计算机组成原理本章小结精简版

计算机组成原理本章小结精简版

第一章 计算机系统概论

划分通用、专用机：

1、效率；2、速度；3、价格；4、运行的经济性和适用性

通用计算机划分：

超级计算机；大型机；服务器；工作站；微型机；单片机

其结构复杂性、性能、价格依次递减

计算机硬件组成：

运算器；存储器；控制器；适配器；输入输出设备

计算机软件：

1、系统程序

各种服务性程序；语言类程序；操作系统；数据库管理系统

2、应用程序

CPU:运算器；控制器；存储器

冯诺依曼型计算机工作原理：存储程序并按地址顺序执行

系统程序用途：简化程序设计；简化使用方法；提高计算机的使用效率；

发挥和扩大计算机的功能和用途

计算机体统定义：由硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由微程序级、一般机器级、操作系统级、

汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能进行程序设计，且得到下面各级的支持

第二章 运算方法和运算器

十进制数据：

1、字符串形式，主要用于非数值计算的应用领域；

2、压缩的十进制数串形式，用于直接完成十进制数的算数运算

真值→机器码：原码表示法；反码~；补码~；移码~。

字符信息表示：七位ASCII码

汉字表示方法步骤：输入编码；汉字内码；字模码

运算器构造简单性：补码加减法；原码乘除法或补码乘除法

运算器高速性和控制简单性：先行进位；阵列乘除法；流水线

第三章 内部存储器

存储器要求：容量大、速度快、成本低

存储器技术指标：存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽

多级存储体系结构：内存(cache、主存)、外存

静态读写存储器(SRAM)和动态读写存储器(DRAM)优缺点：

SRAM速度快 DRAM集成度高

二者优点：体积小、可靠性高、价格低廉。缺点：断电后不保存信息

只读存储器和闪速存储器：断电保存信息

闪速存储器：高性能；低功耗；高可靠性；移动性、

并行存储器结构：

空间并行：双端口存储器 时间并行：多模块交叉存储器

cache(高速缓冲存储器)作用:解决CPU和主存之间速度不匹配二采用的一项重要的硬件技术

主存与cache的地址映射：全相联；直接；组相联(前两者折中方案，普遍采用)

第四章 指令系统

指令系统定义：一台计算机中所以机器指令的集合

指令系统组成：数据传送类指令；算术运算类指令；逻辑运算类指令；程序控制类指令；I/O类指令；字符串类指令；系统控制类指令

RISC指令系统特点：

指令条数少；

指令长度固定，指令格式和寻址方式种类少；

只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作均在寄存器之间进行

指令格式：操作码字段+地址码字段

操作码字段：表征指令的操作特性和功能

地址码字段：指示操作数地址

地址码：二地址、单地址、零地址混合方式

指令长度：单字长、双字长、半字长

指令寻址方式：形成指令地址的方式

数据寻址方式：形成操作数地址的方式

指令寻址方式：顺序地址；跳跃寻址

数据寻址方式：隐含寻址；立即寻址；直接寻址；间接寻址；寄存器寻址；寄存器间接寻址；相对寻址 ；基址寻址；变址寻址；块寻址；段寻址

操作数可放在：专用寄存器；通用寄存器；内存；指令

第五章 中央存储器

CPU功能：指令控制；操作控制；时间控制；数据加工

CPU组成：

1、运算器

2、cache

3、控制器

(4、浮点运算器；5、存储管理部件)

CPU中六类寄存器：指令寄存器；程序计数器；地址寄存器；数据缓冲寄存器；通用寄存器；状态条件寄存器

指令周期：CPU从存储器取出一条指令并执行这条指令的时间

微程序设计技术：利用软件设计方法设计操作控制器的一门技术，具有规整性、灵活性、可维护性

硬连线控制器：某一微操作控制信号是指令操作码译码输出、时序信号和状态条件信号的逻辑函数，即用布尔代数写出逻辑表达式，然后用门电路、触发器等器件实现

并行处理技术：时间并行；空间并行；时间并行+空间并行

流水技术主要问题：资源相关，数据相关，控制相关(时间并行)

RISC机器三个基本要素：

一个有限的简单指令集；

CPU配备大量的通用寄存器；

强调指令流水线的优化(RISC机器一定是流水CPU，流水CPU不一定是RISC机器)

第六章 总线系统

总线：构成计算机系统的互联结构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通道，并在争用资源的基础上进行工作

总线特性：物理特性；功能特性；电器特性；机械特性

带宽：总线本身所能达到的最高传输速率，是衡量总线性能的重要指标

ISA总线：16位，8MB/S

EISA总线：32位，33.3MB/S

VESA总线：32位，132MB/S

PCI总线：64位，264MB/S

总线内部结构：

数据传送总线(地址线、数据线、控制线)；

仲裁总线；

中断和