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计算机组成原理考试复习

 大前端之旅 2022-03-10

计算机组成原理考试复习

以下,只是一个简单的复习,不涉及计算啥的,毕竟计算也不熟太难重点是领会,当然可以直接导航到脑图这儿复习
教材采用《计算机组成原理》·白中英·第六版

第一章(计算机系统概论)

​ 1. 计算机的发展

​ 第一代:电子管计算机
​ 第二代:晶体管计算机
​ 第三代: 中小规模集成电路计算机
​ 第四代: 大规模和超大规模集成电路计算机
​ 第五代: 巨大规模集成电路计算机

  • 冯·诺伊曼结构:指令数据在同一存储器中

  • 哈佛结构,指令数据在两个存储器

    1. 计算机的分类及依据

    ​ 电子计算机分为专用计算机和通用计算机,专用通用是根据计算机的效率,速度,价格,运行的经济型和适应性来划分的。

    1. 指令和数据均存放在内存中,计算机如何区分是指令或数据
      指令和数据均存放在内存中,从形式上看,他们都是二进制数码,
      一般来讲,取值周期中从内存中读出的信息流是指令流,他流向控制器,
      而在执行周期中从内存读出的信息流是数据流,它由内存流向运算器。

    2. 计算机系统的组织结构
      多级组成的计算机系统
      微程序设计级(或逻辑电路级)
      直接由硬件执行
      一般机器级
      微程序
      操作系统级
      操作系统
      汇编语言级
      汇编程序
      高级语言级
      编译程序
      分级观点带来的影响
      采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术,对了解计算机如何组成提供了一种好的结构和体制,而且用这种分级的观点设计计算机,对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的

      1. 硬件与软件的关系
        硬件是物理基础,软件是灵魂

    第二章(运算方法和运算器)

    在定点二进制运算器中,减法运算一般通过补码运算的二进制加法器实现
    ​ 定点数的表示:符号位+数值位
    ​ 纯小数
    ​ 纯整数
    ​ 浮点数中
    ​ 尾码:—精度
    ​ 阶码:----表示范围
    ​ 补码与移码只差一个符号位
    ​ 在定点二进制运算器中,减法运算一般通过补码运算的二进制加法器实现
    ​ 定点原码除法运算
    ​ 恢复余数法
    ​ 加减交替法
    ​ 运算器的主要功能
    ​ 算术运算
    ​ 逻辑运算
    ​ 逻辑非
    ​ 逻辑加
    ​ 逻辑乘
    ​ 逻辑异

    第三章(存储系统)

    存储器技术指标
    ​ 存储时间
    ​ 存储容量
    ​ 存储带宽
    ​ 存储周期
    ​ EEPROM(电擦除可编程的只读存储器)
    ​ 双端口存储器由于同一个存储器具有两组相互独立的读写控制电路
    ​ 交叉方式的存储器可以实现多模块流水式并行存取
    ​ Cache是一种高速缓冲存储器,是为了解决CPU和主存之间速度不匹配采用的,具有空间局部性和时间局部性。
    ​ 主存与Cache的地址映射
    ​ 全相联
    ​ 直接方式
    ​ 组相联
    ​ Cache替换策略
    ​ 最不经常使用(LFU)算法
    ​ 近期最少使用(LRU)算法
    ​ 随机替换

第四章(指令系统)

指令系统
​ RISC:精简指令系统
​ CISC:复杂指令系统
​ 指令寻址格式
​ 顺序寻址方式
​ 跳跃寻址方式
​ 地址码
​ 零地址
​ 只有操作码,而无地址码
​ 一地址
​ 二地址
​ 操作数的物理位置
​ SS存储器存储器
​ RR寄存器寄存器
​ R-S寄存器-存储器

第五章(中央处理器)

指令流水中的冲突相关是什么,解决办法是什么?
​ 资源相关
​ 解决:后边指令拖一拍再推进,或增设一个存储部件,指令数据分存
​ 数据相关
​ 解决:可以推后后继指令对相关单元的读操作,设置运算结果缓冲寄存器
​ 控制相关
​ 延迟转移
​ 转移预测
​ 微指令格式
​ 水平型微指令
​ 一次能定义并执行多个并行操作微命令的微指令
​ 垂直型微指令
​ 微指令由操作控制和顺序控制两大部分组成
​ 微程序设计技术是利用软件方法来设计硬件的一门技术
​ CPU的主要寄存器
​ 指令寄存器IR
​ 存放正在执行的指令
​ 程序计数器PC
​ 存放下一条指令的地址
​ 数据地址寄存器AR
​ 指令周期的基本概念
​ 指令周期
​ 取出一条指令并执行这条指令的时间
​ CPU周期(机器周期)
​ 内存中读取一个指令字的最短时间
​ 时钟周期(T周期,节拍脉冲)
​ 处理操作的基本单位
​ 取出和执行任何一条指令所需的最短时间为两个CPU周期
​ 指令周期 > 机器周期(CPU周期)> 时钟周期

第六章(总线系统)

按照总线仲裁电路的位置不同
​ 集中式仲裁
​ 链式查询方式
​ 计时器定时查询方式
​ 独立请求
​ 响应快
​ 分布式仲裁
​ PCI总线分为?功能是?
​ HOST桥(北桥)
​ PCI/PCI桥(南桥)
​ PCI/LEGACY总线桥
​ 功能:桥连接着两条总线,使彼此间相互通信,桥又是一个总线转换部件,可以把一条总线的地址映射到另一条总线的地址空间上,从而使系统中任意一个总线主设备,都能看到同样的一份地址表,使用总线可以实现总线间的猝发式传送
​ 同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率,是因为同步通信用一个时钟公共信号同步
​ 在集中式总线仲裁中,独立请求响应时间最快,菊花链方式对 电路故障最敏感
​ 系统总线中地址线的功能是:指定主存和I/O设备接口电路的地址

第七章(外围设备)

事实上,除了CPU和主存外,计算机系统的每一部分都可以作为一个外围设备来看待
计算机的外围设备是指除了CPU和内存以外的其他地址
​ 打印设备按照印字原理
​ 击打式
​ 非击打式

第八章(输入/输出系统)

DMA接口与CPU共享内存,它们分时使用主存的方式有几种
​ 1.成组连续传送方式(停止CPU访存)
​ 2.周期挪用方式(单字传送方式,周期窃取方式)
​ 3.透明DMA方式(DMA与CPU交替操作方式,总线周期分时方式)
​ 中断向量地址是:终端服务程序入口地址
​ 采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据就要占用一个存储周期
​ 如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态,
那么程序查询方式主机和设备串行工作
程序中断方式主机与设备并行工作
DMA方式主程序与设备并行工作
​ 通道
​ 工作方式
​ 选择通道
​ 多路通道

CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态,
那么程序查询方式主机和设备串行工作
程序中断方式主机与设备并行工作
DMA方式主程序与设备并行工作
​ 通道
​ 工作方式
​ 选择通道
​ 多路通道

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