树
二叉树的遍历
图
概念、存储、遍历方法
动态存储管理
动态存储管理方法
查找
查找算法
排序
内部排序
外部排序
文件
分类、结构、操作
数据库原理
数据库概述
数据库系统概述
数据模型
关系数据库
关系代数
Goolgle云计算原理和应用
主流开源云架构
虚拟化技术
虚拟化技术分类
物联网
概念、核心技术、特点
自动识别技术与RFID
无线传感网
其他网络
无线宽带网络
移动通信网络
关系数据库标准语言SQL
SQL概述
数据定义
数据查询
视图
关系数据理论
范式
数据库设计
数据库设计过程
关系查询处理和查询优化
查询处理步骤、查询优化步骤
数据库恢复技术
事务
恢复的实现技术
并发控制
（全网做比较最全的）计算机组成原理总结及知识网图（点赞收藏
（全网做比较最全的）计算机组成原理总结及知识网图（点赞收藏第一章计算机系统概述知识网图冯诺依曼机的特点：1、计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备5大部件组成。
2、指令和数据以同等地位存储在存储器中，并可按地址寻址。
3、指令和数据均用二进制代码表示。
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、早期的冯诺依曼机以运算器为中心，输入/输出设备通过运算器和存储器传送数据。
不同级别的语言：机器语言: (二进制语言）计算机唯一可以直接识别和执行的语言。
汇编语言：用英文单词或其缩写代替二进制的指令代码，易于人们记忆和理解。
高级语言：为方便程序设计人员写出解决问题的处理方案和解题过程的程序。
计算机的工作过程：1、把程序和数据装入主存储器。
2、将源程序转换成可执行文件。
3、从可执行文件的首地址开始逐条执行指令。
计算机的性能指标：机器字长：指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数。
（通常与CPU的寄存器、加法器有关。
数据通路宽带：指数据总线一次所能并行传送信息的位数（指外部数据总线的宽度，与CPU内部的数据总线宽度有可能不同）主存容量：指主存储器所能存储信息的最大容量，通常以字节来衡量，也可用字数字长来表述存储容量。
运算速度1、吞吐量:指系统在单位时间内处理请求的数量2、响应时间:指从用户向计算机发送一个请求到系统对该请求做出响应并获得所需结果的等待时间。
通常包括CPU时间（运行一个程序所花费的时间）与等待时间（用于磁盘访问、存储器访问、I/O操作、操作系统开销等时间）主频和CPU时钟周期：1、CPU时钟周期：2、主频：CPI：执行一条程序所用的时钟周期数CPU执行时间：指运行一个程序所花费的时间。
CPU执行时间 = CPU时钟周期数/主频=（指令条数CPI)/主频MIPS、MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS 第二章数据的表示和运算知识网图在计算机系统内部，所有信息都用二进制进行编码的原因有以下几点：1.二进制只有0和1两种状态，使用有两个稳定状态的物理器件就可以表示二进制的每一位。
王道计算机组成原理第四章指令系统思维导图脑图
根据操作码的长度不同分类
定长操作码：指令系统中所有指令的操作码长度都相同 可变长操作码：指令系统中各指令的操作码长度可变
n位→2n 条指令 控制器的译码电路设计简单，但灵活性较低 控制器的译码电路设计复杂，但灵活性较高
LOAD 作用：把存储器中的数据放到寄存器中
1. 数据传送
STORE 作用：把寄存器中的数据放到存储器中
x86处理器中程序计数器PC通常被称为IP
选择语句的机器级表示
设计思路：一条指令完成一个复杂的基本功能。
代表：x86架构，主要用于笔记本、台式机等
设计思路：一条指令完成一个基本“动作”；多条指令组合完成一个复杂的基 本功能
代表：ARM架构，主要用于手机、平板等
CISC： Complex Instruction Set Computer RISC： Reduced Instruction Set Computer
概念
存储字长：一个存储单元中的二进制代码位数（通常和MDR位数相同）
半字长指令、单字长指令、双字长指令 ——指令长度是机器字长的多少倍
根据指令长度分类
指令字长会影响取指令所需时间。如：机器字长=存储字长=16bit，则取一条双 字长指令需要两次访存
定长指令字结构：指令系统中所有指令的长度都相等
变长指令字结构：指令系统中各种指令的长度不等
隐含寻址
优点：有利于缩短指令字长 缺点：需增加存储操作数或隐含地址的硬件 形式地址A就是操作数本身，又称为立即数，一般采用补码形式
#表示立即寻址特征
一条指令的执行：取指令，访存1次；执行指令，访存0次；
暂不考虑存结果，共访存1次
优点：指令执行阶段不访问主存，指令执行时间最短
缺点：A的位数限制了立即数的范围，如A的位数为n，且立即数采用补码时，可 表示的数据范围为-2n−1 ~2n−1 -1
计算机组成原理与体系结构图
计算机组成原理与体系结构图
2011-07-20 14:07:24| 分类：软件设计师/应聘| 标签：软设|字号大中小订阅前言计算机类型：
一、计算机组成原理（逻辑电路角度表示、设计、结构）
1.0现代计算机扩展的冯*诺依曼结构：
1.1存储器层次结构：
ROM结构图：
操作系统中逻辑寻址：
1.2CPU:
整合到CPU中的控制器：
1.3输入输出设备：
1.04总线结构：
二、体系结构（从执行层次体系角度，高级、编译、汇编、OS系统、机器语言）
2.1虚拟机器
2.2硬件布线的计算机体系结构
2.3微程序计算机结构：
2.4操作系统层面-于设计机器语言上：
ALU
寄存器
MMC
I/O
IF
DE
contro
Data 从存储器拿来。