计算机组成与体系结构重点

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1、四川大学软件学院计算机组成期末考试由任课教师按照教学大纲出题，采用闭卷考试的方法, 英语出题。加方块的▲表示重点，考的概率极大。本概念集合由笔者参照课本，往年真题以及老师说的重点编写。第一章引言1.▲指令集体体系结构（ISA）：ISA是在机器上运行的所有软件和执行这些软件的硬件之间的协定接口。2.▲硬件软件等效性：一切硬件可以实现的软件也可以实现反之亦然3.▲计算机3个组成部分：处理器，储存器，I/O设备4.摩尔定律：硅芯片的密度每18个月翻一番5.Rock定律：制造半导体集成电路主要设备成本每4年就要翻一番

2、6.▲SSI：小规模集成电MSI：中规模集成电路LSI：大规模集成电路VSI：超大规模集成电路7.▲冯诺依曼主要结构（vonNeumannarchitecture）：由三大硬件系统组成：中央处理器、寄存器、主存储器系统。具有执行顺序指令的处理能力。在主存储器系统和CPU的控制单元之间，包含一条物理上的或者是逻辑上的单一通道，可以强制改变指令和执行的周期。对提取的指令进行译码，变成ALU能够理解的一种语言。ALU执行指令，并将执行的结果存放到寄存器或者存储器中。第四章MARIE：简单计算机模型8.▲CPU：中央

3、处理器负责提取程序指令，并对指令进行译码，然后按程序规定的顺序对正确的数据执行各种操作9.CPU（中央处理器）可分成两部分：数据通道和控制单元10.ALU（算术逻辑单元）：在程序执行过程中用于进行逻辑运算和算术运算11.控制单元：该模块负责对各种操作进行排序并保证各种正确的数据适时出现在所需的地方12.总线：一组导电线路的组合，作为共享和公用的数据通道将系统内的各个子系统连接到一起（点对点，多点）13.▲四种总线（bus）：数据总线，地址总线，控制总线和电源线。14.▲数据总线：用于数据传递的总线；控制总线：

4、指示哪个设备允许使用总线，以及使用总线的目的，也传递有关总线请求，中断和时钟同步信号的响应信号。地址总线：指出数据读写的位置。15.▲总线周期（buscycle）:完成总线信息传送所需的时钟脉冲间的时间间隔16.同步（synchronous）总线：事件发生的顺序由时钟脉冲来控制17.异步（asynchronous）总线：负责协调计算机的各种操作，用握手协议来强制实现与计算机其他操作同步1.▲总线仲裁(busarbitration)：①菊花链仲裁方式：缺乏公平②集中式平行仲裁方式：瓶颈效应③采用自选择的分配式仲

5、裁方式④采用冲突检测的分配式仲裁方式：以太网用这种2.时钟周期：定义为时钟频率的倒数，时钟周期是计算机中最基本的最小的时间单位，一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。（量度系统指令的性能）3.▲I/O接口的主要功能：负责系统总线和各外围设备之间的信号转换，将信号变成总线和外围设备都可以接受的形式。4.中断：改变系统正常执行流程的各种事件5.中断类型：屏蔽中断：可以禁止或忽略；非屏蔽中断：高优先级别中断，不能被禁止，必须响应。（还有同步中断，异步中断）6.中断驱动I/O如何工作;cpu识别一个中断请求时

6、，确认中断服务地址，并且执行这一中断服务的程序。Cpu从原来的程序转去执行某个特定的程序进程处理中断，进行取指译码执行周期，直到中断程序编码运行完毕，CPU再返回之前运行的程序。7.▲通道控制的I/O与中断控制的I/O有什么不同：中断控制的I/O每次传输一个字节，而通道控制的I/O只是在一组字节的传输完成或者失败后才会中断CPU.而且中断控制的I/O只需要很少的CPU8.在MARIE中，7种寄存器（register）：①AC：累加器，保存数据值；②MAR：储存器地址寄存器，保存被引用数据的存储器地址③MBR：

7、存储器缓冲寄存器，用来保持程序将要执行的下一条指令④PC：程序计数器，用来保持程序将要执行的下一条指令的地址⑤IR:指令寄存器，用来保持将要执行的下一条指令⑥InREG:输入寄存器：用来保持来自输入设备的数据⑦OutREG:输出寄存器：用来保持要输出到输出设备的数据9.阐述MARIE每条指令的工作方式：中文课本107页10.▲微指（miniinstruction）令又称为微操作(microoperration)11.重要练习题：3,4,6,8,13,15，21第五章指令系统体系结构概览12.▲固定长度指令和可

8、变长度指令优缺点：固定长度：浪费存储空间，执行速度快；可变长度译码比较复杂，节省储存空间13.▲扩展操作码（expandingopcode）：设计一个指令总长度固定的指令系统体系结构14.小端：将低位的字节首先存放到低位的地址，然后再将最高位的字节存放到高位地址大端：将最高位的字节存放到低位地址然后再存放最低位的字节15.▲CPU三种不同的体系结构：堆栈体系机构；累加器体系结构；通用寄存器体系结构。