计算机组成原理考点总结终结版
计算机组成原理知识点总结
计算机组成原理知识点总结一、存储系统(一)存储器的基本概念1.分类a)作用（层次）：CACHE 主存辅存b)存储介质：磁半导体光c)存取方式●随机存取：RAM ROM●串行访问●顺序存取：磁带●直接存取：磁盘d)信息可保存性－－易失性破坏性读出非2.性能指标a)存储容量字b)单位成本每位成本c)存储速度（数据传输率主存带宽）3.层次化结构a)Cache－主存层次：硬件实现，解决速度不匹配问题b)主存－辅存层次：硬件+操作系统实现，解决容量问题，逐渐形成虚拟存储系统(二)半导体存储器1.存储器芯片的基本结构a)译码驱动电路(译码器：扩充容量)b)存储矩阵c)读写电路d)地址线，数据线，片选线，读写控制线2.半导体存储器RAM（易失性存储器）a)SRAM：触发器存储信息，速度快成本高集成度低，用于高速缓存b)DRAM：电容存储信息，需要刷新，速度慢成本低，集成度高，用于主存SDRAMc)DRAM的刷新：集中刷新，分散刷新，●异步刷新●不需要CPU控制●行为单位，仅需要行地址●存储器中所有芯片同时刷新d)RAM的读写周期3.ROM（非易失性存储器）a)特点：结构简单，位密度比RAM高，非易失性，可靠性高b)类型：MROM，PROM，EPPROM，FLASH MEMORY，SSD(三)存储器与CPU的协同工作（提高存储系统的工作速度）1.主存与CPU的连接a)字扩展b)位扩展●线选法●译码片选法●译码器的使用●分析地址空间c)字位同时扩展●选择存储器芯片●与CPU进行连接2.双口RAM和多模块存储器a)多模块存储器●单体多字●多体并行●低位交叉编址●高位交叉编址b)双端口RAM3.高速缓冲存储器a)CACHE局部性原理和性能分析●局部性原理●空间局部性●时间局部性●性能分析●命中率和失效率●CACHE----主存体系的平均访问时间b)CACHE工作原理●地址映射方式●全相联●直接相联●组相联●替换算法●RAND随机●FIFO先入先出●LRU最近最少使用●LFU最不经常使用●写策略●命中●全写法●写回法●不命中●写分配法●非写分配法4.虚拟存储器（主存和辅存共同构成）（增加存储系统的容量）a)基本概念：虚地址（逻辑地址）映射到实地址（物理地址）b)解决问题：进程并发问题和内存不够用问题c)类型●页式●段式●段页式d)虚实地址转换（提高速度）●快表TLB●慢表Page二、指令系统(一)指令格式1.操作码和地址码组成一条指令2.操作码a)定长操作码和扩展操作码b)操作码类型(二)指令寻址方式1.指令寻址（通过PC）a)顺序寻址b)跳跃寻址2.数据寻址a)隐含寻址b)立即寻址：给寄存器赋初值c)直接寻址d)间接寻址：扩大寻址范围，便于编制程序e)寄存器寻址：指令执行速度更快f)寄存器间接寻址g)偏移寻址（各寄存器内容+形式地址）：基址寻址，变址寻址（处理数组，编制循环程序），相对寻址h)堆栈寻址(三)CISC和RISC1.CISC复杂指令系统计算机（用微程序控制器）a)更多更复杂，一般为微程序控制，用于计算机系统2.RISC精简指令系统计算机（用硬布线控制器）a)指令数目少，字长固定，寻址方式少，寄存器数量多，一般为组合逻辑控制，用于手机三、中央处理器(一)CPU的功能和基本结构1.CPU的功能：指令控制，操作控制，时间控制，数据加工，中断处理2.运算器a)功能：对数据进行加工b)基本结构：●算术逻辑单元ALU●暂存寄存器●通用寄存器组●累加寄存器ACC●程序状态字寄存器PSW●移位器，计数器3.控制器a)功能：取指令，分析指令，执行指令b)控制器的基本结构●程序计数器PC●指令寄存器IR●指令译码器，时序系统，微操作信号发生器●存储器地址寄存器MAR●存储器数据寄存器MDR4.数据通路的基本结构a)专用通路b)内部总线(二)指令执行过程1.指令周期a)构成：机器周期、CPU周期——CPU时钟周期、节拍b)类型：取指周期，间址周期，执行周期，中短周期c)标志触发器FE,IND,EX,INT：区别工作周期2.数据流a)取指周期：根据PC取出指令代码存放在IRb)间址周期：根据IR中指令地址码取出操作数的有效地址c)执行周期：根据指令字的操作码和操作数进行相应操作d)中断周期：保存断点，送中断向量，处理中断请求3.执行方案a)单指令周期：串行，指令相同执行时间b)多指令周期：串行，指令不同执行时间c)流水线方案：隔一段时间启动一条指令，多条指令处于不同阶段，同事并行处理(三)数据通路的功能和基本结构（连接路径）1.CPU内部总线a)单总线b)多总线2.专用数据通路：多路选择器和三态门3.了解各阶段微操作序列和控制信号(四)控制器的功能和工作原理1.控制器的结构和功能a)计算机硬件系统连接关系b)控制器的功能：取指令，分析指令，执行指令c)控制器的输入和输出2.硬布线控制器a)硬布线控制单元图：组合逻辑电路+触发器b)设计步骤（了解）●分析每个阶段的微操作序列●选择CPU的控制方式●安排微操作序列●电路设计3.微程序控制器a)基本结构●微地址形成部件●微地址寄存器CMAR●控制存储器CM●微指令寄存器CMDRb)微指令的格式●水平型：并行操作●字段直接编码方式●直接编码方式●字段间接编码方式●垂直型：类似机器指令c)微指令的地址形成方式●下地址字段指出：断定方式●根据机器指令的操作码形成d)基本概念●微命令和微操作●微指令和微周期●主存储器和控制存储器●程序和微程序●寄存器：MAR和CMAR，IR和CMDRe)硬布线和微程序的比较（微操作控制信号的实现形式）(五)指令流水线1.指令流水线的概念a)指令执行过程划分为不同阶段，占用不同的资源，就能使多条指令同时执行b)表示方法●指令流程图：分析影响流水线的因素●时空图：分析性能2.性能指标a)吞吐率TPb)加速比Sc)效率E3.影响流水线的因素a)结构相关（资源冲突）b)数据相关（数据冲突）c)控制相关（控制冲突）4.流水线的分类a)按使用级别：部件功能级，处理机级，处理机间b)按完成功能：单功能，多功能c)按连接方式：动态，静态d)按有无反馈信号：线性，非线性5.多发技术a)超标量流水线技术b)超流水线技术c)超长指令字技术四、总线(一)总线概念和分类1.定义：一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路2.分类a)按数据传输格式●串行，并行b)按功能●片内总线●系统总线●数据总线，地址总线，控制总线●通信总线c)按时序控制方式●同步，异步3.总线结构a)单总线结构——系统总线b)双总线结构（通道）●主存总线●IO总线c)三总线结构●主存总线●IO总线●DMA总线(二)总线的性能指标1.总线传输周期（总线周期）2.总线带宽3.总线宽度（位宽）4.总线复用：一种信号线传输不同信息(三)总线仲裁1.集中仲裁方式a)链式查询方式b)计数器定时查询方式c)独立请求方式2.分布仲裁方式(四)总线操作和定时1.总线传输的四个阶段a)申请分配阶段●传输请求●总线仲裁b)寻址阶段c)传输阶段d)结束阶段2.定时a)同步定时方式（同步通信）b)异步定时方式（异步通信）●不互锁●半互锁●全互锁c)半同步通信d)分离式通信(五)总线标准五、IO系统(一)IO系统基本概念1.演变过程a)早期：分散连接，CUP与IO串行，程序查询方式b)接口模块和DMA阶段：总线连接，cpu与io并行，中断方式及DMA方式c)具有IO通信结构的阶段d)具有IO处理机的阶段2.IO系统的基本组成a)IO软件——IO指令和通道指令b)IO硬件——外设，设备控制器和接口，IO总线等3.IO方式简介a)程序查询方式：IO与CPU串行，CPU有“踏步等待”现象（由程序控制）b)程序中断方式：IO准备数据时CPU继续工作，在指令执行结束时响应中断（由程序控制）c)DMA方式：主存与IO交换信息时由DMA控制器控制，在存取周期结束时响应DMA请求（由硬件控制）d)通道方式：通过IO指令启动通道，通道程序放在主存中（由硬件控制）(二)外部设备1.输入设备——键盘，鼠标2.输出设备a)显示器●分类●阴极射线管（CRT）●液晶（LCD）●发光二极管（LED）●参数●屏幕大小，分辨率，灰度级，刷新频率●显示存储器（VRAM）●容量=分辨率*灰度级位数●带宽=容量*帧频●打印机3.外存储器a)磁盘存储器●组成●存储区域：磁头，柱面，扇区●硬盘存储器：磁盘驱动器，磁盘控制器，盘片●工作过程：寻址，读盘，写盘对应的控制字，串行读写●性能指标●容量●记录密度●平均存取时间●数据传输率b)磁盘阵列RAID——利用磁盘廉价的特点提高存储性能，可靠性和安全性c)光盘存储器d)固态硬盘SSD——采用FLASH Memory记录数据(三)IO接口1.主要功能a)设备选址功能：地址译码和设备选择b)传送命令c)传送数据：实现数据缓冲和格式转换d)反应IO设备的工作状态2.基本结构a)设备选择电路，命令寄存器和命令译码器，数据缓冲寄存器DBR，设备状态标记，控制逻辑电路b)内部接口和外部接口3.编址a)统一编址——与存储器共用地址，用访存命令访问IO设备b)独立编址：单独使用一套地址，有专门的IO指令4.分类a)数据传送方式：并行接口，串行接口b)主机访问IO设备的控制方式●程序查询接口●中断接口●DMA接口c)功能选择的灵活性●可编程接口●不可编程接口(四)IO方式1.程序查询方式：CPU与IO串行工作，鼠标，键盘2.程序中断方式a)中断系统●中断的基本概念●工作流程●中断请求●分类●中断请求标记触发器INTR●中断响应●中断响应的条件●中断判优●软件：查询程序●硬件：排队器●优先级的设置●中断处理●中断隐指令●关中断●保存断点PC●引出中断服务程序●中断服务程序●单重中断与多重中断●中断服务程序的具体步骤●中断屏蔽技术●屏蔽字●程序执行轨迹b)程序中断方式●工作流程●CPU占用情况●中断响应（隐指令）●中断服务程序3.DMA方式a)DMA控制器●组成●主存地址计数器：存放要交换数据的主存地址●传送长度计数器：记录传送数据的长度●数据缓冲寄存器：暂存每次传送的数据●DMA请求触发器：设备准备好数据后将其置位●控制/状态逻辑：由控制和时序电路及状态标志组成●中断机构：数据传送完毕后触发中断机构，提出中断请求●主要功能●传送前：接受外设的DMA请求，向CPU发出总线请求，接管总线控制权●传送时：管理总线，控制数据传送，确定主存单元地址及长度，能自动修改对应参数●传送后: 向CPU报告DMA操作的结束b)传送过程●预处理：CPU完成寄存器初值设置等准备工作●数据传送：CPU继续执行主程序，DMA控制器完成数据传送●后处理：CPU执行中断服务程序做DMA结束处理。
计算机组成原理考点汇总终结版汇总
计算机组成原理考点汇总终结版汇总————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：内部资料，转载请注明出处，谢谢合作。
一、计算机系统概述（一）计算机发展历程（了解）知识点一：第一台计算机ENIAC知识点二：冯•诺依曼（VanNeumann）首次提出存储程序的概念，将数据和程序一起放在存储器中，使得编程更加方便。
50多年来，虽然对冯•诺依曼机进行了很多改革，但结构变化不大，仍然称为冯•诺依曼机。
知识点三：一般把计算机的发展分为四个阶段：第一代（1946-50‘s后期）：电子管计算机时代；第二代（50‘s中期-60’s后期）：晶体管计算机时代；第三代（60‘s中期-70’s前期）：集成电路计算机时代；第四代（70‘s初-）：大规模集成电路计算机时代。
知识点四：冯·诺依曼计算机的特点冯·诺依曼体系计算机的核心思想是“存储程序”的概念。
它的特点如下：(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成；(2) 指令和数据都用二进制代码表示；(3) 指令和数据都以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访；(4) 指令是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所在存储器中的位置；(5) 指令在存储器内是顺序存放的；(6) 机器以运算器为核心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器。
（二）计算机系统层次结构（了解）计算机系统的层次结构，通常可有五个以上的层次，在每一个层次上都能进行程序设计。
由下自上可排序为：第一级微程序机器级，微指令由机器直接执行，第二级传统机器级，用微程序解释机器指令，第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句，第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持和执行，第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持和执行。
计算机组成原理总结精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第一章计算机系统概论1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：P3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。
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。
5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；●指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；●指令和数据均用二进制表示；●指令由操作码、地址码两大部分组成，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；●指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；●机器以运算器为中心（原始冯•诺依曼机）。
7. 解释下列概念：主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。
解：P9-10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。
存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。
存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。
存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。
机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。
指令字长：一条指令的二进制代码位数。
计算机组成原理知识点汇总
计算机组成原理知识点汇总x《计算机组成原理知识点汇总》一、算术逻辑单元1、算术逻辑单元（ALU）的功能算术逻辑单元（ALU）是一个对存储在寄存器中的数据进行算术和逻辑操作的硬件单元，它执行CPU中算术逻辑操作的所有活动。
主要有：加减乘除运算以及位操作（AND，OR，NOT）等。
2、算术逻辑单元的组成算术逻辑单元（ALU）由控制单元（CU）、累加器（Accumulator）、比较器（comparator）、移位器（Shift）、全加器（Full-Adder）、多位加法器（Multiple Adders）、多位乘法器（Multiple Multipliers）、掩码器（Mask）、屏蔽器（Shifter）等组成。
3、算术逻辑单元的运算过程（1）算术运算：它包括加减乘除运算，算术运算主要是把操作数从输入总线传到累加器中，进行算术运算以后，将结果存放在累加器中，然后传输到输出总线上。
（2）位操作：它包括AND，OR，NOT，异或等，位操作是把操作数从输入总线传到屏蔽器中，通过屏蔽器进行位操作，将结果存放在累加器中，同样传输到输出总线上。
（3）比较：算术逻辑单元还可以进行比较运算，以及移位，比较运算是把两个操作数从输入总线传到比较器中，比较两个操作数的大小，将结果存放在标志位中，寄存器中存放比较结果。
二、指令周期1、指令周期的概念指令周期是指中央处理器（CPU）执行指令所需要完成的时间，也就是说，指令从被CPU读取到完成执行的时间段称为指令周期。
它也可以简单的理解为一条指令完成执行的时间。
2、指令周期的分类指令周期可以分为主周期和子周期两种，主周期是指一条指令完成执行所需的最少时间，而子周期是指每一步执行完成的时间。
3、指令周期的作用指令周期是指系统的处理速度，它是用来评价计算机的运行速度的重要指标。
在进行计算机系统设计时，可以根据指令周期调整处理器的结构，以提高计算机的处理速度。
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。
计算机组成原理考点总结
计算机组成是计算机体系结构的逻辑实现。一
种计算机体系结构可以有多种不同的计算机组成。 计算机实现是计算机组成的物理实现。一种计
算机组成也可以有多种不同的计算机实现。
计算机系统的层次结构
第5级：应用语言虚拟机 第4级：高级语言虚拟机 第3级：汇编语言虚拟机 第2级：操作系统虚拟机
多指令流多数据流MIMD
计算机系统的性能评价
1.基本字长
处理器中的算术逻辑单元所输入的操作数的二进制 位数，也是处理器内部数据寄存器所包含的二进制位 数。 对结构的影响：
机器字长 = 数据通路宽度 =寄存器位数（ALU 位数、存储单元长度）
对性能的影响： 字长越长，数据表示范围越大，精度越高，运 算速度越快。 对造价的影响： 字长越长，硬件需求量越多，造价越高
冯·诺依曼计算机硬件框图
存放数据 将信息和转程换序成机 器能识别的形式
存储器
算术将运结算果转换成 逻人辑们运熟算悉的形式
输入设备
运算器
输出设备
控制器
指挥程序 运行
处理器 ALU
MAR 逻辑运算器 加法器
移位器 求补器
数据寄存器组 FR MBR
PC IR CU
I D CSG
主机
外设
输出设备
输入设备
r = 4 尾数最高 2 位不全为 0 r = 8 尾数最高 3 位不全为 0
浮点数的规格化
基数不同，浮点数的 规格化形式不同
r = 2 左规 尾数左移 1 位，阶码减 1 右规 尾数右移 1 位，阶码加 1
r = 4 左规 尾数左移 2 位，阶码减 1 右规 尾数右移 2 位，阶码加 1
计算机组成原理期末复习+内容总结
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。
软件由程序、数据和文档组成。
它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。
另外，软件还包括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。
固件是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是现代计算机系统由硬件、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.计算机的性能指标计算机的性能指标有以下几个方面：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。
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。
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。
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。
存储器容量是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。
存储器带宽是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。
主频/时钟周期CPU的工作节拍受主时钟控制，按照规定在某个时间段做什么。
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的基础课程之一，涉及到计算机系统的硬件和软件组成，以及它们之间的交互关系。
以下是一些计算机组成原理的重要知识点总结：1. 计算机的分类：计算机可以根据规模、用途和结构等方面进行分类。
常见的分类有超级计算机、服务器、工作站、个人电脑、嵌入式系统等。
2. 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(CPU)、内存、输入输出设备和存储设备等。
软件包括系统软件和应用软件。
3. 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，它包含了存储器、算术逻辑单元(ALU)、控制单元和输入输出单元。
4. 存储器层次结构：计算机的存储器层次结构从高速缓存到主存再到辅助存储器，层层递进，速度和容量逐渐增大，成本逐渐减小。
5. 数据表示和运算：计算机使用二进制表示数据，并且可以进行不同进制间的转换。
在计算过程中，计算机使用算术逻辑运算对数据进行操作。
6. 指令集体系结构：指令集体系结构是计算机硬件和软件的接口，定义了计算机的指令集和指令执行方式。
常见的指令集体系结构有精简指令集(RISC)和复杂指令集(CISC)。
7. CPU的工作原理：CPU执行计算机指令的过程包括取指令、译码指令、执行指令和写回结果等步骤。
这些步骤是由控制单元和算术逻辑单元(ALU)完成的。
8. 输入输出系统：计算机通过输入输出设备与外部环境进行交互。
输入输出系统包括输入输出控制器、输入输出接口和输入输出设备等。
9. 总线：计算机内部各个硬件部件之间通过总线进行通信和数据传输。
总线包括数据总线、地址总线和控制总线。
10. 中断和异常：中断是计算机在执行过程中响应外部事件的一种机制，可以中断当前的执行流程。
异常是由于程序错误或硬件错误而引起的计算机响应机制。
以上是计算机组成原理的一些重要知识点总结，它们构成了计算机系统的基础，对于理解计算机的工作原理和设计原则非常重要。
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》总结完整版
《计算机组成原理》总结完整版《计算机组成原理》是计算机科学与技术领域的一门重要课程，它主要涉及计算机硬件的组成与工作原理。
通过学习这门课程，我们可以全面了解计算机的内部组成结构以及各个部件的工作原理，为我们深入理解计算机的工作原理和性能优化提供了基础。
下面是我对这门课程的总结：一、计算机的基本组成计算机是由五大基本部件组成的：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。
其中，输入设备负责将外部数据输入到计算机内部，输出设备负责将计算机处理后的数据输出给外部，存储器用于存储数据和指令，运算器执行各种算术和逻辑运算，而控制器则控制整个计算机的工作。
二、存储器存储器是计算机的重要组成部分，可以分为主存和辅助存储器。
主存用于存储当前正在执行的指令和数据，辅助存储器则用于长期保存数据。
在主存中，数据的存储方式可以通过地址访问，而每个地址对应一个存储单元，每个存储单元又由多个位构成。
三、指令的执行计算机执行指令的基本过程是将指令从存储器中取出，经过译码后，交给运算器执行。
在执行指令之前，需要将指令和数据从辅助存储器加载到主存中，这样才能被运算器处理。
指令的执行过程包括取指令、分析指令、获取操作数、执行指令和写回结果五个阶段。
四、运算器的工作原理运算器是计算机的核心部件，负责执行各种算术和逻辑运算。
它主要由算术逻辑单元（ALU）和寄存器组成。
ALU用于进行各种算术和逻辑运算，而寄存器用于存储运算所需的操作数和结果。
五、控制器的工作原理控制器是计算机的指挥部，用于控制计算机的工作。
它通过解析指令中的操作码和地址码，产生各种控制信号，将其送往各个部件，以实现指令的执行。
控制器的工作原理通常采用有限状态自动机（FSM）来描述，通过不同状态和状态转移来控制各个部件的工作。
六、总线的作用和类型总线是计算机各个部件之间传输数据和控制信号的通道。
它可以分为数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线被用于传输数据，地址总线用于传输存储单元的地址，而控制总线则用于传输控制信号。
计算机组成原理考点总结终结版
计算机组成原理考点总结终结版1.计算机的发展历程：从巨型机到小型机、微型机、个人计算机和移动计算机的演变过程，了解每个发展阶段的特点和主要代表机型。
2.计算机的基本组成：CPU（中央处理器）、内存、输入输出设备和外部设备。
了解它们的功能和相互间的连接方式。
3.CPU的结构和工作原理：包括控制器和运算器。
控制器负责控制程序的执行，运算器负责执行算术和逻辑运算。
了解指令的执行过程、寄存器的作用和通用寄存器的设计原则。
4.存储器的层次结构：包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储器。
了解它们在计算机中的作用、特点和层次关系。
5.输入输出设备的工作原理：包括串行和并行传输方式、中断和DMA （直接内存访问）技术。
了解输入输出设备与CPU之间的数据传输方式和控制方法。
7.指令系统的设计与性能指标：了解指令的格式、操作码和寻址方式。
掌握指令的执行周期和性能指标，如CPI（每条指令的时钟周期数）和MIPS（每秒执行百万条指令数）。
8.程序的执行过程：包括指令的获取、分析和执行。
了解程序从存储器到CPU的数据传输过程和指令的执行流程。
9.中断和异常处理：了解中断和异常的概念、分类和处理方法。
掌握中断向量表和中断处理程序的设计和实现。
10.性能评价和优化：了解计算机系统的性能评价指标，如响应时间、吞吐量和效能。
掌握性能优化的方法，如指令级并行和流水线技术。
以上是计算机组成原理中一些重要的考点总结，希望能对大家的学习有所帮助。
在复习过程中，还应结合教材、习题和实验来深入理解和巩固知识，进行综合性的学习。
(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》总结完整版
《计算机组成原理》学科复习总结★第一章计算机系统概论本章内容：本章主要讲述计算机系统的组成、计算机系统的分层结构、以及计算机的一些主要指标等需要掌握的内容：计算机软硬件的概念，计算机系统的层次结构、体系结构和计算机组成的概念、冯.诺依曼的主要思想及其特点、计算机的主要指标本章主要考点：概念1、当前的CPU由哪几部分组成？控制器、运算器、寄存器、cache (高速缓冲存储器)2、一个完整的计算机系统应包括哪些部分？配套的硬件设备和软件系统3、什么是计算机硬件、计算机软件？各由哪几部分组成？它们之间有何联系？计算机硬件是指计算机的实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备的实物组成。
主要包括运算器(ALU)、控制器(CU)、存储器、输入设备和输出设备五大组成部分。
软件是计算机程序及其相关文档的总称，主要包括系统软件、应用软件和一些工具软件。
软件是对硬件功能的完善与扩充，一部分软件又是以另一部分软件为基础的再扩充。
4、冯·诺依曼计算机的特点●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●指令和数据以同等地位存于存储器内，可按地址寻访●指令和数据用二进制表示●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●指令在存储器内按顺序存放●机器以运算器为中心，输入输出设备和存储器间的数据传送通过运算器完成5、计算机硬件的主要技术指标●机器字长：CPU 一次能处理数据的位数，通常与CPU 中的寄存器位数有关●存储容量：存储容量= 存储单元个数×存储字长；MAR（存储器地址寄存器）的位数反映存储单元的个数，MDR（存储器数据寄存器）反映存储字长主频吉普森法●运算速度MIPS 每秒执行百万条指令CPI 执行一条指令所需的时钟周期数FLOPS 每秒浮点运算次数◎第二章计算机的发展及应用本章内容：本章主要讲述计算机系统、微型计算机系统的发展过程以及应用。
计算机组成原理简答题汇总史上最全
计算机组成原理简答题汇总史上最全⼀．计算机硬件系统组成的基本概念1.什么是计算机系统？说明计算机系统的层次结构。
计算机系统包括硬件和软件。
从计算机系统的层次结构来看，它通常可以分为五个以上的层次，在每⼀层上都能进⾏程序设计。
由下⾄上可排序为：第⼀级微程序机器级，微指令硬件直接执⾏；第⼆级传统机器级，⽤微程序解释机器指令；第三级操作系统级，⼀般⽤及其语⾔程序解释作业控制语句；第四级汇编语⾔级，这⼀级由汇编语⾔⽀持和执⾏；第五级⾼级语⾔级，采⽤⾼级语⾔，由各种⾼级语⾔编译程序⽀持和执⾏。
还可以有第六级，应⽤语⾔机器级，采⽤各种⾯向问题的应⽤语⾔。
2.冯诺依曼结构计算机的特点是什么，它有哪些局限性？冯诺依曼结构计算机是⼀种典型的计算机组织结构，将计算机硬件分为运算器，存储器，控制器，输⼊部件和输出部件，采⽤存储程序的⼯作⽅式。
冯诺依曼结构计算机的主要外部特征是：(1)指令和数据都以字的⽅式存放在相同的存储器中，没有区别，由计算机的状态来确定从存储器独处的字是指令还是数据。
指令送往控制单元译码，，数据送往运算器进⾏运算。
(2)指令顺序串⾏地执⾏，并由控制单元集中控制，采⽤⼀个PC计数器对指令进⾏寻址。
(3)存储器是⼀个单元定长的⼀维线性空间。
(4)使⽤低级机器语⾔，数据以⼆级制形式表⽰。
指令中包括操作码和地址码两部分。
操作数的编码格式从数据本⾝不能进⾏区别。
(5)单处理机结构，以运算器为中⼼，只有⼀个数据流和指令流。
冯诺依曼结构计算机的局限性在于它的并⾏性⼗分有限，不适合于⼈⼯智能和模式识别等应⽤场合。
3.计算机内部有哪两种信息流，它们之间有什么关系？计算机内部有控制信息流和数据信息流。
控制信息包括指令信息、状态信息和时序信息，这些信息的组合产⽣各类控制信号，对数据信息进⾏加⼯处理，并控制数据信息的流向，实现计算机的各项功能。
4.计算机采⽤什么计数制，为什么？计算机采⽤⼆进制计数制。
这种计数制便于物理器件实现。
计算机组成原理期末要点总结(详细版)
《计算机组成原理》复习第一章1.计算机的硬件组成包含五大功能部件：（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。
第二章2.定点数和浮点数（用IEEE754标准）的表示IEEE754标准按顺序：符号位（1位）、阶码（8位）、尾数（23位）●一个规格化的32位浮点数x的真值表示为x=(-1)S×(1.M)×2E-127实际偏移值e=E-127（小e由大E减得到）●真值x为零表示：当阶码E为全0且尾数M也为全0时的值，结合符号位S为0或1，有正零和负零之分。
●真值x为无穷大表示：当阶码E为全1且尾数M为全0时，结合符号位S为0或1，也有+∞和-∞之分。
8位阶码E的表示范围为0~255（0000,0000~1111,1111），去掉全0和全1的情况，E的范围为1~254，实际的偏移值e的范围为-126~127.【例1】若浮点数x的754标准存储格式为(41360000)16，求其浮点数的十进制数值。
将16进制数展开后，可得二制数格式为0 100 00010 011 0110 0000 0000 0000 0000S 阶码(8位) 尾数(23位)指数e=阶码-127=10000010-01111111=00000011=(3)10包括隐藏位1的尾数1.M=1.011 0110 0000 0000 0000 0000=1.011011于是有x=(-1)S×1.M×2e=+(1.011011)×23=+1011.011=(11.375)10【例2】将数(20.59375)10转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式。
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的重要分支，它研究计算机硬件系统的组成和工作原理。
以下是计算机组成原理的一些重要知识点的总结：1. CPU：中央处理器（CPU）是计算机的核心，它执行所有计算和控制计算机的操作。
CPU由控制器和算术逻辑单元（ALU）组成。
控制器从内存中读取指令，解码它们，并执行相应的操作。
ALU执行算术和逻辑运算。
2. 存储器：计算机存储器分为两种类型：主存储器和辅助存储器。
主存储器通常是随机存储器（RAM），用于存储程序和数据。
辅助存储器包括硬盘、光盘和闪存，用于长期存储数据。
3. 总线：总线是计算机内部各组件之间进行通信的路径。
其中包括地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用于指定内存中的位置，数据总线用于传输数据，控制总线用于控制操作。
4. 输入输出设备：计算机输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
它们使用户能够与计算机进行交互，并获得输出结果。
5. 指令集架构：指令集架构定义了计算机的指令集和处理器的操作方式。
其中包括精简指令集计算机（RISC）和复杂指令集计算机（CISC）。
6. 流水线：流水线是一种优化CPU性能的方式，它将指令分成多个阶段，并同时执行多个指令。
流水线可以提高CPU的处理速度，但也会增加延迟和资源竞争。
7. 缓存：缓存是一种性能优化技术，它使用快速的存储器来存储最常用的数据和指令，以减少对主存储器的访问。
8. 中断和异常：中断和异常是一种处理外部事件的方式。
当一个事件发生时，CPU会停止当前的操作，并调用相应的处理程序。
9. 多处理器系统：多处理器系统指的是具有多个处理器的计算机系统。
多处理器系统可以提高计算机的性能和可靠性，但也需要解决诸如并发、共享资源等问题。
以上是计算机组成原理的一些重要知识点的总结。
这些知识点在计算机科学和工程中都是非常重要的基础知识，理解它们对于理解计算机系统的工作原理和优化计算机性能都非常有帮助。
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一、计算机系统概述（一）计算机发展历程（了解）知识点一：第一台计算机ENIAC知识点二：冯诺依曼（VanNeumann）首次提出存储程序的概念，将数据和程序一起放在存储器中，使得编程更加方便。
50多年来，虽然对冯诺依曼机进行了很多改革，但结构变化不大，仍然称为冯诺依曼机。
知识点三：一般把计算机的发展分为四个阶段：第一代（1946-50‘s后期）：电子管计算机时代；第二代（50‘s中期-60’s后期）：晶体管计算机时代；第三代（60‘s中期-70’s前期）：集成电路计算机时代；第四代（70‘s初-）：大规模集成电路计算机时代。
知识点四：冯·诺依曼计算机的特点冯·诺依曼体系计算机的核心思想是“存储程序”的概念。
它的特点如下：(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成；(2) 指令和数据都用二进制代码表示；(3) 指令和数据都以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访；(4) 指令是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所在存储器中的位置；(5) 指令在存储器内是顺序存放的；(6) 机器以运算器为核心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器。
（二）计算机系统层次结构（了解）计算机系统的层次结构，通常可有五个以上的层次，在每一个层次上都能进行程序设计。
由下自上可排序为：第一级微程序机器级，微指令由机器直接执行，第二级传统机器级，用微程序解释机器指令，第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句，第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持和执行，第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持和执行。
还可以有第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。
1.计算机硬件的基本组成图中实线为控制线，虚线为反馈线，双线为数据线。
图中各部件的功能是：(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，常见的有键盘、鼠标等；(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如打印机输出、显示器输出等。
计算机的五大部件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，这两大部件往往制作在同一芯片上，因此，通常将他们合起来统称为中央处理器，简称CPU。
把输入设备与输出设备简称为I/O设备。
因此，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MM。
CPU与MM合起来称为主机，I/O设备叫作外设。
存储器分为主存储器MM和辅助存储器。
主存可直接与CPU交换信息，辅存又叫外存。
2.计算机软件的分类计算机的软件通常又分为两大类：系统软件和应用软件。
系统软件又称为系统程序，主要用来管理整个计算机系统，监视服务，使系统资源得到合理调度，确保高效运行。
它包括：标准程序库、语言处理程序、操作系统、服务性程序、数据库管理系统、网络软件等等。
应用软件又称为应用程序，它是用户根据任务所编制的各种程序。
3.计算机的工作过程1．运算器运算器包括三个寄存器和一个算逻单元ALU。
其中ACC为累加器，MQ为乘商寄存器，X为操作数寄存器。
这三个寄存器在完成不同运算时，所存放在操作数类别也各不相同。
2．存储器主存储器包括存储体、各种逻辑部件及控制电路等。
主存的工作方式就是按存储单元的地址号来实现对存储字各位的存（写入）、取（读出）。
这种存取方式叫做按地址存取，也即按地址访问存储器（简称访存）。
为了能实现按地址访问的方式，主存中还必须配置两个寄存器MAR和MDR。
MAR是存储器地址寄存器,用来存放欲访问的存储单元的地址，其位数对应存储单元的个数。
MDR是存储器数据寄存器,用来存放从存储体某单元取出的代码或者准备往某存储单元存入的代码，其位数与存储字长相等。
要想完整地完成一个取或存操作。
3．控制器控制器是计算机组成的神经中枢，由它指挥全机各部件自动、协调地工作。
具体而言，它首先要命令存储器读出一条指令，这叫取指过程。
接着对这条指令进行分析，指出该指令要完成什么样的操作，并按寻址特征指明操作数的地址，这叫分析指令过程。
最后根据操作数所在的地址，取出操作数并完成某种操作，这叫作执行过程。
以上就是通常所说的完成一条指令操作的取指、分析和执行三阶段。
控制器由程序计数器PC，指令寄存器IR以及控制单元CU几部分组成。
PC用来存放当前欲执行指令的地址，它与主存的MAR之间有一条直接通路，且具有自动加1的功能，即可自动形成下一条指令的地址。
IR用来存放当前的指令， IR的内容来自主存的MDR。
IR中的操作码送到CU，用来分析指令；其地址码作为操作数的地址送至存储器的MAR。
CU用来分析当前指令所需完成的操作，并发出各种微操作命令序列，用以控制所有被控对象。
4．I/OI/O子系统包括各种外部设备及相应的接口。
每一种设备都是由I/O接口与主机联系的，它接受CU发出的各种控制命令完成相应的操作。
计算机的解题过程如下：首先把构成程序的有序指令和数据，通过键盘输入到主存单元中，并置PC 的初值为0（即令程序的首地址为0）。
启动机器后，计算机便自动按存储器中所存放的指令顺序，有序地逐条完成取指令、分析指令和执行指令，直至执行到程序的最后一条指令为止。
（三）计算机性能指标1. 吞吐量、响应时间（1) 吞吐量：单位时间内的数据输出数量。
（2) 响应时间：从事件开始到事件结束的时间，也称执行时间。
2. CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间（1） CPU时钟周期：机器主频的倒数，Tc（2）主频：CPU工作主时钟的频率，机器主频Rc（3）CPI：执行一条指令所需要的平均时钟周期（4）CPU执行时间：T CPU=In×CPI×T CIn执行程序中指令的总数CPI执行每条指令所需的平均时钟周期数T C时钟周期时间的长度3. MIPS、MFLOPS（1）MIPS：MIPS(Million Instructions Per Second)MIPS = In/(Te×106)= In/(In×CPI×Tc×106)= Rc/(CPI×106)Te：执行该程序的总时间In：执行该程序的总指令数Rc：时钟周期Tc的到数MIPS只适合评价标量机，不适合评价向量机。
标量机执行一条指令，得到一个运行结果。
而向量机执行一条指令，可以得到多个运算结果。
（2） MFLOPS：MFLOPS(Million Floating Point Operations Per Second)MFLOPS=Ifn/(Te×106)Ifn：程序中浮点数的运算次数MFLOPS测量单位比较适合于衡量向量机的性能。
一般而言，同一程序运行在不同的计算机上时往往会执行不同数量的指令数，但所执行的浮点数个数常常是相同的。
二、数据的表示和运算（一）数制与编码1.进位计数制及其相互转换2.真值和机器数3.BCD码4.字符与字符串5.校验码（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的功能和机构三、存储器层次机构（cache-主存-外存的层次结构、cache的三种不同映象方式、主存芯片的子扩展和位扩展方案设计以及续存相关地址转换的内容是重点）（一）存储器的分类1．按存储介质分（1）半导体存储器。
存储元件由半导体器件组成的叫半导体存储器。
其优点是体积小、功耗低、存取时间短。
其缺点是当电源消失时，所存信息也随即丢失，是一种易失性存储器。
2）磁表面存储器。
按载磁体形状的不同，可分为磁盘、磁带和磁鼓。
现代计算机已很少采用磁鼓。
由于用具有矩形磁滞回线特性的材料作磁表面物质，它们按其剩磁状态的不同而区分“0”或“1”，而且剩磁状态不会轻易丢失，故这类存储器具有非易失性的特点。
3) 磁芯存储器不用了4）光盘存储器。
光盘存储器是应用激光在记录介质(磁光材料)上进行读写的存储器，具有非易失性的特点。
光盘记录密度高、耐用性好、可靠性高和可互换性强等。
2．按存取方式分类按存取方式可把存储器分为随机存储器、只读存储器、顺序存储器和直接存取存储器四类。
（1）随机存储器RAM(Random Access Memory)。
RAM是一种可读写存储器，其特点是存储器的任何一个存储单元的内容都可以随机存取，而且存取时间与存储单元的物理位置无关。
计算机系统中的主存都采用这种随机存储器。
由于存储信息原理的不同， RAM又分为静态RAM (以触发器原理寄存信息)和动态RAM(以电容充放电原理寄存信息)。
（2）只读存储器ROM(Read only Memory)。
只读存储器是能对其存储的内容读出，而不能对其重新写入的存储器。
这种存储器一旦存入了原始信息后，在程序执行过程中，只能将内部信息读出，而不能随意重新写入新的信息去改变原始信息。
因此，通常用它存放固定不变的程序、常数以及汉字字库，甚至用于操作系统的固化。
它与随机存储器可共同作为主存的一部分，统一构成主存的地址域。
只读存储器分为掩膜型只读存储器MROM（Masked ROM）、可编程只读存储器PROM(Programmable ROM)、可擦除可编程只读存储器EPROM(Erasable Programmable ROM)、用电可擦除可编程的只读存储器EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)。
以及近年来出现了的快擦型存储器Flash Memory，它具有EEPROM的特点，而速度比EEPROM快得多。
（3）串行访问存储器。
如果对存储单元进行读写操作时，需按其物理位置的先后顺序寻找地址，则这种存储器叫做串行访问存储器。
显然这种存储器由于信息所在位置不同，使得读写时间均不相同。
如磁带存储器，不论信息处在哪个位置，读写时必须从其介质的始端开始按顺序寻找，故这类串行访问的存储器又叫顺序存取存储器。
还有一种属于部分串行访问的存储器，如磁盘。