計算機組成原理復(fù)習(xí)重點

1、1、運算器、控制器、存儲器（高速緩存、 主存儲器、 外存設(shè)備）、設(shè)備等幾個主要組成部分 ,這些設(shè)備和部件通過總線和接口連結(jié)在一起，構(gòu)成一臺完整的計算機。2、 馮·諾依曼結(jié)構(gòu)也稱普林斯頓結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合并在一起的存儲器結(jié)構(gòu)。指令存儲地址和數(shù)據(jù)存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置。哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲和數(shù)據(jù)存儲分開的存儲器結(jié)構(gòu)。哈佛結(jié)構(gòu)的處理器通常具有較高的執(zhí)行效率。其指令和數(shù)據(jù)分開組織和存儲的，執(zhí)行時可以預(yù)先讀取下一條指令3、計算機系統(tǒng) =硬件系統(tǒng) +軟件系統(tǒng)（ +人機交互系統(tǒng)）硬件通常是指一切看得見，摸得到的設(shè)備物理實體；軟件通常是泛指各類程序和文

2、件，它們實際上是由一些算法以及其在計算機中的表示所構(gòu)成的。硬件是計算機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件是計算機系統(tǒng)的靈魂。硬件和軟件是相輔相成，不可分割的整體。4、固件是指那些存儲在能永久保存信息的器件（如 ROM ）中的程序， 是具有軟件功能的硬件。 固件的性能指標(biāo)介于硬件與軟件之間，吸收了軟、硬件各自的優(yōu)點，其執(zhí)行速度快于軟件，靈活性優(yōu)于硬件，是軟、硬件結(jié)合的產(chǎn)物。5、計算機的主要性能指標(biāo)：1、機器字長 （機器字長是指參與運算的數(shù)的基本位數(shù)，它是由加法器、寄存器、數(shù)據(jù)總線的位數(shù)決定的。）2.數(shù)據(jù)通路寬度（ 數(shù)據(jù)總線一次所能并行傳送信息的位數(shù)，稱為數(shù)據(jù)通路寬度。） 3.主存容量（ 一個主存儲器所能存儲的

3、全部信息量稱為主存容量）4.運算速度6、計算機的工作過程和主要性能指標(biāo)：吞吐量、響應(yīng)時間、利用率。7、數(shù)值數(shù)據(jù)的三要素：小數(shù)點、進位計數(shù)制和符號。8、 可以采用兩種方法來判別是否產(chǎn)生溢出：單符號位法 （兩異號數(shù)相加或兩同號數(shù)相減決不會產(chǎn)生溢出， 僅當(dāng)兩同號數(shù)相加或兩異號數(shù)相減時才有可能產(chǎn)生溢出。） 雙符號位法(兩個符號位同時參加運算，如果運算結(jié)果兩符號位相同，則沒有溢出發(fā)生。如果運算結(jié)果兩符號位不同，則表明產(chǎn)生了溢出。)9、 運算器包括ALU 、陣列乘除器件、寄存器、多路開關(guān)、三態(tài)緩沖器、數(shù)據(jù)總線等邏輯部件。計算機的運算器結(jié)構(gòu)一般有三種:單總線結(jié)構(gòu)的運算器、雙總線結(jié)構(gòu)的運算器、三總線結(jié)構(gòu)10、

4、存儲器分類按存儲器在計算機系統(tǒng)中的作用分類高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器；按存取方式分類：隨機存取存儲器RAM 、只讀存儲器ROM 、順序存取存儲器SAM 、直接存取存儲器 DAM ；按存儲介質(zhì)分類：磁芯存儲器、半導(dǎo)體存儲器、磁表面存儲器、光存儲器；按信息的可保存性分類：斷電后，存儲信息即消失的存儲器，稱易失性存儲器。斷電后信息仍然保存的存儲器，稱非易失性存儲器。11、由高速緩沖存儲器、主存儲器、 輔助存儲器構(gòu)成的三級存儲系統(tǒng)可以分為兩個層次。其中高速緩存和主存間稱為Cache-主存存儲層次（ Cache 存儲系統(tǒng)）；主存 -輔存存儲層次（虛擬存儲系統(tǒng)）。12、 Cache 存儲系統(tǒng)是為

5、解決主存速度不足而提出來的。虛擬存儲系統(tǒng)是為解決主存容量不足而提出來的。13、主存儲器是整個存儲系統(tǒng)的核心，它用來存放計算機運行期間所需要的程序和數(shù)據(jù)，CPU 可直接隨機地對它進行訪問。主存儲器通常由存儲體、地址譯碼驅(qū)動電路、I/O 和讀寫電路組成。14、存儲單元是CPU 對主存可訪問操作的最小存儲單位。15、刷新實質(zhì) : 先將原存信息讀書,再由刷新放大器形成原信息并重新寫入的再生過程.16、動態(tài) mos 存儲器采用“讀出”方式進行刷新，因為在讀出過程中恢復(fù)了存儲單元的柵極電容電荷，并保持原單元的內(nèi)容，所以讀出過程就是再生過程。17、只讀存儲器（ Rom）：掩模式只讀存儲器（ ROM ）、可編

6、程只讀存儲器（ PROM ）、可擦可編程只讀存儲器（ EPROM ）（用紫外線擦除寫入內(nèi)容，在高壓作用下注入電子；可多次編程）、可電擦可編程只讀存儲器（ E2PROM ）：（每個存儲元采用兩個晶體管，具有電擦除功能）18、 cache 是介于 CPU 和主存之間的小容量存儲器，存取速度倍于主存。 它能高速地向CPU提供指令和數(shù)據(jù)，加快程序的執(zhí)行速度。它是為了解決 CPU 和主存之間速度不匹配而采用的一項重要技術(shù)全部功能由硬件實現(xiàn)，對程序員是透明的19、 CPU 與 cache 之間的數(shù)據(jù)交換是以字為單位，而 cache 與主存之間的數(shù)據(jù)交換是以塊為單位。一個塊由若干定長字組成。20、映象規(guī)則：

7、全相聯(lián)映象、直接映象、組相聯(lián)映象。21、虛擬存儲器是建立在主存與輔存物理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，由附加硬件裝置以及操作系統(tǒng)存儲管理軟件組成的一種存儲體系。虛擬存儲器只是一個容量非常大的存儲器的邏輯模型，不是任何實際的物理存儲器。它借助于磁盤等輔助存儲器來擴大主存容量，使之為更大或更多的程序所使用。它指的是主存-外存層次。以透明的方式給用戶提供了一個比實際主存空間大得多的程序地址空間。22、主存與CPU 的連接有三大類連接：地址連接、數(shù)據(jù)連接、控制連接。23、主存與cache 的地址映射有全相聯(lián)、直接、組相聯(lián)三種方式。24、按照主存 -外存層次的信息傳送單位不同，虛擬存儲器有頁式、段式、段頁式三類25、完

8、善的指令系統(tǒng)應(yīng)滿足如下四個方面的要求：完備性、有效性、規(guī)整性、兼容性。26、指令應(yīng)具有如下功能：1、操作碼指明執(zhí)行什么性質(zhì)和類型的操作2、操作數(shù)指定參加操作的數(shù)本身或是操作數(shù)所在地址 3、指定操作結(jié)果存放的地址4、指定下一條指令存放的地址27、尋址過程就是把操作數(shù)的形式地址轉(zhuǎn)換為操作數(shù)的有效地址的過程。28、操作數(shù)的尋址方式：隱含尋址、立即尋址、直接尋址、間接尋址、寄存器尋址方式和寄存器間接尋址方式、相對尋址方式、基值尋址方式、變址尋址方式、塊尋址方式、段尋址方式29、 CPU 的功能：指令控制、操作控制、時間控制、數(shù)據(jù)加工。30、控制器的主要功能有： 從內(nèi)存中取出一條指令， 并指出下一條指令

9、在內(nèi)存中的位置； 對指令進行譯碼或測試， 并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號； 指揮并控制 CPU，內(nèi)存和 I/O 之間的數(shù)據(jù)流動的方向。31、運算器的主要功能：執(zhí)行所有的算術(shù)運算；執(zhí)行所有的邏輯運算。32、 CPU 中的主要寄存器：累加寄存器 AC 、狀態(tài)條件寄存器 PSW、程序計數(shù)器 PC、指令寄存器 IR、地址寄存器 AR 、緩沖寄存器 DR 。33、常用的操作控制器有兩種：硬布線控制器、微程序控制器。34、總線的特性和分類：物理特性、電氣特性、功能特性、時間特性。35、總線的數(shù)據(jù)傳輸方式：串行傳輸、并行傳輸。36、總線的一次信息（數(shù)據(jù)）傳送過程，大致可分為37、如下五個階段：38、請求總線，總線仲裁，尋址(目的地址 ) ，信息傳送，狀態(tài)返