计算机组成原理考点总结

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1、《计算机组成原理》总结―内部复习文件第一章计算机系统概论1.1计算机的分类电子计算机分两大类：电子模拟计算机、电子数字计算机2・4计算机的性能指标：（基本运算p5）⑴处理机字长：处理机运算器一次能够完成二进制运算的位数,如32位、64位⑵存储器容量：存储器中所有存储单元的总数目，通常用KB,MB,GB,TB来表示⑶计算机五个组成部分：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备（其中cpu由运算器和控制器组成）⑷冯•诺依曼型计算机的设计思想：存储程序并按地址顺序执行⑸计算机软件一般分为两大类：①系统程序②应用程序⑹硬件可以由软件来实现

2、，软件也可以由硬件来实现，故软件与硬件的逻辑等价性。第二章运算方法和运算器1•计算机中常用的数据表示格式有两种：一是定点格式，二是浮点格式。2•阶码位数多，表示数的范围大；尾数位数多，说明该数的精确度越高。3•数的机器码表示：原码、反码、补码、移码表示法4•浮点加、减法运算步骤：（0操作数检查）、（比较阶码大小并完成对阶）、（尾数求和运算）、（结果规格化处理）、（舍入处理）第三章多层次的存储器3.1.1存储器的分类：1.按存取方式分：随机存储器和顺序存储器2•按存储内容可变分：只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）3.6cach

3、e基本原理:①cache解决的问题:为了解决cpu与主存之间速度不匹配问题；②cache基于的原理：程序运行过程中具有（空间局部性）和（时间局部性）原理。③cache实现是由（硬件）方式实现④cache地址没有增加，容量也没有增加。⑤cache命中率:（重点p91大题计3.6.2主存与cache的地址映射①全相联映射方式：主存中的任意一块可以放在cache中的任意一行上优点：非常灵活缺点：比较电路难以设计和实现适用：适合于小容量cache采用②直接映射方式：主存块只能拷贝到cache的一个特定位置上优点：硬件简单，成本低缺点：每个主

4、存块只有一个固定的行位置可存放。适用：适合需要大容量cache的场合。③组相联映射方式：综合前面两者的优缺点。3.6.3替换策略①最不经常使用(LFU)算法②近期最少使用(LRU)算法③随机替换3.6.4cache的写操作策略①写回法②全写法③写一次法3.7虚拟存储器1・虚拟存储器：解决内存容量的不够问题。1.虚存是在主存和辅存之外附加一些硬件和软件实现。3•虚拟存储器的替换算法：FIFO算法、LRU算法、LFU算法第四章指令系统1.一条指令结构可用如下形式表示:操作码字段0P地址码字段A操作码OP表示：表示该指令应进行什么性质的操

5、作。地址码表示:操作数的地址2•二地址指令格式中，从操作数的物理位置来说，可总结为三种类型：①存储器一存储器(SS)②寄存器一寄存器(RR)③寄存器一存储器(RS)3•—个指令系统中，指令字长度不一样。4•指令的寻址方式：顺序寻址方式、跳跃寻址方式5•立即寻址与寄存器寻址相比，立即寻址速度快。6•常用的三种偏移寻址是：相对寻址、基址寻址、变址寻址第五章中央处理器5.1.1cpu的功能：①指令控制②操作控制③时间控制④数据控制2.cpu的组成:由运算器和控制器组成。（现今cpu由运算器、控制器和cache三部分组成。3•运算器由算术逻

6、辑单元（ALU）、通用寄存器、数据缓冲寄存器DR和状态条件寄存器PSW组成。3.cpu中的主要寄存器：①指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。②程序计数器（PC）：下条指令的执行地址且自加1・③数据缓冲寄存器（DR）：用来暂时存放ALU的运算结果。④数据地址寄存器（AR）：保存当前cpu所访问的数据cache存储器中单元的地址⑤通用寄存器（RO—R3）⑥状态字寄存器（PSW）5•任何一条指令取址微指令一样，不同的在执行阶段。6.cpu从（主存）中取出一条指令并执行该指令的时间叫（指令周期），它通常包含若干个（cpu周期

7、），而后者又包含若干个（时钟周期）。7•指令一旦结束，就进入公操作。（取指令可认为是公操作）4.4微程序控制器1.微程序设计技术是利用软件方法来设计硬件的一门技术。2•微程序控制基本原理：仿照通常结题程序的方法，把操作信号编制成所谓的“微指令”，存放到一个只读存储器里。当机器运行时，一条又一条的读出这些指令，从而产生全机所需要的各种操作控制信号，使相应的部件执行所规定的操作。1.一个微指令由若干个微命令组成,其中微指令包括微命令和下地址。2.微程序控制器组成原理：①控制存储器：用来存放实现全部指令系统的微程序，它是一种只读型存储器。

8、②微指令寄存器:用来存放由控制存储器读出的一条微指令信息。③地址转移逻辑：5•微指令格式：水平型微指令、垂直型微指令3.6流水cpu1•计算机并行处理技术主要的三种形式：①时间并行（流水线技术）②空间并行（设置重复的硬件资源）③时间并