计算机组成原理 复习资料

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1、复习资料第一章计算机系统概论1计算机的产生–1945年,美国数学家冯.诺依曼博士发表《电子计算工具逻辑设计》论文，提出二进制表达方式和存储程序控制计算机构想。–1946年,美国宾西法尼亚大学研制成功世界上第一台电子数字计算机ENIAC。重28吨，耗电150kW，占地170平米，用电子管18800个，每秒5000次加法。2计算机发展的几个阶段：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成电路计算机、人工智能计算机。3微处理器的发展：第一代（4位4004、4位4040、8位8008）；第二代（8080、MC6800、

2、6501、6502）；第三代（16位Intel8086，数据总线16位，地址总线20位，直接寻址范围1MB）；第四代（32位80386，32位数据总线和32位地址总线，寻址4GB）；第五代（奔腾P5）；第六代（P6，高速奔腾PentiumPro），第七代（Itanium）。4摩尔定律：微型计算机的发展是以微处理器的发展来表征的，微处理器的集成度每隔18个月就会翻一番，芯片的性能也随之提高一倍。5计算机的分类：（用途划分）通用计算机和专用计算机；（信息形式和处理方式划分）数字计算机、模拟计算机和数字模拟混和计算机；（规模划分

3、）巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机。6计算机的特点：快速性、通用性、准确性、逻辑性。7计算机的应用：科学计算、实时控制、信息处理、计算机辅助技术（CAD、CAM、CAT、CAI）、办公自动化、家用电器、人工智能。8计算机系统是由计算机硬件系统、软件系统以及通信网络组成的一个整体系统。9计算机的五大组成部件：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。核心是运算器。10存储单元：计算机中保存一个字节的8位触发器。每个单元对应编号称为存储单元地址。11软件系统：为运行、维护、管理、应用计算机所编制的所有程序及文档

4、的总和。分为²系统软件：包括操作系统（如DOS、Windows、OS/2、UNIX和NetWare等）、数据库管理系统、语言处理程序、服务性程序。²应用软件：为解决各实际问题而编制的程序。12冯.诺依曼机具有如下基本特点：①计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成；②采用存储程序的方式，程序和数据放在同一存储器中，由指令组成的程序可以修改；③数据以二进制码表示；④指令由操作码和地址码组成；⑤指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序替增；⑥机器以运算器为中心，数

5、据传送都经过运算器。要点：二进制数制和按照程序顺序执行。13虚拟机：通过配置软件扩展功能后形成的与实际机无关的机器。它将提供给用户的功能抽象出来，脱离了物理机。14计算机的语言①自然语言：人类相互交流信息所用的语言②高级语言：一种和自然语言接近并能为计算机接受的语言③机器语言：执行高级语言程序需要先翻译成机器能执行的语言（由二进制代码表示的指令组成）。①汇编语言：符号式程序设计语言。15数制之间的转换（如(0.8125)10=(0.1101)2）168086的内部结构图及其简要说明。17条件标志：①若SF=0，则运算结果为

6、正；若SF=1，则运算结果为负。②若ZF=0，则运算结果不为0；若ZF=1，则运算结果为0。③若OF=1，则运算结果溢出；若SF=0，则运算结果未超出表示范围。④若CF=1，则运算结果的最高位产生了进位或借位；若CF=0，则运算结果未产生进位或借位。⑤若运算结果（低8位）中“1”的个数为偶数时候，PF=1；否则PF=0。18控制标志①当中断允许标志IF=1时，CPU开中断，即CPU响应外设的中断请求；当IF=0时，CPU关中断，即CPU不响应外设的中断请求。②当跟踪标志TF=1时，CPU处于单步工作方式，即每执行完成一条指

7、令后，CPU自动产生类型为1的中断，是程序单步执行；当TF=0时，则CPU处于连续工作方式。③方向标志DF：当DF＝0时，执行串操作指令后，变址寄存器自动递增，当DF＝1时，则动递减。即该标志可控制地址朝增加的方向或减少的方向改变。19存储单元地址：8086系统中，为了标识和存取每一个存储单元，给每个存储单元规定一个编号，这就是存储单元的物理地址（简称PA）。20物理地址的形成8086CPU的地址线是20位的，这样最大可寻址空间应为220=1MB，其物理地址范围从00000H～FFFFFH。而8086CPU寄存器都是16位

8、的。那么，这1MB空间如何用16位寄存器表达呢？根据要求可把1M字节地址空间划成若干逻辑段。每个逻辑段必须满足两个条件：①逻辑段的起始地址（简称段首址）必须是16的倍数，这就使段首址的最低4位总为0，高16位正好装入一个段寄存器中；②逻辑段的最大长度为64K，这样某单元在段内的相对位置可用16位段内偏移