计算机组成对应到人体的部分,计算机组成原理复习 (期末重点考点总结)
第一章 计算机系统概论
从器件角度看,计算机经历了五代变化。从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于冯诺依曼计算机。
计算机硬件的五大部分:
冯·诺依曼计算机有什么特点呢?
最重要的特点是存储程序,也就是说指令和数据都存储在存储器中,CPU运行程序时从存储器中读到每一条指令 然后运行它,这就是存储程序的基本原理(定义)。
I/O设备能够直接连接CPU吗?
不能,因为两者速度不匹配,需要通过接口连接。
计算机系统的层次结构:
现代计算机系统可分为五个层次,
第一级是微程序设计级;
第二级是一般机器级;
第三级是操作系统级;
第四级是汇编语言级;
第五级是高级语言级
用什么部件区分M中存放的是指令还是数据?
控制器
控制器功能:交换、检测及提供信号
1,控制机器,控制各个部件协调一致地工作。
2,控制器具备数据交换功能,这是指实现CPU与控制器之间、控制器与设备之间的数据交换。
3,将电话比喻中人体,那么控制器就好比是人的大脑,输出各种指令,是零件灵活运行。2113
4,运算器只能完成运算,而控制器用5261于控制着整个CPU的工作。
5,通过数据总线,由CPU并行地把数据写入控制器,或从控制器中并行地读出数据。
第二章 运算方法和运算器
关于原码,反码,补码,移码的表示和计算(注意正负0的区别)
原码:
反码:
补码:
移码:
四种机器数的比较:
正数:原码=反码=补码=真值
负数:原码对应真值;反码为原码除符号位,其余0->1,1->0;补码为反码最低位+1;
移码:和补码数值位相同,符号位取反。
奇偶校验码(简单来说):
奇校验:一位校验码和这个传输数据中1的总个数是奇数
偶校验:一位校验码和这个传输数据中1的总个数是偶数
IEEE 754标准:
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
e=E-127
IEEE754标准下转十进制数值:
IEEE754标准下转二进制数值:
补码加减法运算以及溢出判断
补码加法:
例题:
补码减法:
例题:
溢出的判断:
溢出判断例题:
浮点数的加减运算:
第三章 多层次的存储器
DRAM: 动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM),是一种半导体存储器
SRAM:: 静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)是随机存取存储器的一种
ROM:: 只读存储器(Read-Only Memory,ROM)所存数据通常是装入整机前写入的
RAM:: 随机存取存储器(英语:Random Access Memory缩写:RAM)是与CPU直接交换数据的内部存储器
闪存(Flash Memory)::是电子可擦除只读存储器(EEPROM)的变种,闪存掉电后信息不丢失,是一种非易失性存储器,闪存是一种半导体存储器,不能实现信息可读可写
读写存储器::可读可写
只读存储器:只能读不能写
闪速存储器:在系统电可擦除和可重复编程,而不需要特殊的高电压,具有成本低、密度大的特点
常见的虚拟存储系统由主存-辅存两层存储器组成,辅存是大容量的磁表面存储器组成
高速缓冲存储器(Cache)由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度接近于CPU的速度。
存储器容量的表示方法:
存储器容量扩展(字扩展,位扩展设计)
位扩展:
字扩展:
位字同时扩展:
Cache与主存之间的关系:
全相联映射方式:
直接映射方式:
组相联映射方式:
第四章 指令系统
指令寻址方式(顺序,跳跃寻址) ,指令数据在内存中。
(1)直接寻址
(2)相对寻址
(3)变址寻址方式
(4)寄存器间接寻址
(5)间接寻址
(6)基址寻址方式
第五章 中央处理器
CPU的功能:
指令周期(概念):
机器周期(概念):
CPU周期(概念):
指令:指挥机器工作的指示和命令
微指令:把在同一CPU周期内并行执行的微操作控制信息,存储在控制存储器里,称为一条微指令
机器指令和微指令之间的关系:
(1) 一条机器指令对应一个微程序,这个微程序是由若干条微指令构成的。因此,一条机器指令的功能是若干条微指令组成的序列来实现的。简而言之,一条机器指令所完成的操作划分成若干条微指令来完成,由微指令进行解释和执行。
(2)从指令与微指令,程序与微程序,地址与微地址的一一对应关系上看,前者与内存储器有关,而后者与控制存储器(它是微程序控制器的一部分。微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器和地址转移逻辑三部分组成。其中,微指令寄存器又分为微地址寄存器和微命令寄存器两部分)有关,与此相关也有相对应的硬设备。
(3)从一般指令的微程序执行流程图可以看出。每个CPU周期就对于一条微指令。这就告诉我们怎么设计微程序,也将使得我们进一步体验到机器指令很微指令的关系。
第6-8章:
早期总线结构的不足之处
当代总线内部结构由哪些部分组成:
1:数据传送总线
2:仲裁总线
3:中断与同步总线
4:公用线
外围设备的分类(按功能分):
1.输入设备
2.输出设备
3.外储存器
4.数字通信与控制设备
计算机使用总线结构的主要优点是便于实现技术化,同时减少信息传输线的条数
I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起
在系统总线中:
地址线作用:用来传送地址信息
数据线作用:用来传送数据信息
控制线作用:用来传送各种控制信号
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