北理工 計算機組成原理-總復(fù)習(xí)

1、計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院考前復(fù)習(xí)重點章節(jié)為：考前復(fù)習(xí)重點章節(jié)為： 第第2、3、4、5、6、9章章非重點章節(jié)為：非重點章節(jié)為： 第第1、7、8章章總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)考試題型：考試題型： 1.填空題（每空填空題（每空1分）分）15% 2.選擇填空題（單選，每題選擇填空題（單選，每題1分）分）15% 3.判斷題（每題判斷題（每題1分）分）10% 4.計算題計算題 5.分析題分析題 6.設(shè)計題設(shè)計題 7.問答題問答題 10

2、%50%計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)前前3類題及第類題及第7類請注意看書上的有關(guān)概念。類請注意看書上的有關(guān)概念。第第4、5、6類題請注意平時的作業(yè)。如：類題請注意平時的作業(yè)。如：定點、浮點數(shù)的表示范圍定點、浮點數(shù)的表示范圍指令的尋址方式（有效地址的計算）指令的尋址方式（有效地址的計算）定點加、減、乘、除運算定點加、減、乘、除運算字節(jié)編址存儲器的數(shù)據(jù)存放方法字節(jié)編址存儲器的數(shù)據(jù)存放方法由若干存儲芯片構(gòu)成存儲器由若干存儲芯片構(gòu)成存儲器微指令操作控制字段的安排微指令操作控制字段的安排常見磁記錄方式常見磁記錄方式中斷升

3、級中斷升級計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)第第1章章存儲程序概念存儲程序概念 CPU主機主機總線總線計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)第第2章章無符號數(shù)無符號數(shù)帶符號數(shù)帶符號數(shù) 真值、機器數(shù)真值、機器數(shù)原碼、補碼、反碼表示原碼、補碼、反碼表示三種機器數(shù)對于真值三種機器數(shù)對于真值0的表示方法的表示方法三種機器數(shù)的比較三種機器數(shù)的比較計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)

4、計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)定點小數(shù)表示范圍（原碼、補碼）定點小數(shù)表示范圍（原碼、補碼）定點整數(shù)表示范圍（原碼、補碼）定點整數(shù)表示范圍（原碼、補碼）浮點數(shù)表示范圍浮點數(shù)表示范圍規(guī)格化的浮點數(shù)規(guī)格化的浮點數(shù)階碼的移碼表示階碼的移碼表示計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)ASCII碼碼漢字國標(biāo)碼漢字國標(biāo)碼漢字區(qū)位碼漢字區(qū)位碼漢字機內(nèi)碼漢字機內(nèi)碼國標(biāo)碼、區(qū)位碼與機內(nèi)碼之間的轉(zhuǎn)國標(biāo)碼、區(qū)位碼與機內(nèi)碼之間的轉(zhuǎn)換換漢字字形碼漢字字形碼計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)

5、習(xí)總復(fù)習(xí)8421碼、碼、2421碼、余碼、余3碼碼奇偶校驗碼奇偶校驗碼奇偶校驗位奇偶校驗位計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 真值與三種機器數(shù)間的對照真值與三種機器數(shù)間的對照真真值值 X X真真值值 X X十十進進制制 二二進進制制 X X 原原 X X 補補 X X 反反十十進進制制二二進進制制 X X 原原 X X 補補 X X 反反+ +0 0+ +1 1+ +2 2+ +3 3+ +4 4+ +5 5+ +6 6+ +7 7+ +8 8+ +0 00 00 0+ +0 00 01 1+ +0 01 10 0+

6、 +0 01 11 1+ +1 10 00 0+ +1 10 01 1+ +1 11 10 0+ +1 11 11 1- -0 00 00 00 00 00 00 01 10 00 01 10 00 00 01 11 10 01 10 00 00 01 10 01 10 01 11 10 00 01 11 11 1- - -0 0- -1 1- -2 2- -3 3- -4 4- -5 5- -6 6- -7 7- -8 8- -0 00 00 0- -0 00 01 1- -0 01 10 0- -0 01 11 1- -1 10 00 0- -1 10 01 1- -1 11 10 0-

7、-1 11 11 1- -1 10 00 00 01 10 00 00 01 10 00 01 11 10 01 10 01 10 01 11 11 11 10 00 01 11 10 01 11 11 11 10 01 11 11 11 1- -0 00 00 00 01 11 11 11 11 11 11 10 01 11 10 01 11 11 10 00 01 10 01 11 11 10 01 10 01 10 00 01 11 10 00 00 01 11 11 11 11 11 11 10 01 11 10 01 11 11 10 00 01 10 01 11 11 10 01

8、10 01 10 00 01 11 10 00 00 0- -100010001000100010001000-8-8-8-8-8-8100010001000100010001000-0-0-0-0-0-0計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院 原碼定點小數(shù)表示范圍為：原碼定點小數(shù)表示范圍為：-(1-2-n)(1-2-n)補碼定點小數(shù)表示范圍為：補碼定點小數(shù)表示范圍為：-1(1-2-n) 若機器字長有若機器字長有8位，則：位，則：原碼定點小數(shù)表示范圍為：原碼定點小數(shù)表示范圍為：-(1-2-7)(1-2-7)補碼定點小數(shù)表示范圍為：補

9、碼定點小數(shù)表示范圍為：-1(1-2-7)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院 原碼定點整數(shù)的表示范圍為：原碼定點整數(shù)的表示范圍為：-(2n-1)(2n-1)補碼定點整數(shù)的表示范圍為：補碼定點整數(shù)的表示范圍為：-2n (2n-1) 若機器字長有若機器字長有8位，則：位，則：原碼定點整數(shù)表示范圍為：原碼定點整數(shù)表示范圍為：-127127補碼定點整數(shù)表示范圍為：補碼定點整數(shù)表示范圍為：-128127總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 浮

10、點數(shù)設(shè)階碼和尾數(shù)均用補碼表浮點數(shù)設(shè)階碼和尾數(shù)均用補碼表示，階碼共示，階碼共k+1位（含一位階符），位（含一位階符），尾數(shù)共尾數(shù)共n+1位（含一位尾符）。位（含一位尾符）。 計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院 實用浮點數(shù)實用浮點數(shù)IEEE754標(biāo)準(zhǔn)（單精標(biāo)準(zhǔn)（單精度）度）格式格式偏置值偏置值特點特點轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)第第3章章非規(guī)整型指令非規(guī)整型指令的操作碼的操作碼（擴展操作（擴展操作碼）碼）編址方式編址方式 字編址、

11、字節(jié)編址字編址、字節(jié)編址指令中地址碼的位數(shù)指令中地址碼的位數(shù) 主存容量、最小尋址單位主存容量、最小尋址單位數(shù)據(jù)尋址和指令尋址數(shù)據(jù)尋址和指令尋址計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)常見尋址方式常見尋址方式 立即尋址、直接尋址、間接尋立即尋址、直接尋址、間接尋址、相對尋址、變址尋址、頁面尋址、相對尋址、變址尋址、頁面尋址址有效地址有效地址EA的計算的計算 直接尋址、間接尋址、變址尋直接尋址、間接尋址、變址尋址、頁面尋址址、頁面尋址計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算

12、機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)存儲器堆棧操作存儲器堆棧操作 進棧、出棧時棧指針的修改和進棧、出棧時棧指針的修改和數(shù)據(jù)的壓入和彈出數(shù)據(jù)的壓入和彈出程序控制類指令程序控制類指令 轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)子、返回指令的區(qū)別轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)子、返回指令的區(qū)別輸入輸入/輸出類指令輸出類指令 獨立編址獨立編址I/O、統(tǒng)一編址、統(tǒng)一編址I/O計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)CISCRISC計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)指令中地址碼的位數(shù)指令中地址碼的位數(shù) 指令格式中每個地址碼的位數(shù)是

13、與指令格式中每個地址碼的位數(shù)是與主存容量和最小尋址單位（即編址單位）主存容量和最小尋址單位（即編址單位）有關(guān)聯(lián)的。主存容量越大，所需的地址有關(guān)聯(lián)的。主存容量越大，所需的地址碼位數(shù)就越長。對于相同容量來說，如碼位數(shù)就越長。對于相同容量來說，如果以字節(jié)為最小尋址單位，地址碼的位果以字節(jié)為最小尋址單位，地址碼的位數(shù)就需要長些；如果以字為最小尋址單數(shù)就需要長些；如果以字為最小尋址單位（假定字長為位（假定字長為16位或更長），地址碼位或更長），地址碼的位數(shù)可以減少。的位數(shù)可以減少。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 假設(shè)主存容

14、量為假設(shè)主存容量為32MB，機器字長，機器字長64位。若最小尋址單位為字節(jié)（按字節(jié)位。若最小尋址單位為字節(jié)（按字節(jié)編址），其地址碼應(yīng)為編址），其地址碼應(yīng)為25位；若最小尋位；若最小尋址單位為字（按字編址），其地址碼只址單位為字（按字編址），其地址碼只需需22位。位。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 數(shù)據(jù)尋址和指令尋址的區(qū)別。數(shù)據(jù)尋址和指令尋址的區(qū)別。 數(shù)據(jù)尋址，指的是尋找操作數(shù)的地數(shù)據(jù)尋址，指的是尋找操作數(shù)的地址，其最終目的是尋找所需要的操作數(shù)。址，其最終目的是尋找所需要的操作數(shù)。 尋址方式是根據(jù)指令中給出的地址尋

15、址方式是根據(jù)指令中給出的地址碼字段尋找真實操作數(shù)地址的方式。碼字段尋找真實操作數(shù)地址的方式。 指令中的形式地址指令中的形式地址A有效地有效地址址EA尋址方式尋址方式計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)常見的數(shù)據(jù)尋址方式常見的數(shù)據(jù)尋址方式立即尋址立即尋址寄存器尋址寄存器尋址直接尋址直接尋址寄存器間接尋址寄存器間接尋址間接尋址間接尋址變址尋址變址尋址相對尋址相對尋址頁面尋址頁面尋址計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 自底向上生成的存儲器堆棧的堆棧

16、自底向上生成的存儲器堆棧的堆棧操作。操作。 進棧時，進棧時，SP的內(nèi)容需要先自動減的內(nèi)容需要先自動減1，然后再將數(shù)據(jù)壓入堆棧。然后再將數(shù)據(jù)壓入堆棧。 出棧時，需要先將堆棧中的數(shù)據(jù)彈出棧時，需要先將堆棧中的數(shù)據(jù)彈出，然后出，然后SP的內(nèi)容再自動加的內(nèi)容再自動加1。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)第第4章章補碼加補碼加/減法運算減法運算溢出檢測方法溢出檢測方法 一位符號位，進位位，一位符號位，進位位，雙符號位補碼雙符號位補碼補碼的移位運算補碼的移位運算計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)

17、計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)加法器加法器 串行加法器與并行加法器串行加法器與并行加法器進位的產(chǎn)生和傳遞進位的產(chǎn)生和傳遞并行加法器快速進位并行加法器快速進位補碼一位乘法補碼一位乘法補碼加減交替除法補碼加減交替除法浮點加減乘除算法浮點加減乘除算法邏輯運算邏輯運算計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)進位的產(chǎn)生和傳遞進位的產(chǎn)生和傳遞 影響并行加法器速度的關(guān)鍵因素是影響并行加法器速度的關(guān)鍵因素是進位信號產(chǎn)生和傳遞的時間。進位信號產(chǎn)生和傳遞的時間。進位產(chǎn)生函數(shù)和進位傳遞函數(shù)進位產(chǎn)生函數(shù)和進位傳遞函數(shù)進位的傳遞方式有

18、：進位的傳遞方式有： 串行進位方式串行進位方式 并行進位方式并行進位方式 分組并行進位方式（單級先行進位分組并行進位方式（單級先行進位方式和多級先行進位方式）方式和多級先行進位方式）計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 乘除法運算需要的乘除法運算需要的3個寄存器，各個寄存器，各寄存器的作用（初始內(nèi)容和最終結(jié)寄存器的作用（初始內(nèi)容和最終結(jié)果）。果）。 定點定點補碼一位乘法（補碼一位乘法（Booth乘法）乘法）和和定點定點補碼不恢復(fù)余數(shù)除法補碼不恢復(fù)余數(shù)除法的運算過的運算過程。程。 浮點加、減、乘、除浮點加、減、乘、除算法

19、。算法。 邏輯運算是按位進行的，位與位邏輯運算是按位進行的，位與位之間沒有進位之間沒有進位/借位的關(guān)系。借位的關(guān)系。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)第第5章章主存儲器的基本結(jié)構(gòu)主存儲器的基本結(jié)構(gòu)主存儲器的存儲單元主存儲器的存儲單元 位，存儲字，存儲單元，存儲位，存儲字，存儲單元，存儲體體主存儲器的主要技術(shù)指標(biāo)主存儲器的主要技術(shù)指標(biāo) 存取時間存取時間Ta ，存取周期，存取周期Tm數(shù)據(jù)在主數(shù)據(jù)在主存存中的存放中的存放 邊界對齊存放邊界對齊存放計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院

20、北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)RAM記憶單元電路記憶單元電路動態(tài)動態(tài)RAM的刷新的刷新 集中、分散、異步刷新方式的區(qū)集中、分散、異步刷新方式的區(qū)別別半導(dǎo)體只讀存儲器半導(dǎo)體只讀存儲器 ROM的類型的類型計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)主存容量的擴展主存容量的擴展 字擴展，位擴展，同時擴展字擴展，位擴展，同時擴展存儲芯片的地址分配和片選存儲芯片的地址分配和片選主存儲器和主存儲器和CPU的連接的連接 硬連接，軟連接硬連接，軟連接計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)

21、計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)邊界對齊的數(shù)據(jù)存放方法邊界對齊的數(shù)據(jù)存放方法 雙字地址的最末三個二進制位必須為雙字地址的最末三個二進制位必須為000，單字地址的最末兩位必須為，單字地址的最末兩位必須為00，半字，半字地址的最末一位必須為地址的最末一位必須為0。它能夠保證無論。它能夠保證無論訪問雙字、單字、半字或字節(jié)，都在一個訪問雙字、單字、半字或字節(jié)，都在一個存取周期內(nèi)完成，盡管存儲器資源仍然有存取周期內(nèi)完成，盡管存儲器資源仍然有浪費，但是浪費比從存儲字開始存放方法浪費，但是浪費比從存儲字開始存放方法要少得多。要少得多。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理

22、工大學(xué)計算機學(xué)院存儲字存儲字64位（位（8個字節(jié)）個字節(jié)）0181624329172533210183111941220513216142271523263427283635293730313938總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)半導(dǎo)體隨機存儲器（半導(dǎo)體隨機存儲器（RAM）靜態(tài)靜態(tài)RAM（SRAM），其存儲電路），其存儲電路以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基礎(chǔ)。以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基礎(chǔ)。動態(tài)動態(tài)RAM（DRAM），其存儲電路），其存儲電路以柵極電容為基礎(chǔ)。以柵極電容為基礎(chǔ)。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組

23、成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 主存儲器是整個存儲系統(tǒng)的核心，主存儲器是整個存儲系統(tǒng)的核心，通常分為通常分為RAM和和ROM兩大部分。兩大部分。 主存儲器容量的擴展主存儲器容量的擴展 位擴展指只在位數(shù)方向擴展（加大位擴展指只在位數(shù)方向擴展（加大字長），而芯片的字數(shù)和存儲器的字數(shù)字長），而芯片的字數(shù)和存儲器的字數(shù)是一致的。是一致的。 字擴展是指僅在字數(shù)方向擴展，而字擴展是指僅在字數(shù)方向擴展，而位數(shù)不變。位數(shù)不變。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)字和位同時擴展字和位同時擴展 當(dāng)構(gòu)成一個容

24、量較大的存儲器時，當(dāng)構(gòu)成一個容量較大的存儲器時，往往需要在字數(shù)方向和位數(shù)方向上同時往往需要在字數(shù)方向和位數(shù)方向上同時擴展。擴展。 如用如用16K4的的SRAM組成組成64K8的存儲器，需要的存儲器，需要8個芯片。個芯片。 容量容量 地址地址 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 存儲器存儲器 64K8 16 8 存儲芯片存儲芯片 16K4 14 4計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)2:4譯碼器D7 D0A13 A0WED7 D4D3D016K416K416K416K416K416K416K416K4CS0A14A15CS1CS2CS3計算機組成

25、原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)第第6章章控制器的功能控制器的功能 指令流，數(shù)據(jù)流指令流，數(shù)據(jù)流CPU中的主要寄存器中的主要寄存器 專用寄存器專用寄存器計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)控制器的組成控制器的組成控制器的硬件實現(xiàn)方法控制器的硬件實現(xiàn)方法 組合邏輯控制器和微程序控制器的組合邏輯控制器和微程序控制器的區(qū)別區(qū)別時序系統(tǒng)時序系統(tǒng) 指令周期指令周期，機器周期，機器周期控制方式控制方式 同步，異步，聯(lián)合同步，異步，聯(lián)合計算機組成原理計算機組成原理

26、計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)指令執(zhí)行的基本過程指令執(zhí)行的基本過程指令的微操作序列指令的微操作序列 取指公操作取指公操作微程序控制的基本概念微程序控制的基本概念 微程序控制器涉及的兩個層次微程序控制器涉及的兩個層次計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)微指令編碼法微指令編碼法微程序控制器的組成和工作過程微程序控制器的組成和工作過程 微程序控制器的各部件的作用微程序控制器的各部件的作用微程序入口地址的形成微程序入口地址的形成后繼微地址的形成后繼微地址的形成計算機組成原理

27、計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)CPU寄存器的設(shè)置寄存器的設(shè)置 通用寄存器：可用來存放原始數(shù)據(jù)通用寄存器：可用來存放原始數(shù)據(jù)和運算結(jié)果，有的還可以作為變址寄存和運算結(jié)果，有的還可以作為變址寄存器、計數(shù)器、地址指針等。器、計數(shù)器、地址指針等。 專用寄存器：程序計數(shù)器專用寄存器：程序計數(shù)器PC、指、指令寄存器令寄存器IR、存儲器地址寄存器、存儲器地址寄存器MAR和存儲器數(shù)據(jù)寄存器和存儲器數(shù)據(jù)寄存器MDR等之外，還等之外，還有一個重要的專用寄存器有一個重要的專用寄存器狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志寄存器。寄存器。計算機組成原理計算機組成原理計算機組

28、成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 取指令階段完成的任務(wù)是將現(xiàn)行指取指令階段完成的任務(wù)是將現(xiàn)行指令從主存中取出來并送至指令寄存器中令從主存中取出來并送至指令寄存器中去。具體的操作為：去。具體的操作為： (PC)MAR Read (MAR)MDRIR (PC)1PC 取指令操作（公操作）與具體指令取指令操作（公操作）與具體指令無關(guān)。無關(guān)。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 微命令有兼容性和互斥性之分，兼微命令有兼容性和互斥性之分，兼容性微命令是指那些可以同時產(chǎn)生，共容性微命令是

29、指那些可以同時產(chǎn)生，共同完成某一些微操作的微命令；而互斥同完成某一些微操作的微命令；而互斥性微命令是指在機器中不允許同時出現(xiàn)性微命令是指在機器中不允許同時出現(xiàn)的微命令。兼容和互斥都是相對的，一的微命令。兼容和互斥都是相對的，一個微命令可以和一些微命令兼容，和另個微命令可以和一些微命令兼容，和另一些微命令互斥。對于單獨一個微命令，一些微命令互斥。對于單獨一個微命令，談?wù)撈浼嫒莺突コ舛际菦]有意義的。談?wù)撈浼嫒莺突コ舛际菦]有意義的。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 微指令是指控制存儲器中的一個單微指令是指控制存儲器中的一

30、個單元的內(nèi)容，即控制字，它是若干個微命元的內(nèi)容，即控制字，它是若干個微命令的集合。存放控制字的控制存儲器的令的集合。存放控制字的控制存儲器的單元地址就稱為微地址。單元地址就稱為微地址。 一條微指令通常至少包含兩大部分一條微指令通常至少包含兩大部分信息：操作控制字段和順序控制字段。信息：操作控制字段和順序控制字段。 微程序：一系列微指令的有序集合。微程序：一系列微指令的有序集合。一段微程序?qū)?yīng)一條機器指令。一段微程序?qū)?yīng)一條機器指令。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 微程序控制的計算機涉及到兩個層微程序控制的計算機涉

31、及到兩個層次：一個是機器語言或匯編語言程序員次：一個是機器語言或匯編語言程序員所看到的傳統(tǒng)機器層，包括：機器指令、所看到的傳統(tǒng)機器層，包括：機器指令、工作程序、主存儲器；另一個是機器設(shè)工作程序、主存儲器；另一個是機器設(shè)計者看到的微程序?qū)?，包括：微指令、計者看到的微程序?qū)?，包括：微指令、微程序和控制存儲器。微程序和控制存儲器。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)微指令編碼法微指令編碼法 直接控制法（不譯碼法）直接控制法（不譯碼法） 最短編碼法最短編碼法 字段編碼法字段編碼法 計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算

32、機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 字段編碼法中操作控制字段的分段原則：字段編碼法中操作控制字段的分段原則： 把互斥性的微命令分在同一段內(nèi)，兼容把互斥性的微命令分在同一段內(nèi)，兼容性的微命令分在不同段內(nèi)。性的微命令分在不同段內(nèi)。 應(yīng)與數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。應(yīng)與數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。 每個小段中包含的信息位不能太多。每個小段中包含的信息位不能太多。 一般每個小段還要留出一個狀態(tài)，表示一般每個小段還要留出一個狀態(tài)，表示本字段不發(fā)出任何微命令。因此當(dāng)某字段的本字段不發(fā)出任何微命令。因此當(dāng)某字段的長度為三位時，最多只能表示七個互斥的微長度為三位時，最多只能表示七個互斥的微命令

33、，通常用命令，通常用000表示不操作。表示不操作。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)微程序控制器的基本組成微程序控制器的基本組成 微程序控制器比組合邏輯控制器多微程序控制器比組合邏輯控制器多出以下幾個部件：出以下幾個部件：控制存儲器（控制存儲器（ CM）微指令寄存器（微指令寄存器（ IR ）微地址形成部件微地址形成部件微地址寄存器（微地址寄存器（ MAR ） 計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)微程序入口地址的形成微程序入口地址的形成 由機器

34、指令的操作碼字段指出各段由機器指令的操作碼字段指出各段微程序的入口地址（初始微地址）。微程序的入口地址（初始微地址）。后繼微地址的形成后繼微地址的形成 增量方式和斷定方式。增量方式和斷定方式。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)第第7章章三態(tài)門三態(tài)門總線分類總線分類總線的主要性能指標(biāo)總線的主要性能指標(biāo) 總線帶寬總線帶寬總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)總線帶寬定義為總線的最大數(shù)據(jù)傳輸總線帶寬定義為總線的最大數(shù)據(jù)傳輸率，即每秒傳

35、輸?shù)淖止?jié)數(shù)。在總線的率，即每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。在總線的帶寬公式為：帶寬公式為：B=WF/N其中，其中，W為數(shù)據(jù)總線寬度，通常以字為數(shù)據(jù)總線寬度，通常以字節(jié)為單位；節(jié)為單位；F為總線的時鐘頻率；為總線的時鐘頻率；N為為完成一次數(shù)據(jù)傳送所用的時鐘周期數(shù)完成一次數(shù)據(jù)傳送所用的時鐘周期數(shù)。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)第第8章章磁表面存儲原理磁表面存儲原理 記錄介質(zhì)，磁頭記錄介質(zhì)，磁頭磁表面存儲器的技術(shù)指標(biāo)磁表面存儲器的技術(shù)指標(biāo) 記錄密度，存儲容量，平均存取記錄密度，存儲容量，平均存取時間，數(shù)據(jù)傳送率時間，數(shù)據(jù)傳送率數(shù)字磁

36、記錄方式數(shù)字磁記錄方式 常用的磁記錄方式常用的磁記錄方式計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)硬盤的信息分布硬盤的信息分布磁盤地址磁盤地址計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 常用的磁記錄方式的常用的磁記錄方式的寫電流波形。寫電流波形。 硬盤的信息分布：圓柱面（磁硬盤的信息分布：圓柱面（磁道）、盤面、扇區(qū)。道）、盤面、扇區(qū)。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)非編碼鍵盤的

37、工作原理非編碼鍵盤的工作原理打印機的文本（字符）模式和圖形打印機的文本（字符）模式和圖形模式模式點陣式字符打印機工作原理點陣式字符打印機工作原理顯示器的字符方式和圖形方式顯示器的字符方式和圖形方式字符顯示器工作原理字符顯示器工作原理 計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 硬拷貝輸出設(shè)備和軟拷貝輸出硬拷貝輸出設(shè)備和軟拷貝輸出設(shè)備。設(shè)備。 文本模式打印機：打印緩存區(qū)文本模式打印機：打印緩存區(qū)（ASCII碼），字庫（列點陣碼）。碼），字庫（列點陣碼）。 字 符 方 式 顯 示 器 ：字 符 方 式 顯 示 器 ： V R A

38、 M （ASCII碼），字庫（行點陣碼）。碼），字庫（行點陣碼）。計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)第第9章章輸入輸入/輸出接口輸出接口接口的基本組成接口的基本組成接口，端口接口，端口I/O編址方式編址方式獨立編址，統(tǒng)一編址獨立編址，統(tǒng)一編址中斷的基本概念中斷的基本概念程序中斷與調(diào)用子程序指令的區(qū)別程序中斷與調(diào)用子程序指令的區(qū)別計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)中斷的基本類型中斷的基本類型CPU響應(yīng)中斷的條件響應(yīng)中斷的條件中斷隱指令中斷隱指

39、令中斷現(xiàn)場的保護和恢復(fù)中斷現(xiàn)場的保護和恢復(fù)允許和禁止中斷允許和禁止中斷中斷屏蔽中斷屏蔽計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)DMA方式的特點方式的特點DMA接口（接口（DMA控制器）控制器）DMA傳送方法傳送方法DMA傳送過程傳送過程計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)輸入輸入/輸出信息傳送控制方式輸出信息傳送控制方式 程序查詢方式程序查詢方式 程序中斷方式程序中斷方式 直接存儲器存?。ㄖ苯哟鎯ζ鞔嫒。―MA）方式）方式 I/O通道控制方式通道控

40、制方式計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)CPU響應(yīng)中斷的條件響應(yīng)中斷的條件 (1) CPU接收到中斷請求信號接收到中斷請求信號 (2) CPU允許中斷允許中斷 (3) 一條指令執(zhí)行完畢一條指令執(zhí)行完畢計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 中斷隱指令并不是指令系統(tǒng)中的中斷隱指令并不是指令系統(tǒng)中的一條真正的指令，它沒有操作碼，所一條真正的指令，它沒有操作碼，所以中斷隱指令是一種不允許、也不可以中斷隱指令是一種不允許、也不可能為用戶使用的特殊指令。能為用戶使用的特殊指令。 (1) 保存斷點保存斷點 (2) 暫不允許中斷暫不允許中斷 (3) 引出中斷服務(wù)程序引出中斷服務(wù)程序計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理計算機組成原理北京理工大學(xué)計算機學(xué)院北京理工大學(xué)計算機學(xué)院總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)允許和禁