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高校计算机专业计算机组成原理知识点归纳整理计算机组成原理是计算机科学与技术专业的核心课程之一，它涵盖了计算机体系结构、数字逻辑电路、指令系统和运算器等重要内容。
对于计算机专业的学生来说，掌握计算机组成原理的知识点是至关重要的。
本文将对高校计算机专业计算机组成原理的知识点进行归纳整理，以便学生们在学习和工作中能够更好地运用相关知识。
一、计算机体系结构计算机体系结构是计算机系统中最为基础的部分，它包括计算机硬件层次的组成和计算机相互联系的方式。
计算机体系结构的主要知识点如下：1. Von Neumann 结构：指的是将指令和数据存储在同一存储器中，并通过总线进行传输的计算机结构。
2. 存储器的层次结构：主要包括寄存器、缓存、内存和外存等不同速度和容量的存储器，以满足计算机对于数据存储和访问的需求。
3. CPU 的结构与功能：包括指令寄存器、程序计数器、算术逻辑单元(ALU)等组成部分，用于执行指令和完成计算任务。
4. 输入输出系统：涉及外设和主机之间的数据传输，包括中断、DMA等技术。
二、数字逻辑电路数字逻辑电路是计算机中的基本组成部分，它用于处理和传输数字信号。
在计算机组成原理中，数字逻辑电路是非常重要的知识点。
以下是数字逻辑电路的主要知识点：1. 布尔代数与逻辑运算：包括与、或、非、异或等逻辑运算的基本定义和性质，以及基于逻辑门实现的逻辑电路。
2. 组合逻辑电路：由逻辑门组成的电路，输出仅与输入的当前状态有关，不受时钟信号的影响。
3. 时序逻辑电路：输出与输入的当前状态和历史状态有关，包括锁存器、触发器和计数器等电路。
三、指令系统与运算器指令系统是计算机的核心部分，它规定了计算机能够识别和执行的指令集。
而运算器则是计算机中负责执行算术和逻辑运算的部件。
以下是指令系统与运算器的主要知识点：1. 指令的格式与寻址方式：根据指令和操作数的组织形式，可以将指令分为不同的格式，如固定格式、可变格式和根据寻址方式分为立即寻址、直接寻址、间接寻址等。
计算机系统结构考点总结计算机系统结构是计算机科学与技术领域的重要分支，涉及计算机硬件和软件的组成及其相互关系。
为了帮助大家更好地掌握这一领域的核心知识，本文将针对计算机系统结构的考点进行详细总结。
一、计算机系统结构基本概念1.计算机系统结构的定义及发展历程2.计算机系统结构的分类：冯·诺伊曼结构、哈佛结构、堆栈式结构等3.计算机系统性能指标：指令周期、CPU时钟周期、主频、缓存命中率等二、中央处理器（CPU）1.CPU的组成：算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器组等2.指令集架构：复杂指令集计算机（CISC）、精简指令集计算机（RISC）3.CPU缓存：一级缓存、二级缓存、三级缓存及其工作原理4.多核处理器：核数、并行计算、线程级并行等三、存储系统1.存储器层次结构：寄存器、缓存、主存储器、辅助存储器等2.主存储器：DRAM、SRAM、ROM等3.磁盘存储器：硬盘、固态硬盘、光盘等4.存储器管理：分页、分段、虚拟存储器等四、输入输出系统1.I/O接口：并行接口、串行接口、USB、PCI等2.I/O设备：键盘、鼠标、显示器、打印机等3.I/O控制方式：程序控制、中断、直接内存访问（DMA）等4.I/O调度策略：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、扫描算法等五、总线与通信1.总线分类：内部总线、系统总线、I/O总线等2.总线标准：ISA、PCI、PCI Express等3.通信协议：TCP/IP、UDP、串行通信等4.网络拓扑结构：星型、总线型、环型、网状等六、并行计算与分布式系统1.并行计算：向量机、SIMD、MIMD等2.分布式系统：分布式计算、分布式存储、负载均衡等3.并行与分布式编程：OpenMP、MPI、MapReduce等4.并行与分布式算法：排序、搜索、分布式锁等通过以上考点的总结，相信大家对计算机系统结构有了更加全面和深入的了解。
冯诺依曼结构特点：1.计算机的硬件由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。
2.程序预先存放在存储器中，计算机工作时能自动高速的从存储器中取出指令和数据加以执行。
3.数据采用二进制码表示。
4.指令由操作码和操作数组成。
5.指令按执行的顺序存放在存储器中，由程序指针指明要执行的指令所在的位置。
6.以运算器为中心，I/O设备和存储器之间的数据传送都通过运算器。
计算机软件系统的分类：1.应用软件2.系统软件：a.语言处理程序b.管理程序c.服务程序主要性能指标：1.吞吐率与吞吐量2.响应时间3.CPU时钟周期4.主频：CPU的时钟频率5.CPI：执行每条指令所需的平均时钟周期数6.CPU执行时间7.MIPS：每秒百万条指令8.MFLOPS：每秒百万个浮点操作指令中包含信息的基本格式：1、什么是指令？什么是指令系统？指令：指计算机的硬件能够直接识别的命令指令系统：计算机系统中全部指令的集合1.操作码：用来表示该指令所要完成的操作2.地址码：a.操作数的地址b.操作结果的存储地址c.下一条指令的地址指令的类型：1.算术逻辑运算指令2.移位操作指令3.浮点运算指令4.十进制运算指令5.字符串处理指令6.数据传送指令7.转移类指令8.堆栈及堆栈操作指令9.输入输出指令10.特权指令CISC与RISC基本概念：1.CISC：复杂指令计算机，新机型继承老机型全部指令导致系列机指令系统庞大。
2.RISC：精简指令计算机，通过简化指令而不是指令系统。
控制器的基本功能：取出指令、解释指令、执行指令。
微程序控制的基本概念：将一条机器指令编写成一个微程序，每一个微程序包含若干条微指令，每一个微指令对应一个或几个微操作命令。
然後把这些微程序存到一个控制存储器中，用寻找用户程序机器指令的办法来寻找每個微程序中的微指令。
微指令格式：1.水平型微指令：控制字段和下址字段组成2.垂直型微指令：微操作码字段和微地址码组成硬布线控制的计算机概念和原理：1.概念：完全采用组合逻辑电路来产生时序控制信号，所以又称为组合逻辑控制方式。
计算机组成原理知识点总结计算机组成原理是计算机科学与技术的基础课程之一，涉及到计算机系统的硬件和软件组成，以及它们之间的交互关系。
以下是一些计算机组成原理的重要知识点总结：1. 计算机的分类：计算机可以根据规模、用途和结构等方面进行分类。
常见的分类有超级计算机、服务器、工作站、个人电脑、嵌入式系统等。
2. 计算机的基本组成：计算机由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备和存储设备等。
软件包括系统软件和应用软件。
3. 冯·诺依曼体系结构：冯·诺依曼体系结构是现代计算机体系结构的基础，它包含了存储器、算术逻辑单元(ALU)、控制单元和输入输出单元。
4. 存储器层次结构：计算机的存储器层次结构从高速缓存到主存再到辅助存储器，层层递进，速度和容量逐渐增大，成本逐渐减小。
5. 数据表示和运算：计算机使用二进制表示数据，并且可以进行不同进制间的转换。
在计算过程中，计算机使用算术逻辑运算对数据进行操作。
6. 指令集体系结构：指令集体系结构是计算机硬件和软件的接口，定义了计算机的指令集和指令执行方式。
常见的指令集体系结构有精简指令集(RISC)和复杂指令集(CISC)。
7. CPU的工作原理：CPU执行计算机指令的过程包括取指令、译码指令、执行指令和写回结果等步骤。
这些步骤是由控制单元和算术逻辑单元(ALU)完成的。
8. 输入输出系统：计算机通过输入输出设备与外部环境进行交互。
输入输出系统包括输入输出控制器、输入输出接口和输入输出设备等。
9. 总线：计算机内部各个硬件部件之间通过总线进行通信和数据传输。
总线包括数据总线、地址总线和控制总线。
10. 中断和异常：中断是计算机在执行过程中响应外部事件的一种机制，可以中断当前的执行流程。
异常是由于程序错误或硬件错误而引起的计算机响应机制。
以上是计算机组成原理的一些重要知识点总结，它们构成了计算机系统的基础，对于理解计算机的工作原理和设计原则非常重要。
计算机组成原理知识点总结1.计算机系统结构：计算机系统由硬件和软件两个部分组成。
硬件包括中央处理器（CPU）、内存、存储、输入输出设备等；软件包括系统软件和应用软件。
计算机的基本组成包括控制器、运算器、存储器和输入输出设备。
2.布尔代数和逻辑运算：布尔代数是一种逻辑运算的数学体系，计算机的工作原理是基于逻辑运算的。
布尔代数的基本运算有与、或、非、与非等。
逻辑电路是基于这些布尔运算的组合与设计电路，并且逻辑门是构成逻辑电路的基本元件，包括与门、或门和非门等。
3. 数据表示和编码方式：计算机内部使用二进制表示和存储数据。
十进制数可以转换为二进制数，通过位于和非显示十进制数。
计算机采用不同的编码方式来表示字符和数据，例如ASCII码、Unicode等。
4.计算机中的算术运算：计算机进行算术运算包括加法、减法、乘法和除法等。
算术运算是通过逻辑运算和位操作实现的，例如加法器、乘法器和除法器。
5.存储器层次结构：存储器是计算机中用于存储和访问数据的设备。
存储器层次结构包括寄存器、高速缓存、主存储器和辅助存储器等。
存储器的访问速度和容量呈反比，存储器层次结构的设计目标是在速度和容量之间找到一个平衡点。
6.输入输出设备：计算机通过输入输出设备与外部世界交互，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
输入输出设备通过中断机制和设备控制器实现与CPU的数据交换。
7.中央处理器：中央处理器是计算机的核心，执行指令并控制计算机的运行和运算。
中央处理器由控制器和运算器组成，控制器负责解释和执行指令，运算器负责算术和逻辑运算。
8.指令的执行过程：计算机按照程序顺序依次执行指令，指令的执行过程包括取指令、解码、执行和访存。
指令集架构是计算机硬件和软件交互的接口。
9.总线和IO结构：总线是计算机内部各个部件之间传输数据和信号的通道，包括地址总线、数据总线和控制总线。
IO结构包括存储器映射IO和端口映射IO两种方式。
10.中断和异常处理：计算机中断是指暂停当前程序的执行，转而执行其他程序或处理异常情况。
计算机组成原理知识点总结机器语言和汇编语言：机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合，具有灵活、直接执行和速度快等特点。
汇编语言则是一种用符号表示的、面向CPU指令的程序设计语言，可以充分利用机器硬件的全部功能，程序目标代码占用内存少，执行速度快，效率高，具有实时性，但不能被计算机直接识别。
性能指标：计算机的性能指标包括主频、字长、运算速度、存储容量、可靠性、可维护性、可用性和兼容性等。
冯·诺依曼型计算机原理：冯·诺依曼型计算机采用二进制表示程序和指令，指令由操作码和地址码组成。
它将程序和数据放在存储器中，通过“存储程序”和“程序控制”的方式工作。
总线：计算机通常将部件之间数据交换通路加以归并，组成多位总线结构，不同部件的信息可以在共用传输总线上分时传送。
总线分为内部总线和外部总线，内部总线指CPU内各部件之间的连线，外部总线指系统总线，即CPU与存储器、I/O系统之间的连线。
运算器：运算器包括算术逻辑运算单元（ALU）、阵列乘/除法器、寄存器组、多路开关、三态缓冲器、数据总线等逻辑部件，通常集成在CPU芯片中。
控制器：控制器包括指令部件、时序部件和中断控制逻辑等，负责指令的读出、识别、解释和协调各部件执行指令。
存储体系：计算机采用多级存储体系结构，包括cache、主存和外存。
CPU能直接访问内存（cache、主存），但不能直接访问外存。
中断和DMA：中断是指计算机由任何非寻常的或非预期的急需处理的事件引起CPU暂时中断现有程序的执行而转去执行另一服务程序来处理这些事件，等处理完成后又返回原程序。
DMA是一种子完全由硬件执行I/O交换的工作方式，DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制，数据不经过CPU，而直接在内存和I/O设备之间进行。
以上是计算机组成原理的一些关键知识点，涵盖了计算机的基本结构和功能、性能指标、冯·诺依曼型计算机原理、总线、运算器、控制器、存储体系和中断与DMA等方面。
考试时间：120分钟分数分布：一、单项选择题（每题2分，共30分）二、填空题（每空1分，共15分）三、简答题（每小题5分，共20分）四、综合题（4小题，共35分）复习范围：C1.1.计算机系统的组成。
2.计算机硬件系统组成。
电子路线：地址总线、数据总线、控制总线物理装置（基本部件）：（CPU（运算器和控制器）、存储器、输入、输出设备）计算机软件系统组成。
应用软件和系统软件计算机系统的层次结构。
1.应用软件：应用程序2.系统软件：高级语言、汇编语言、操作系统3.硬件操作系统的作用：控制和管理系统资源的使用、计算机系统的软件和硬件指标C3.1.2、6、10、16进制数之间的转换。
P68-712.十进制数字的几种编码（bcd码）即8421码：和<=9（1001），不修改；和大于9，加6（0110）修改。
3.有符号数的几种编码方法，真值与对应编码之间的转换。
（P73-77）真值：用正、负号来分别表示正数和负数。
机器数：用一位数码0或1来表示数的正负号。
4.如何判断溢出。
1.当符号相同的两数相加时，如果结果的符号与加数（或被加数）不相同，则为溢出。
2.当任意符号两数相加时，如果C（数值最高位进位）=Cf（符号位的进位），正确。
如果C!=Cf，为溢出。
5.定点数与浮点数的结构，特点比较。
1.定点数（小数点固定）：A.定点小树：小数点固定在数据数值左边，符号位右边。
B.整数：小数点固定在数据数值右边。
2.浮点数（小数点可浮动）：N=M*RE（E为幂）。
N浮点数，M尾数，E阶码，R阶的基数（底）。
6.浮点数加减法的的运算步骤。
1.“对价”操作2.尾数的加减运算3.规格化操作（规格化）4.舍入5.检查阶码是否溢出（判溢出）7.浮点数乘除法的运算步骤。
1.求乘积（商）的阶码2.尾数相乘（除）3规格化处理（规格化）4.舍入5.检查阶码是否溢出（判溢出）8.补码一位乘法的运算步骤。
9.补码一位除法的运算步骤。
10.如何检验奇偶校验码的正确性。
计算机组成原理考点总结终结版1.计算机的发展历程：从巨型机到小型机、微型机、个人计算机和移动计算机的演变过程，了解每个发展阶段的特点和主要代表机型。
2.计算机的基本组成：CPU（中央处理器）、内存、输入输出设备和外部设备。
了解它们的功能和相互间的连接方式。
3.CPU的结构和工作原理：包括控制器和运算器。
控制器负责控制程序的执行，运算器负责执行算术和逻辑运算。
了解指令的执行过程、寄存器的作用和通用寄存器的设计原则。
4.存储器的层次结构：包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储器。
了解它们在计算机中的作用、特点和层次关系。
5.输入输出设备的工作原理：包括串行和并行传输方式、中断和DMA （直接内存访问）技术。
了解输入输出设备与CPU之间的数据传输方式和控制方法。
7.指令系统的设计与性能指标：了解指令的格式、操作码和寻址方式。
掌握指令的执行周期和性能指标，如CPI（每条指令的时钟周期数）和MIPS（每秒执行百万条指令数）。
8.程序的执行过程：包括指令的获取、分析和执行。
了解程序从存储器到CPU的数据传输过程和指令的执行流程。
9.中断和异常处理：了解中断和异常的概念、分类和处理方法。
掌握中断向量表和中断处理程序的设计和实现。
10.性能评价和优化：了解计算机系统的性能评价指标，如响应时间、吞吐量和效能。
掌握性能优化的方法，如指令级并行和流水线技术。
以上是计算机组成原理中一些重要的考点总结，希望能对大家的学习有所帮助。
在复习过程中，还应结合教材、习题和实验来深入理解和巩固知识，进行综合性的学习。
计算机组成原理知识点总结1. 引言计算机组成原理是计算机科学和工程领域的基础学科，它涉及计算机系统的设计和功能实现。
本文档旨在总结计算机组成原理的核心知识点，为读者提供一个清晰的学习框架。
2. 计算机系统概述2.1 计算机的定义与分类2.2 计算机的发展历程2.3 计算机系统的组成3. 数据的表示与处理3.1 数制与编码3.2 定点数与浮点数的表示3.3 数据的运算方法3.4 逻辑运算与逻辑电路4. 指令系统4.1 指令格式与指令类型4.2 指令的执行过程4.3 指令集体系结构4.4 程序的编写与执行5. 存储系统5.1 存储器的层次结构5.2 主存储器与辅助存储器5.3 缓存存储器5.4 虚拟存储器6. 中央处理器（CPU）6.1 CPU的功能与组成6.2 时钟与同步6.3 算术逻辑单元（ALU）6.4 控制单元（CU）6.5 寄存器与寄存器组7. 输入/输出系统7.1 I/O接口的作用与分类7.2 轮询与中断7.3 直接内存访问（DMA）7.4 人机交互设备8. 总线与互连网络8.1 总线的概念与分类8.2 总线协议与标准8.3 互连网络的设计9. 并行组织与流水线9.1 并行处理的概念9.2 流水线的基本原理9.3 超标量与超级流水线9.4 并行处理的挑战10. 性能评估10.1 性能指标10.2 阿姆达尔定律10.3 性能提升策略10.4 能效比的重要性11. 结论本文档总结了计算机组成原理的关键知识点，旨在为读者提供一个全面的理解框架。
通过掌握这些知识点，读者将能够更好地理解计算机系统的工作原理和设计原则。
12. 参考文献[1] Patterson, D. A., & Hennessy, J. L. (2017). Computer Organization and Design MIPS Edition: The Hardware/Software Interface. Morgan Kaufmann.[2] Stallings, W. (2015). Computer Organization and Architecture. Pearson Education.[3] Tanenbaum, A. S., & Austin, T. (2012). Structured Computer Organization. Pearson.请注意，本文档是一个简化的总结，实际的计算机组成原理课程可能会包含更多的细节和深入的讨论。
可编辑修改精选全文完整版计算机组成原理第一章计算机系统概论（清楚一个概念）计算机的性能指标：吞吐量：表征一台计算机在某个时间间隔内能够处理的信息量。
响应时间：表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。
利用率：在给定的时间间隔内系统被实际使用的时间所占的比率，用百分比表示。
处理机字长：指处理机运算器中一次能够完成二进制数运算的位数。
总线宽度：一般指CPU中运算器与存储器之间进行互连的内部总线二进制位数。
存储器容量：存储器中所有存储单元的总数目，通常KB,MB,GB,TB来表示。
存储器带宽：单位时间内存储器读出的二进制数信息量，一般用字节数/秒表示。
主频/时钟周期：CPU的工作节拍受主时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟，主时钟的频率叫CPU的主频。
度量单位MHZ（兆赫兹）、GHZ（吉赫兹）主频的倒数称为CPU时钟周期（T),T=1/f，度量单位us，nsCPU执行时间：表示CPU执行一般程序所占的CPU时间，公式：CPU执行时间=CPU时钟周期数xCPU时钟周期CPI：表示每条指令周期数，即执行一条指令所需的平均时钟周期数。
公式：CPI=执行某段程序所需的CPU时钟周期数/程序包含的指令条数MIPS：表示平均每秒执行多少百万条定点指令数，公式：MIPS=指令数/（程序执行时间x10^6）第二章运算方法和运算器原码定义：（1）整数（范围（-（2^n-1）~ 2^n-1)（2）小数(范围-（2^-n-1 ~ 1-2^-n)反码定义：（3）整数（范围（-（2^n-1）~ 2^n-1)（4）小数(范围-（2^-n-1 ~ 1-2^-n)补码定义：（5）整数（范围（-（2^n ）~ 2^n-1)（6）小数(范围（-1 ~ 1-2^-n)移码表示法（用于大小比较与对阶操作）IEEE754标准格式：符号位（1位）+ 阶码（移码）+ 尾数正溢：两个正数相加，结果大于机器字长所能表示的最大正数负溢：两个负数相加，结果小于机器字长所能表示的最小负数检测方法：1、双符号位法2、单符号位法不带符号阵列乘法器：同行间并行不同行间串行浮点加减运算操作过程大体分四步：1、0操作数检查2、比较阶码大小完成对阶3、尾数进行加减运算4、结果规格化所进行舍入处理流水线原理:时间并行性线性流水线的加速比：C k=T L/T K =nk/k+（n-1）第三章存储系统程序局部性原理：在某一段时间内频繁访问某一局部的存储器地址空间，而对此范围以外的地址空间则很少访问的现象。
一、第一章1．习题1.5如何划分计算机发展的五个阶段根据电子计算机所采用的物理器件的发展，分为五代：第一代：电子管计算机时代第二代：晶体管计算机时代第三代：集成电路计算机时代第四代：大规模集成电路计算机时代第五代：超大规模集成电路计算机时代2．什么是总线定义：总线是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质3．运算器的核心是什么？算术逻辑部件4．完整的计算机系统包括哪些部分？一个完整的电子计算机系统由硬件和软件两大部分构成。
计算机硬件包括输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器五大部分。
1.软件的组成(系统软件和应用软件)二、第三章1．定点数的形式（格式）范围32位定点小数补码范围-1~1-2^(-31)32位定点整数补码范围-2^31~2^31-12．4种机器数及特点是什么正数：X=+0.1011=01011（原码）=01011（补码）=01011（反码）=11011(移码）(补码符号位取反）负数：X=-0.1011=11011（原码）=10101（补码）（数字位取反加1）=10100反码）（数字位取反加）=00101（移码）（补码符号位取反）3．什么是溢出？补码运算溢出判断方法当运算结果超出机器数所能表示的范围时即为溢出溢出判断：1.当符号相同的两数相加时，如果结果的符号与加数不相同，即为溢出2.当任意符号两数相加时，如果C（数值最高位的进位）=Cf（符号位进位），则正确，反之溢出。
4．浮点数尾数用补码表示时规格化判断方法5．IEEE-754标准浮点数表示形式，什么是机器零？（1）单精度浮点数（32位），阶码8位，尾数24位（内含一位符号位）（2）双精度浮点数（64位），阶码11位，尾数53位（内含一位符号位）机器零：当一个浮点数的尾数为0，或阶码的值比能在机器中表示的最小值还小时，计算机把该浮点数看成0值，称为机器零。
6．浮点数机器加/减运算步骤7．浮点数机器乘/除运算步骤8．浮点数格式及范围，写出最大、最小正数/负数习题3.109．奇偶校验码数据奇校验编码（奇数个1）奇校验编码（偶数个1）00000000 100000000 000000000001010100 010101000 10101010001111111 001111111 101111111三、第四章1．静态、动态存储器是如何存储信息的静态RAM是靠双稳态触发器来记忆信息的；动态RAM是靠MOS电路中的栅极电容来记忆信息的。
四川省考研计算机系统结构复习资料计算机组成原理重点概念总结计算机系统结构复习资料-计算机组成原理重点概念总结计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，也是研究计算机硬件和软件的基础。
在四川省考研中，计算机系统结构是考生需要重点复习的内容之一。
本文将从计算机组成原理的角度出发，总结了一些重点概念，帮助考生进行复习。
一、计算机组成原理概述计算机组成原理是研究计算机硬件和软件基本组成、结构、功能和工作原理的一门学科。
它包括计算机的体系结构设计、指令系统设计、数据传输与存储、输入输出系统设计等内容。
计算机系统结构是计算机组成原理的一个重要方面，它描述了计算机各个部分之间的关系以及数据传输与控制的过程。
二、重点概念总结在复习计算机组成原理时，有一些重点概念需要加以理解和掌握。
1. 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构是一种计算机系统结构，它包括五个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
冯·诺依曼体系结构将指令和数据存储在同一存储器中，并通过控制器依次执行指令，实现计算机的基本功能。
存储系统是计算机的核心组成部分，它由主存储器和辅助存储器两部分组成。
主存储器用于存储当前执行的程序和数据，辅助存储器则用于长期存储大量数据和程序。
3. 指令系统指令系统是计算机执行指令的规范和集合，它定义了计算机所能执行的指令的种类、格式和功能。
指令系统是计算机的基本功能之一，不同的计算机有不同的指令系统。
4. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心组成部分，它包括运算器和控制器。
运算器用于执行算术和逻辑运算，控制器用于控制指令的执行和数据传输。
5. 输入输出系统输入输出系统是计算机与外部设备之间进行数据交换的接口。
它包括输入设备、输出设备和接口电路。
输入设备用于将外部数据输入到计算机系统中，输出设备用于将计算机处理的数据输出到外部。
6. 总线总线是计算机内部各个部件之间传输数据和控制信号的通道。
1.冯诺依曼计算机体系采用了存储程序方案，把解题过程的每一步用指令表示，并按照顺序编写成为程序，存放在存储器中。
基本特点（1）计算机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备组成（2）采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，以二进制表示（3）指令由操作码和地址码组成（4）指令在存储器中顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令存储单元地址（5）机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传递都通过运算器。
2.计算机四种系统单指令流单数据流（每次执行一条指令，每次操作一个数据），单指令流多数据流（多个处理器，由指令控制部件向多个处理器发送同一指令，各处理器操作各自数据），多指令流单数据流（同一时刻执行多条指令，处理同一数据），多指令流多数据流（每台处理器执行各自指令，操作各自数据）。
3.加法器，加法器实现，半加器和全加器加法器是计算机基本运算部件之一。
半加器不考虑进位输入，全加器考虑进位输入半加器：H n=X n*Y n+X n*Y n全加器：F n=X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-1Cn=X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-1+X n*Y n*C n-14.二进制数据（编码形式）表现方法，特点与区别编码形式：0,1序列各种转化：看书P32-P36原码：正数最高位为0，负数最高位为1其余不变补码：正数不变最高位为0，负数按位取反再加1,0的补码唯一为000...反码：正数不变最高位为0，负数最高位取1，其余位取反移码：补码符号位取反其他运算：看书5.为什么运算使用补码简化运算器设计6.数据校验码实现原理加进一些冗余码，使合法数据编码出现某些错误时就成为非法编码，通过检查编码的合法性来发现错误。
海明校验码：从右到左H1~Hn, 2r>=k+r,k为数据位数，r为校验码数，校验码位于2i处校验码值=各相关数据位异或。
Sn=P n异或实际P n7.静态/动态存储器是如何工作的静态ＭＯＳ存储器由两个ＭＯＳ反相器交叉耦合而成的双稳态触发器。
左高右低使T1导通写0 左低右高使T2导通写1 ，T0导通时通过T2有一个负脉冲表示1，T1导通通过T3负脉冲表示0。
动态MOS存储器利用MOS电容存储电荷动态RAM的总体结构和工作原理与静态RAM(见随机存储器)的区别是，存储矩阵采用了动态存储单元。
静态触发器是靠电路状态的反馈自锁保存数据，动态存储单元则是通过在电容上存储电荷保存数据。
字线选中时T导通，位线高电平CS放电写0，位线低电平cs充电写1。
当读取时数据线预先充电到高平，若cs有电荷，则放电，数据线电位下降，表示1，若cs无电荷数据线电位不变表示0，读出放大器。
8.多体交叉存储器主存由多个相同容量为L的存储体组成，每个存储体有自己的读写线路，地址寄存器和数据寄存器，称为存储模块，他们既能并行工作，又能交叉工作。
在M个模块上交叉编址称为模M交叉编址。
地址码的低位选择存储模块，高位指向对应模块内部存储字。
一般M 取2的整数次幂。
Cpu和输入输出处理机对存储器的访问通过主存控制部件控制，当cpu发出存取请求操作时，由交叉编址位选择存储体，并查询该存储控制部件中的忙触发器是否为1，为1时忙则等待。
处理完成后向cpu发出回答信号，若cpu要继续读写操作则将下一个地址码及读写命令送到存储控制部件，重复过程。
M i的地址编号序列=M*j+i j从0~L-1 i从0~M-1好处：降低存储器冲突概率，提高访问速度。
9.指令操作码扩展技术原理：通常是在指令字中用一个固定长度的字段来表示基本操作码，对于一部分不需要某个地址码的指令，把它们的操作码扩充到该地址字段，这样就可以在不增加指令长度的情况下扩展操作码的长度，从而表示更多指令。
计算可以扩展的指令数（例子仅体现出算法思想）：若指令码占4位，各地址码占4位，三地址命令码需要14条，二地址命令码需要14条，一地址命令码需要14条，一种扩展方式则扩展出（（（16-14）*16-14）*16-14）条零地址码，一共（（（16-14）*16-14）*16-14）+3*14条码。
寻址方式以及作用直接寻址：地址码字段直接给出物理地址（无）寄存器寻址：操作数存在寄存器中（缩短指令长度，节省存储空间，提高执行速度）基址寻址：地址码字段确定偏移量，寄存器确定起始地址（存储器中定位和扩大寻址空间）变址寻址：地址码字段和变址寄存器值相加得出物理地址（用于数组）间接寻址：物理地址在寄存器或存储器中（指出操作数或指令的地址）相对寻址：程序计数器PC内容和地址码字段相加（用于转移指令）立即数寻址：直接给出操作数（用于给某一寄存器或存储器单元赋初值或提供一个常数）堆栈寻址：栈顶指针+堆栈地址（用于确定栈顶位置）10.精简指令计算机和复杂指令计算机的区别比较内容CISC RISC指令系统复杂，庞大常用占20%为了实现其功能设计的为程序代码占80% 简单，精简指令数目，指令格式，寻址方式多少指令字长不固定等长可访存指令不加限制只有LOAD/STORE指令各种指令使用频率相差很大相差不大各种指令执行时间相差很大绝大多数在一个周期内完成优化编译实现很难较容易程序源代码长度较短较长控制器实现方式绝大多数为微程序控制绝大多数为硬布线控制软件系统开发时间较短较长11.控制器的组成和功能程序计数器（存放当前指令地址或即将执行的下一指令地址）指令寄存器（当前正执行的指令）指令译码器或操作码译码器（对指令寄存器中的操作码分析解析，产生控制信号）脉冲及启停线路（产生一定频率的脉冲作为整个机器的始终脉冲）时序控制信号形成部件（在CLK的时钟作用下，根据当前执行的指令需要产生相应时序控制信号，并根据相应被控部件反馈信号调整时序控制信号）功能：取指令，分析指令，执行指令，控制程序和数据的输入和结果的输出，对异常情况和某些请求的处理（中断请求，DMA请求）。
14.存储系统的层次结构三层：cache-》主存-》辅存（从小到大）主存和辅存可以构成虚拟地址空间，主存和辅存总体可以看成速度接近主存速度，大小接近辅存容量。
加上和cpu中间的cache使cache和主存层次跟得上cpu速度。
现代计算机多采用这种主存+辅存层和主存+cache层的结构。
15.cache层级结构（一般由SRAM组成）cache由和主存所分成的块大小一样的块组成，但块的数目比主存小得多。
Cache中每一块外加一个标记，指明它是主存中哪一块的副本。
Cache结构分为块号和块内地址，块号对应主存块号且长度不等主存块号长，块内地址和主存块内地址含义相同且长度相等。
16.虚拟存储器功能扩展主存的逻辑地址空间远大于物理地址空间，满足了存储器的大容量和低成本需求。
17.相联存储器相联存储器不按地址访问存储器，按照所存数据字的全部内容或部分内容进行查找或检索。
其中设有比较数寄存器和屏蔽寄存器字长相等，按比较数寄存器中的字段比较时要先取出屏蔽寄存器中对应位为1的位置再比较。
（屏蔽寄存器中置1位表示参与比较）。
相联存储器同时具有各种比较操作（相等不等大于小于等），比较操作是并行的，即比较数寄存器中每位比较时并行的。
来自控制器的一条指令可以对多个数据同时操作，所以每个存储单元还有一个处理单元。
18.P180习题7.5（必考)设某计算机采用4路组相联映像，cache容量16KB，主存2MB，每个字块8个字，每个字32位。
（1）主存地址多少位（按字节编址）？个字段如何划分（各需多少位）？主存地址=[log22*1024*1024]=21，组内块地址=[log24]=2，组地址=log2(16*1024/32/4)=7，,块内地址=[log232]=5，区地址=21-log216*1024=7。
（2）设cache起始为空，cpu从主存0~100一次读101个字，并重复按此次序读11次，问命中率为多少？若cache速度为主存5倍，问使用cache与不使用cache速度提高多少倍？第一轮全部不命中，以后10次全部命中，命中率＝10/11=91%设cache的读出时间为1，主存的读数时间为5，则：速度可提高到：无cache时的访问时间/有cache时的访问时间＝11*5/（10*1+1*5）＝3.67倍微命令->微指令->微程序取指（没有下址23+12=35）（微指令）(1)指令地址送地址总线：PC->AB（微命令）(2)发访存控制指令：ADS,M/IO=1，W/R=0 取指令送数据总线(3)指令送指令寄存器：DB->IR(4)程序计数器+1：PC+1计算地址(1)取源操作数：rsl->GR,(rsl)->ALU,disp->ALU(2)加法运算：+(3)有效地址送AR：ALU->AR取数(1)AR送地址总线：AR->AB(2)发访存控制命令：ADS,M/IO=1,W/R=0(3)数据送数据寄存器：DB->DR加法(1)操作数送ALU：rs->GR,(rs)->ALU,DR->ALU(2)加法：+(3)取结果：ALU->GRJMP:rs1->GR,(rs1)->ALU,disp->ALU,+,ALU->PCLoad:rs1->GR,(rs1)->ALU,disp->ALU,+,ALU->AR,AR->AB,ADS=1,M/IO=1,W/R=0,DB->DR,DR->ALU ,rs->GR,+.ALU->rsStore:rs1->GR,(rs1)->ALU,disp->ALU,+,ALU->AR,AR->AB,rs->ALU,+,ALU->DR,DR->DB,ADS=1,M/IO= 1,W/R=1。
