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