东秦计算机组成结构复习总结

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1、组成与结构复习重点第一章1.冯•诺依曼机的特点2.计算机的硬件组成（5大部件及各自的作用）3.计算机系统的层次结构（5层层次图）4.计算题第二章1.模4补码的加减法计算及判溢2.定点数、浮点数表示范围的计算3.定点数原码一位乘法4.补码一位乘法规则5.浮点数的加减法规则6.运算器的概念、部件等第三章1.主存储器的基本组成及工作过程（读写过程）2.静态RAM(SRAM)与RAM(DRAM)各自的特点，两者的比较3.存储容量的扩展4.存储系统的层次结构图及每层的作用5.Cache的地址映像方法（直接映像、组相联映像）（计算主存地址、Cache地址、映像函数、地址对应关系）（参见课件

2、中的例题）第四章1.指令的格式（指令的组成部分）2.操作码的扩展方法3.寻址方式4.指令综合分析第五章1.CPU的功能2.控制器的功能3.控制器的主要组成部件及其作用4.控制器控制指令执行的基本过程5.微程序控制器的组成框图、工作原理6.微流程设计（根据给出的模型机，设计指令周期的流程，包括微操作及相应当控制信号）（参见课件中的例题）第七章1.输入输出系统的基本功能2.输入输出设备的编址方式3.I/O数据传送的5种控制方式4.中断的概念、中断的类型、中断的一般处理过程（图）、多重中断处理过程（画图）5.DMA的概念、数据传送过程、DMA的特点第八章1.流水线的性能分析吞吐率、加

3、速比、效率第一章一、冯.诺依曼机的特点1.计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备组成；2.指令和数据同时存放在存储器中，并可按地址访问。指令象数据一样可以修改；3.指令和数据用二进制编码；4.指令由操作码与操作数两部分组成；5.指令在存储器中按执行顺序存放，通常程序是顺序执行；6.指令和数据用二进制编码；7.机器以运算器为中心（现代计算机以存储器为中心）。以运算器为数据流动中枢，以控制器为控制命令中枢．8.其工作原理的核心：存储程序与程序控制．二、计算机的硬件组成（5大部件及各自的作用）1.运算器：用来完成算术运算和逻辑运算．2.存储器：用来存放数据和程序．3.控制

4、器：用来控制，指挥程序和数据的输入，运行以及处理运算结果．4.输入／输出设备：用来相互转换人们熟悉的信息形式和机器能识别的信息形式．三、计算机系统的层次结构（5层层次图）？四、计算机的性能指标及计算１.Amdahl定律（加速比）：系统中某一部件由于采用某种改进的执行方式后，整个系统的性能提高了，其衡量指标为加速比。　　　　　　Amdahl（阿姆达尔）定律可表示为：Sp：加速比；Te：采用改进措施前执行某任务系统所用的时间；T0：采用改进措施后所需的时间；fe：被改进部分的执行时间占的百分比大小；re:性能提高的倍数。例1：计算机执行某测试程序，其中含有大量浮点数据的处理操作，为

5、提高性能可以采用两种方案，一是采用硬件实现求浮点数平方根(FPSQR)的操作，可以使该操作的速度提高10倍；另一种方案是提高所有浮点数据操作(FP)的速度，使其加快2倍。同时已知FPSQR操作时间占整个测试程序执行时间的20%，而FP操作占整个执行时间的50%，现比较两种方案。解：按两种情况求出其加速比：例2，若考虑将系统中某一功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理使用时间仅为整个系统运行时间的40%，则采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提高多少？2.CPU执行程序所用的时间：Tcpu=IN＊CPI＊Tc(CPI为执行一条指令所需要的时钟周期)例1：某台计算机只有Loa

6、d/Store指令能对存储器进行读/写操作,其它指令只对寄存器进行操作，根据程序跟踪实验结果，已知每种指令所占的比例及CPI数如下:求：上述情况的平均CPI。CPI=1×0.43+2×0.21+2×0.12+2×0.24=0.43+0.42+0.24+0.48=1.57例2：如果FP操作比例为25%，FP的平均CPIFP=4，其他指令的平均CPI(它)为1.33，FPSQR操作比例为2%，而FPSQR的CPIFPSQR=20，改进的方案有二：一是提高FP操作的速度，使其增加一倍即CPIFP改=2，一是提高FPSQR的速度10倍，即CPIFPSQR改=2，试比较两个方案，求解：其

7、中设定IN与TC都是不变的，在此基础上求出改进前后所具有的CPI值，进行比较。解：CPI（原）==（4´0.25）+(1.33´0.75)=2采取以下两种方案进行改进:方案1：改进所有浮点操作指令使FP的平均CPI值提高一倍，即:CPIFP(改)=2整个程序在改进后的值为：CPI(改)=(2×0.25)+(1.33×0.75)=1.5或CPI(改)=CPI(原)-0.25×(CPIFP(原)-CPIFP(改))=2.0-0.25×(4-2)=1.5方案2：只改进FPSQR指令，使其CPI值提