计算机组成复习提纲
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《计算机组成原理》复习提纲一、绪论1.计算机的硬件组成。
2.计算机的工作原理。
3.计算机的层次结构。
4.软、硬件的逻辑等价性。
二、运算方法和运算器1.计算机中数的表示。
2.码的含义、表示形式及范围、码间转换。
3.加减运算规则与溢出判定方法。
4.先行进位的实现原理、相关器件及级联方法。
5.原码阵列乘法器。
6.加减交替(不恢复余数)阵列除法器。
7.浮点数规格化、运算流程及流水线分析。
三、内部存储器1.静态与动态位元的存储原理及特点。
2.DRAM的刷新方式及分析。
3.存储器速度改善的相关技术:(1)双端口:原理及特点。
(2)多模块交叉存取:原理、定性及定量的带宽分析。
(3)高速缓存:原理、指标计算。
4.存储芯片的级联:(1)构建:a.片数计算及方式确定。
b.CPU地址端的设定。
c.片内地址直连。
d.片间地址译码与片选相连。
e.其他信号端。
(2) 分析:a.利用片选接入对应的译码输出确定高端地址状态。
b.利用片内地址形成芯片变化的区域c.两者结合构成芯片的内存覆盖区域。
d.所有芯片逐一分析形成存储系统区域。
四、指令系统1.指令格式的分析与设计。
2.寻址方式:(1).含义。
(2).不同方式下有效地址的计算。
(3).寻址范围(空间)的确定。
五、中央处理器1.CPU中主要寄存器及其作用。
2.控制器的分类及特点。
3.根据给定的数据通路,完成指令周期流程分析。
4.时序体制中各级定时的意义及相互关系。
5.控制方式的分类及适用场合。
6.微程序设计中的相关定义。
7.微指令格式的分析与设计。
8.并行技术。
9.RISC的技术特征。
六、总线系统1.总线的定义及分类。
2.总线接口的定义及其作用。
3.总线仲裁的方式及特点。
4.PCI总线的主要特性。
七、外围设备1.外设的基本组成。
2.磁盘的工作原理、信息存放形式及地址格式。
3.磁盘技术指标的计算。
4.显示器的工作原理。
5.显示器技术指标的计算。
6.光盘的分类及原理。
7.光盘扇区的分化及存储容量计算。
Ch1:1)计算机硬件框图2)概念:机器字长,存储容量,机器语言,汇编语言,高级语言,计算机系统层次。
Ch3:概念:总线分类,总线带宽,ISA、EISA、PCI总线,集中式总线判优控制方式及其特点,总线周期的4个阶段,同步通信、异步通信特点。
Ch4:1)概念:RAM、ROM、SRAM、DRAM;存储器的3个主要性能指标,存储系统层次结构,“缓存-主存”层次和“主存-辅存”层次各解决什么问题,这两个层次的数据交换由软件还是硬件来完成;存储字长,存储容量,存取周期;命中率,Cache-主存地址映射的3种方式及其特点;磁盘主要技术指标(如位密度、道密度、平均寻址时间、磁盘存储容量、数据传输率)。
2)计算:海明码,Cache命中率、Cache-主存系统的平均访问时间。
3)设计题:存储器与CPU的连接(包括芯片类型和数量选择)。
Ch5:概念:I/O设备与主机信息交换的3种控制方式(程序查询、程序中断、DMA方式),及这3种方式下CPU 的工作效率;接口的4个功能和基本组成;中断向量地址,中断处理过程(5个阶段),CPU响应中断的时间和条件,中断服务程序流程,如何实现单重中断或多重中断;DMA与主存交换数据所采用的3种方式,DMA的数据传送的3个阶段,DMA接口中的中断机构的作用。
Ch6:1)概念:真值,机器数,机器数字长为8位时补码与原码表示的定点整数的范围;浮点数的组成、阶码尾数各反映什么、如何比较2个浮点数大小、规格化数,浮点数的表示范围(非规格化数,阶码与尾数均以原码表示),左归、右归;溢出、定点补码加减的溢出判断;浮点补码加减运算过程,浮点补码加减溢出判断。
2)计算:补码、移码,已知[X]补计算[-X]补,[X+Y]补、[X-Y]补;浮点数的表示;补码左移、右移。
Ch7:1)概念:机器指令,指令系统,指令字长,含寻址特征的指令格式,数据存储方式(边界对准、边界不对准);寻址方式理解(如直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、基址寻址、变址寻址、相对寻址;RISC 的特点。
计算机组成技术考试范围
第一章绪论
了解:
✓计算机技术发展的历史
✓计算机的基本结构
✓分类与性能评价
第二章电子计算机中信息的表示及其运算
掌握:
✓各种进制之间的转换(重点是原码、补码和反码)✓数的表示
✓基本的逻辑运算
✓计算机中数的运算方法(不包含定点数的乘除法)。
第三章电子计算机的工作原理
理解掌握:
✓计算机的结构特点
✓指令系统的概念
✓计算机的工作过程
✓流水线概念思想
✓高性能处理机技术的概念
第四章存储器和存储器系统
理解掌握:
✓分层的存储系统的概念
✓常见的存储部件功能特点
✓利用存储部件构建存储系统(重点)
✓了解提高访问存储器速度的方法。
第五章通用微处理器
理解掌握:
✓8086CPU的基本结构
✓微处理机的工作过程
✓了解Pentium系列微处理机的概念
✓RISC技术思想。
第六章8086的宏汇编语言(20—30分)
理解掌握:
✓了解基本汇编语言程序及其开发过程
✓8086系统的指令格式及其寻址方式
✓8086宏汇编语言的基本语法
✓掌握顺序、分支、循环程序的设计
✓子程序的设计。
第七章计算机中的输入/输出技术
理解掌握:
✓了解计算机输入输出系统概念
✓了解总线的类型
✓几种常用总线标准的结构特点
✓插即用技术
✓了解基本输入/输出接口的功能及其应用✓中断技术概念思想
✓中断系统的基本组成
✓中断向量的设置过程
✓DMA通道的工作原理。
题型:填空、简答、设计、编程、简述说明。
《计算机组成原理》复习提纲第一章:绪论1、存储程序概念(基本含义)。
P3⑴计算机(指硬件)应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成;⑵计算机内部采用二进制来表示指令和数据;⑶将编好的程序和原始数据事先存入存储器中,然后再启动计算机工作2、冯·诺依曼计算机结构的核心思想是什么?存储程序控制3、主机的概念(组成部件是哪些?)中央处理器(运算器和控制器)和主存储器4、计算机的五大基本部件有哪些?输入设备,输出设备,存储器,运算器,控制器5、冯·诺依曼结构和哈佛结构的存储器的设计思想各是什么?P9程序存储、程序控制冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。
指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置。
哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。
CPU首先到指令存储器中读取指令内容,译码后得到数据地址,再到相应的数据存储器中读取数据,并进行下一步的操作(通常是执行)Cache和主存储器分别是采用的哪种设计思想?Cache采用哈佛结构,主存储器采用冯.诺依曼结构6、计算机系统是有软件系统和硬件系统组成的。
7、现代个人PC机在总线结构上基本上都采用的是单总线结构,根据所传送的信息类型不同又可分为哪三类总线?地址总线,数据总线,控制总线第二章:数据的机器层表示1、定点小数表示范围(原码、补码)原码定点小数表示范围为:-(1-2-n)~(1-2-n)补码定点小数表示范围为:-1~(1-2-n)2、定点整数表示范围(原码、补码)原码定点整数的表示范围为:-(2n-1)~(2n-1)补码定点整数的表示范围为:-2n ~(2n-1)3、浮点数表示范围PPT374、规格化的浮点数5、阶码的移码表示6、IEEE 754浮点数标准本章复习范围为ftp上第二章的作业题的1、2、3、4题。
第三章:指令系统1、指令的基本格式(OP字段和地址字段组成)。
《计算机组成原理》复习提纲第1章计算机系统概论1.冯〃诺依曼型计算机的主要设计思想,这种类型的计算机包括存储器、运算器、控制器、接口通道与I/O设备等部分。
2.计算机系统包括硬件和软件两大部分,硬件是物质基础,软件是解题的灵魂;计算机的工作过程主要是周而复始地取出指令、解释指令和执行指令的过程。
3.指令和数据均以二进制代码存于内存中,计算机如何区分出指令和数据?4.计算机系统的主要性能指标:字长,存储容量,运算速度等。
5.认识和分析计算机系统的一种观点是按功能划分的多级层次结构,通常划分为五级的层次结构。
6.合理分配软硬件之功能是计算机总体结构的重要内容,软、硬件逻辑功能的等效性。
7.本章主要的术语及概念:运算器、控制器、中央处理器CPU、主机、存储器、接口通道、I/O设备、总线、存储程序、程序控制、硬件、软件、固件、运算速度、存储容量、单元地址、存储单元、程序、指令。
第2章运算方法和运算器1.进位计数制的两要素是基数R和位权R i,不同进位制之间数的转换方法。
2.数值数据的定点与浮点表示法,表数范围及数的表示精度。
3.规格化浮点数的表数范围(以R=2为例):×2-1×(1-2-n)式中:m,n为不包括符号位在内的阶码位数和尾数位数。
4.十进制数串在计算机中的两种表示形式:字符串形式和压缩的十进制数串形式。
5.机器数(机器码)的形式:原码、反码、补码和移码四种,他们的特点。
重点是原码和补码。
6.字符的ASCII码与字符串的表示方法,汉字的表示方法有汉字的输入编码、汉字的机内码和汉字的字形码。
数据校验码-奇偶检错码和循环冗余码。
7.补码定点加减运算的规则,双符号位补码的运算步骤及溢出判断。
[x±y]补=[x]补+[±y]补(mod 2)8.常规定点乘法运算掌握原码一位乘法的算法及运算过程。
9.常规定点除法运算掌握原码加减交替法除法的算法及运算过程。
10. 浮点运算的方法,浮点四则运算,重点是浮点加减法运算过程。
1.半加法器的逻辑表达式,功能表,逻辑电路图逻辑表达式H n=Xn·Y n+X n·Yn=Xn⊕Yn半加器的功能表和逻辑图2. Cache提出的背景及读写原理背景:为解决cpu和主存之间的速度差距,提高整机的运算速度,在cpu和主存之间插入的由高速电子器件组成的容量不大,但速度很高的存储器作为缓冲区。
工作原理:(1)在较短时间内由程序产生的地址往往集中在存储器逻辑地址空间的很小范围内。
(2)数据分布不如指令明显,但对数组的访问及工作单元的选择可使存储地址相对集中。
(3)CPU与Cache之间的数据交换是以字为单位,而Cache与主存之间的数据交换是以块为单位,一个块是由若干字组成,是定长的。
3.RISC与CISC提出的背景及各自的特点是什么?RISC与CISC提出的背景:计算机的不断升级扩充,同时又兼容过去产品使指令系统日趋复杂,形成了“复杂指令系统计算机(CISC)”。
如VAXII/780由303条指令,18种寻址方式。
Pentium机有191条,9种寻址方式。
复杂指令系统增加硬件复杂性,降低机器运行速度。
经实际分析发现:(1)各种指令使用频率相差悬殊。
80%指令使用很少。
(2)指令系统的复杂性带来系统结构的复杂性,增加了设计时间和程序执行的代价,也增加了VLSI设计负担,不利于微机向高档机器发展。
(3)复杂指令操作复杂、运行速度慢。
由此提出“精简指令系统计算机(RISC)”的概念。
复杂指令的特点:(1)更多的指令和复杂的指令有利于提高操作系统的效率,缩短指令系统与高级语言的语义差别。
(2)为了向下兼容而只能扩充不能减去任意一条指令。
(3)缺点:研制周期变长,调试和维护难度加大,系统性能下降。
精简指令的特点:(1) 优先选用使用频率最高的一些简单指令,以及一些很有用但不复杂的指令,避免使用复杂指令;(2) 指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式少;指令之间各字段的划分比较一致;(3) 只有取/存数指令(load/store)访问存储器,其余指令的操作都在寄存器之间进行;(4) CPU中通用寄存器多,算术逻辑运算指令的操作数都在通用寄存器中存取;(5) 大部分指令在一个或小于一个机器周期内完成;(6) 以硬布线逻辑为主,不用或少用微程序控制;(7) 一般用高级语言编程,特别重视编译优化工作,以减少程序执行时间4.CPU执行一段程序时,Cache完成存取的次数为1900次,主存完成存取的次数为100次,已知Cache存取周期为50ns,主存存取周期为250ns,求Cache/主存系统的效率和平均访问时间。
1.系统软件包括操作系统、数据库管理软件、高级语言编译程序;应用软件office办公软件、游戏软件等。
2.通常说一款CPU的型号是"奔腾43.2 GHz",其中,"3.2GHz"是指CPU的主频。
3.在电脑的核心部件中,人们通常以CPU来判断电脑的档次。
4.硬盘工作时应特别注意避免震动5.液晶显示器的简写LCD 。
6.Cache属于高速缓存。
7.世界上最大的CPU 及相关芯片制造商是Intel 。
8.A TX主板电源接口插座为双排20或24针。
9.要想使用BIOS对CMOS参数进行设置,开机后,应按下的键是DEL 。
10.台式电脑中经常使用的硬盘多是3.5 英寸的。
11.BIOS设置超级用户密码应选Set Supervisor Password选项。
12.F10是保存设置并离开CMOS设置程序13.计算机软件系统中,最基本的软件是操作系统。
14.计算机安装完操作系统后,为了最大限度的发挥硬件的功能,还需要安装硬件驱动程序。
15.要打开【命令模式】对话框,在选择【开始】/【运行】后,在对话框中输入cmd命令。
16.有些低版本的程序存在漏洞,容易在运行时出错,解决方法是升级应用软件。
17.不适合使用交换法检查的组件是主板。
18.BIOS设置不能保存,导致的原因有主板电池没电、CMOS跳线设置不正确、主板损坏。
19.防火墙是为了用户可以安全的上网。
20.SIMM和DIMM是内存的类型接口。
21.可为PC连接到外部驱动器提供最快的连接速度的接口是IEEEE1394。
22.给PC添加内存,最佳方法使用与当前安装的内存类型及速度相同的内存。
23.如果光学鼠标突然无法在屏幕上移动光标,应首先检查红色LED灯仍然亮着并正常运行。
24.主频、外频和倍频的关系是:主频= 外频×倍频。
25.一般所说的内存是指RAM。
26.北桥芯片的处理速度要比南桥芯片组快。
27.工作电压是指内存正常工作所需要的电压值,不同类型的内存电压不相同,电压越低发热量越小28.一般恢复被删除文件的工具的工作原理大都是通过扫描硬盘的数据区,根据残存的数据重建系统引导区、分区表和目录表,从而达到恢复数据的目的。
计算机系统概述1、建立整机概念、理解V on Neumann 计算机体系结构思想,以及按此思想设计的计算机组成部件和功能冯·诺依曼计算机的基本思想采用二进制形式表示数据和指令。
指令由操作码和地址码组成;将程序和数据存放在存储器中,使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行,自动完成计算任务。
这就是“存储程序”和“程序控制”(简称存储程序控制)的概念;指令的执行是顺序的,即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行,程序分支由转移指令实现。
计算机由存储器、运算器、控制器、输入和输出设备五大基本部件组成,规定了5部分的基本功能2、怎样区分存储器中存储的是数据还是指令?3、理解指令与程序的基本概念。
数据表示与运算器1.常用的进位计数制及其相互转换2.真值和机器数(原码、补码、反码、移码),正数与负数的各种机器码表示方法、特别是0的表示方法真值:现实中真实的数值机器数:计算机中用0和1数码组合表达的数值3.定点数(定点整整、定点小数)的表示范围4.浮点数的表示范围,特别是按照IEEE754标准的浮点数表示范围。
例1 某浮点数字长32位,其中阶码8位,以2为底,补码表示,尾数24位(含1位数符),补码表示。
现有一浮点数(AC5A3E00),请问它所表示的二进制真值是多少?以及该浮点数格式表示的最大正数为多少?最大负数为多少?5.定点数的加、减运算,特别是减法运算,将被减数变化为补码后进行加法运算。
6.溢出的判断(上溢、下溢)以及检验方法7.定点数的乘法运算。
(原码一位乘法、原码两位乘法、补码一位乘法、补码两位乘法)8.定点数的除法运算。
(原码一位除法【恢复余数法、不恢复余数法】、补码一位除法)9.浮点数的加减(对阶、尾数加减、规格化后舍入)、乘除运算10.校验技术:奇偶校验、海明校验、CRC(循环冗余校验)11.ALU的设计(串行进位、先行进位)存储器1.存储器的分类及其相关概念存储器在计算机中的作用分类:Cache、主存、辅存存储方式分类:RAM、ROM、SAM、DAM存储介质分类:半导体存储器、磁表面存储器、光存储器2.半导体随即存储器的工作原理,特别是静态存储器与动态存储器的工作原理及其比较。
第一章
1.诺依曼体制的主要思想。
2.计算机系统的组织形式。
3.硬件、软件的功能划分与逻辑等价思想。
4.计算机的性能指标。
第二章
1.进制转换
2.带符号数的表示范围,补码的定点整数、定点小数表示范围。
3.符点数的代码与真值之间的转换
4.精度
5.指令的基本信息及地址结构
6.操作码的结构,各种常见寻址方式
第三章
1.脉冲节拍,工作周期,指令周期等相关概念。
2.同步工作方式以及异步工作方式的优缺点及应用场合
3.加法单元的原理及结构
4.并行进位链及进位链的作用
5.ALU的组成及组成各部分的作用
6.定点加减运算
7.溢出判断与移位操作,变形补码,算术移位,浮点加减运算
8.浮点四则运算
9.分析指令各部分的工作。
10.模型机中各指令的传送
11.各类信息的传送路径
12.组合逻辑控制方式的原理
13.微程序控制方式的原理,基本思想,逻辑组成,微指令的编码方式,及微地址的形成(工作流程)
第四章
1.存储系统的层次结构形成原因。
2.RAM和ROM的分类。
3.主存,辅存,高速缓存各自的特点为。
4.存储器的主要技术指标。
5.存储器的设计
6.磁表面存储器的存储原理
7.磁记录方式
8.高速缓存的基本思想
9.存储器设计
第五章
1.总线分类
2.直接程序传送的原理及优缺点
3.程序查询方式的工作原理及其优缺点。
4.中断向量,中断向量表,中断方式的优缺点,中断处理的五个过程。
《计算机组成原理》复习提纲题型:一、选择题10小题20分二、填空题6小题15分三、设计题2小题30分四、计算题3小题35分(B卷2小题)第一章系统概述1. 计算机系统由哪几部分组成?计算机硬件由哪5部分组成?答:计算机系统由硬件和软件组成。
计算机硬件由运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备组成。
2.计算机语言如何分类?各有什么特点?答:计算机语言分为机器语言、汇编语言、高级语言。
特点:机器语言,是最低级的语言,由二进制码组成,最早期的程序员通过在纸带上打点来写程序;汇编语言,用助记符和地址符代替了二进制码,更易于编写;高级语言,相对于汇编语言又上升了一步,更接近于自然语言,如C语言、Pascal、Java、C#等都是高级语言。
第二章运算方法和运算器1. 运算器的组成和主要功能是什么?其能做何种类型的运算(算术\逻辑\加减法)?答:运算器的组成运算器由算术/逻辑运算单元、数据缓冲寄存器、通用寄存器、多路转换器、数据总线组成。
主要功能是进行加、减、乘、除等算术运算。
其能做算术、逻辑运算。
2.二进制中0和1的算术运算和逻辑运算有何区别?答:在算术运算上代表一个数值,跟十进制的0和1相同;在逻辑运算上可以代表“真”与“假”、“是”与“否”、“有”与“无”。
3. 二进制、八进制、十进制、十六进制之间的相互转换方法(参看作业)。
4.机器数、原码、补码、移码之间的转换方法(参看作业)5.利用单符号法、双符号法(变形补码)进行数值加减运算的过程,并判断结果是否溢出的方法(参看作业)。
6.加法器的内部接线,及其输入与输出之间的关系真值表输入输出Ai Bi Ci SiCi+10 000 00 01 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 00 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1加法器的内部接线真值表第三章内部存储器1. 存储器是用来存放什么东西的?答:用来存放二进制代码。
(程序和数据)2.静态存储器和动态存储器读取信息的快慢、容量大小不同决定了其用途有何不同?答:静态存储器读取信息比动态存储器快,但存储量较小,常用来作cache;动态存储器存储容量大,但读取信息速度比静态存储器慢,常用作计算机的主存储器。
计算机应用基础复习提纲一、计算机基础知识1、计算机的发展历程了解计算机的发展阶段,从第一代电子管计算机到现代的集成电路计算机,包括每个阶段的特点和重要技术突破。
2、计算机的组成(1)硬件系统包括中央处理器(CPU)、存储器(内存、外存)、输入设备(键盘、鼠标、扫描仪等)、输出设备(显示器、打印机等)。
(2)软件系统系统软件(操作系统、语言处理程序等)和应用软件(办公软件、图形图像处理软件等)。
3、计算机中的数制与编码(1)数制转换掌握二进制、八进制、十进制、十六进制之间的相互转换。
(2)字符编码了解 ASCII 码、汉字编码等常见编码方式。
4、计算机的工作原理存储程序和程序控制的工作原理。
二、操作系统1、操作系统的功能(1)进程管理进程的概念、进程的状态及转换、进程调度。
(2)存储管理内存分配与回收、虚拟内存。
(3)文件管理文件的概念、文件的组织形式、文件系统的操作。
(4)设备管理设备的分配与回收、设备驱动程序。
2、 Windows 操作系统(1)Windows 的基本操作桌面、窗口、菜单、对话框的操作。
(2)文件和文件夹的管理创建、复制、移动、删除、重命名等操作。
(3)系统设置控制面板的使用,包括显示、声音、网络等设置。
三、办公软件1、 Word 文字处理(1)文档的创建、编辑与格式化文字的输入与编辑、段落格式设置、页面设置。
(2)表格的制作与编辑创建表格、表格的格式设置、表格数据的计算。
(3)图文混排插入图片、图形、艺术字,设置图片格式。
2、 Excel 电子表格(1)工作表的操作数据的输入、编辑、格式化,工作表的插入、删除、重命名等。
(2)公式与函数的使用常用函数(SUM、AVERAGE、COUNT 等)的使用,公式的编辑。
(3)数据的管理与分析数据排序、筛选、分类汇总,图表的创建与编辑。
3、 PowerPoint 演示文稿(1)演示文稿的创建与编辑幻灯片的添加、删除、复制、移动,文本、图片、图表等对象的插入。
第1章:计算机系统概论1、计算机系统由哪两部分组成?计算机系统性能取决于什么?计算机系统是由“硬件”和“软件”组成。
衡量一台计算机性能的优劣是根据多项技术指标综合确定的,既包括硬件的各种性能指标,又包括软件的各种功能。
1)计算机系统由硬件和软件两部分组成。
2)计算机系统性能由硬件和软件共同决定。
2、计算机系统5层层次结构从下到上由哪五层组成?哪些是物理机,哪些是虚拟机?1)微程序机器、传统机器、操作系统机器、汇编语言机器、高级语言机器2)微程序机器和传统机器是物理机,其他是虚拟机。
3、在计算机系统结构中,什么是翻译?什么是解释?1)翻译:将一种语言编写的程序全部翻译成另一种语言,然后再执行;2)解释:将一种语言编写的程序的一条语句翻译成另一种语言的一条或多条语句,然后执行,执行完这条语言后,再解释下一条。
4、什么是计算机体系结构?什么是计算机组成?以乘法指令为例说明二者区别。
1)计算机体系结构是指那些能够被程序员看到的计算机的属性。
如指令集、数据类型等;2)计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现出来的属性;3)以乘法指令为例,计算机是否有乘法指令,属于体系结构的问题。
乘法指令是采用专用的乘法器,还是使用加法器和移位器构成,属于计算机组成的问题。
5、冯诺依曼机器的主要特点?1)计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成;2)指令和数据存储在存储器中,并可以按地址访问;3)指令和数据均以二进制表示;4)指令由操作码和地址码构成,操作码指明操作的性质,地址码表示操作数在存储器中的位置;5)指令在存储器内按顺序存放,通常按自动的顺序取出执行;6)机器以运算器为中心,I/O设备与存储器交换数据也要通过运算器。
(因此,后来有了以存储器为中心的计算机结构)6、画出现代计算机的组成框图。
P10,图1.97、什么是存储单元、存储字、存储字长、存储体?存储单元:存储一个存储字并具有特定存储地址的存储单位;存储字:一个存储单元中存放的所有的二进制数据,按照某个地址访问某个存储单元获取的二进制数据。
1.简述:1)计算机体系结构研究的目的提高处理机运算速度:MIPS =fz * IPCMIPS ——每秒执行的百万条指令fz —8212 —处理机的工作主频(MHz)IPC(Instruction Per Cycle)—8212 —单位时钟周期内执行的指令条数提高IPC:依靠先进系统结构过去,几个或几十个周期完成一条指令现在,一个周期完成几条指令提高fz:缩短门电路延迟,依靠工艺技术进步、流水线技术等依靠先进系统结构,从指令串行执行,到P4的20级流水线2)计算机系统中并行性的层次划分。
①指令内并行②指令级并行③任务(或过程)级并行④作业(或程序)级并行2.简述:1)存储系统性能评价的关键指标大容量;高速度;低价格2)提高存储系统性能的基本途径。
(1)器件技术,缩短访问时间(T↓)(2)多体并行存贮器结构①加宽存贮字长度(W↑)-----超长字存储方案②缩短平均访问周期(Ta↓)---------多模块交叉存储方案(3)多级存贮器层次结构以不同速度、容量的存储器进行层次化组织(Ta↓)即提高容量、带宽,又降低成本,属于高效率技术3.简述实地址Cache在虚拟存储器中的工作过程及其加速作用。
①查TLB,若命中则形成实地址,否则再进行查段表、页表形成实地址②用实地址访问Cache,若命中则完成访问。
否则启动主存进行Cache替换加速作用:①加速虚拟存贮器的访问②加速虚地址到实地址的转换4.简述Cache的三种典型结构及其特点。
组相联结构:1)利用现有的存储器结构和工作方式(采用高速电路)2)利用常规的单元电路模块(比较器、多路选择器MUX等)3)综合应用于Cache的工作方式/访问过程直接相联结构:直接利用行号定位,结构简单易实现,容量大,速度快全相联结构:完全通过标志的相联比较定位确定数据行,地址映像最灵活,每个Cache 行可映像到主存任意行,命中率高5.简述:流水段细分的目的与流水段细分的类型,并举例说明。
小学信息技术知识点复习提纲一、计算机基础知识1、计算机的组成计算机主要由硬件和软件两大部分组成。
硬件包括主机(中央处理器 CPU、内存、硬盘等)、显示器、键盘、鼠标等;软件则分为系统软件(如 Windows、Mac OS 等操作系统)和应用软件(如 Office 办公软件、画图软件等)。
2、开关机操作正确的开机顺序是先打开显示器等外部设备,再打开主机;关机则相反,先关闭主机,再关闭显示器等外部设备。
3、鼠标和键盘的使用鼠标的基本操作有移动、单击、双击、右击和拖动;键盘上的字母、数字、符号等按键要熟悉其位置和功能,能够正确输入文字和字符。
二、操作系统的基本操作1、 Windows 操作系统(1)桌面:认识桌面图标,如“我的电脑”“回收站”等,能够创建、删除和排列桌面图标。
(2)窗口:了解窗口的组成部分(标题栏、菜单栏、工具栏、状态栏等),掌握窗口的最大化、最小化、关闭等操作。
(3)文件和文件夹:知道如何创建、复制、移动、删除文件和文件夹,能够对文件和文件夹进行重命名。
2、应用软件的打开和关闭学会通过桌面快捷方式、开始菜单等方式打开常用的应用软件,如画图软件、写字板等,并能正确关闭这些软件。
三、文字处理1、输入法的选择和切换掌握常见的输入法(如拼音输入法、五笔输入法)的选择和切换方法,能够熟练输入汉字、字母和标点符号。
2、文字的编辑在写字板或 Word 等软件中,能够进行文字的输入、删除、修改、复制、粘贴等操作,设置文字的字体、字号、颜色等格式。
3、段落格式的设置学会调整段落的对齐方式(左对齐、居中、右对齐等)、行距、缩进等。
四、画图软件1、绘图工具的使用认识画图软件中的各种绘图工具,如铅笔、直线、矩形、圆形等,能够用这些工具绘制简单的图形。
2、颜色的填充和选取掌握颜色的填充方法,能够选择合适的颜色为图形上色。
3、图形的修改和组合学会对绘制的图形进行修改(如拉伸、扭曲等),能够将多个图形组合在一起。
第一章计算机系统概述一、机器性能指标:1、机器字长(数据字长):CPU能同时处理的数据位数。
→64位处理器机器字长= 数据通路宽度= 寄存器位数、ALU位数。
字长越长,数据表示范围越大,精度越高,运算速度越快。
为位存储字长:一个存储单元可存放的二进制代码位数。
(存储器按字节编址时,存储字长为一个字节;按字编址时,存储字长等于机器字长)指令字长:一条指令所具有的二进制代码位数。
(一般为字节的整数倍)(指令字长尽可能短,以节省存储空间和提高处理速度)字节(Byte): 8 位(bit)二进制代码。
2、运算速度:常用单位时间内执行指令的平均条数来描述MIPS:每秒执行百万条指令数;CPI:执行一条指令所需的时钟周期数;吞吐率:每个时钟周期内执行的指令个数(CPI的倒数);FLOPS:每秒浮点运算次数;MFLOPS:每秒浮点运算百万次数3、内存容量:(主存+cache)按字节编址存储容量= 存储字节数单位:字节(B)例如:64KB按字编址存储容量= 存储字数×存储字长单位:字(W)、位(b)例如:64K×32位→字的大小根据机器字长确定(32位机中,1字 = 4字节)第二章指令系统一、地址编码地址空间:对单元(通用寄存器、存储器、I/O设备)可以统一编址或者单独编址。
三地址空间(MIPS)、二地址空间(通用寄存器独立编址)、一地址空间、零地址空间(隐含编址方式 堆栈计算机)编址方式是指主存单元的地址编排方式。
编址方式决定了主存最小访问单位。
1、按字编址方式主存的最小编址单位是一个字,通常,存储字长=机器字长对主存数据的访问以字为单位,主存容量=存储字数×存储字长,单位为字(Word)或位(bit)eg. 128M×32位2、按字节编址方式主存的最小编址单位是一个字节,描述主存储容量时,以字节(B)为单位。
对主存数据既能以字节为单位访问,也能以字为单位访问,当按字节访问主存时,使用字节地址;当按字访问主存时,使用字地址(边界对齐)。
通常,机器字长是字节倍,字节地址是连续的,字地址是不连续的。
多个字节数据存放在一个字单元,有两种编址顺序:低字节低地址(小端方式Pentium4)、高字节低地址(大端方式);也有存放边界问题:边界对齐、边界不对齐。
按字节编址的机器硬件都支持边界不对齐方式,为了保证程序执行速度,软件可以选择采用对齐(占用空间)或不对齐方式(运行速度变慢)。
二、操作类型1、数据传送指令2、数据运算指令算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、位操作指令3、程序控制指令无条件转移指令、条件转移指令、调用与返回指令、陷阱指令(中断)4、输人/输出(I/O)指令5、其它指令三、指令格式1、操作码指令操作类型操作数操作类型(变长(IA-32)、定长(MIPS))操作码扩展技术:当采用等长指令字格式,且多种地址码结构混合使用时,可利用地址码个数较少的指令空出的地址码字段,来增加操作码的位数。
2、地址码(位数取决于CPU结构)CPU结构(指令系统结构):堆栈型、累加器型(固定一个register为AC)、通用寄存器结构(RR(MIPS)、RS(8086):寄存器-存储器)三地址指令、二地址指令、一地址指令AC←(AC)OP(A)、零地址指令(操作数来自(送往)堆栈栈顶)四、寻址方式通过形式地址求有效地址所采用的算法就是寻址方式。
1、指令寻址(顺序、跳跃)2、数据寻址(1)基本寻址方式立即寻址(只适用于源操作数、立即数,位数少)、寄存器寻址(操作数在寄存器中,指令执行速度快)、存储器寻址(也可以用于跳跃执行的指令寻址)EA—段内偏移量直接寻址:指令地址字段直接给出操作数在存储器中的地址,寻址速度快,但寻址范围小(拼接,前四位是原PC,位数少(26位))间接寻址(一次间接和多次间接寻址)寄存器间接寻址(寄存器中存放的是操作数在主存单元的地址)偏移寻址(直接寻址和寄存器间接寻址的结合)EA=(Ri)+ A相对寻址:EA=(PC)+A 指令中只需要给出偏移量A变址寻址:变址寄存器Rx, EA =(Rx)+ A,Rx = (Rx) + delta (变址寄存器位数n,寻址范围:2的n次方)基址寻址:基址寄存器Rb, EA =(Rb)+ A(基址寻址常用来实现对用户程序的动态定位,而变址寻址常用于数组处理及串操作。
)段寻址(基址寻址特例):段寄存器R EA = (R) * 16 + A堆栈寻址(2)复合寻址方式(两种以上寻址方式联合使用,称为复合寻址)第三章主存储器一、存储器按存储方式分类RAM、ROM、SAM、DAM、AM(CAM)二、存储器组成(存储体、寻址系统、读写系统、控制电路)、与CPU连接、性能指标(带宽、容量、速度)三、存储器地址译码线选法、重合法四、RAMSRAM(静态)(只要保持电源供电,数据就不改变)常用逻辑符号方框图表示方框内:标明芯片的型号、片容量、引端名等方框外:标明芯片的引脚线、信号名等(引端名是芯片引脚的逻辑定义,由厂家给出;信号名为引脚上所加信号的名称;两者不一定一样)逻辑引脚:SRAM通常有三类四种:数据线、地址线、控制线(读/写控制、片选控制)DRAM(动态)(MOS管+电容掉电刷新)破坏性读出再生刷新操作:不进行读/写操作时,DRAM 存储器的各单元虽然处于断路状态,但由于漏电的存在,保存在电容CS 上的电荷会慢慢地泄漏掉,必须定时予以补充(一般按行,相当于一次读操作(再生))DRAM能维持信息最长时间:刷新最大时间间隔,一般为2 ∼8ms1)集中式刷新2)分散式刷新3)异步式刷新为节省引脚,DRAM芯片通常无CS 引脚,此时片选功能由RAS 引脚兼任(即RAS信号与片选译码信号复用)。
DRAM芯片每增加一根地址引脚,相当于行、列地址各增加一位(共增加了两位地址)五、存储容量扩展位扩展特点:总字数=片字数字扩展特点:总字长=片字长SRAMDRAM(片选译码器输入需加非RAS 非REF, Ai(地址)线需分行、列两组经地址多路选择器分时)ROM(比SRAM少 -WE)第四章存储系统(地址映射数据一致性替换策略地址转换)1、存储系统及其层次结构2、辅存• 磁表面存储器主要技术指标、记录方式(6种)磁表面存储器的可靠性等性能不仅与磁介质及磁头等物理特性有关,也与磁记录方式(编码方式)有关。
归零制(RZ)(有自同步能力)不归零制(NRZ)(见变就翻)(无自同步能力)不归零1制(NRZ1)(见1就翻,可靠性比NRZ高)无自同步能力,不传播误码调相制(PM)(可靠性高,出错只限于本位)(有自同步能力)调频制(FM)写1电流频率是写0频率的2倍,“倍频制”(有自同步能力)改进调频制(MFM)记录密度可比FM提高一倍(有自同步能力)编码效率:位密度与磁化翻转次数之比。
编码效率高有利于提高记录密度。
FM、PM:一个位周期磁化翻转2次,则编码效率为50%。
MFM、NRZ、NRZ1:一个位周期磁化翻转1次,则编码效率为100%。
• 磁盘存储器地址格式、盘面上信息分布、存取特点、结构特点(了解)以可移动头固定盘片组结构为例,硬盘磁盘驱动器主轴系统旋转定位驱动系统磁头前后移动读写系统磁头及其选择、读写电路磁盘控制器主机与驱动器间接口系统、设备级接口,缓冲盘片组盘片,记录区磁道半径不同的同心圆圆柱面不同盘面的同一磁道扇区一个磁道上的一段弧线磁盘寻址的最小单位为扇区(记录块)而不是字节地址格式记录密度是指单位面积或单位长度上可以存储的二进制位数,通常使用道密度(沿着盘面径向上单位长度内的磁道数量,常用单位为tpi)和位密度(盘面磁道上单位长度所能记录的二进制位数)来衡量容量= 硬盘数×磁盘记录面数×磁道数×磁道容量= 硬盘数×磁盘记录面数×道密度×盘片有效半径×位密度×磁道的周长平均寻址时间=平均寻道时间+平均等待时间平均寻道时间:磁头到达目标数据所在磁道的平均时间。
平均等待时间:磁头到达目标磁道后,等待所要访问的扇区旋转至磁头下(上)方所需的平均时间。
(1/转速/2)rpm转数/分钟内部数据传输率=磁道容量×转速3、相联存储器:基本组成、读写方式(了解)4、Cache:地址映射、替换策略(了解)随机算法(RAND)先进先出算法(FIFO)最近最少使用算法(LRU)最不经常使用算法(LFU)Cache命中率越高,CPU访存速度越接近cache存取速度Sp(加速比)= Tm/Ta e(访问效率) = Tc/TaCache写操作及一致性:写直达法、写回法(简单写回法、采用标志位写回法)地址映射机制就是如何将主存的地址空间映射到cache的地址空间。
在执行程序时,应首先将主存地址变换成cache地址,即执行地址变换。
1、全相联映射主存的每一块可映象到cache的任意一块中。
(最灵活,cache利用率最高,成本最高)目录表主存地址分为:块号B和块内地址W Cache地址:块号b和块内地址w2、直接映射主存的每一块只与一个cache块有对应关系。
区表有行(区内块号总位数c)主存地址:区号E、区内块号B,块内地址W Cache地址:块号b和块内地址w3、组相联映射Cache先分成Q组,组再分成R块。
主存块与cache组间采用直接映象,主存块在对应的cache组内采用全相联映象。
块表(u区内组位数,v 组内块位数)主存地址:区号E,组号G,组内块号B和块内地址W Cache地址分为:组号g,组内块号b和块内地址w第五章总线与输入输出系统1、总线的基本概念(总线是连接计算机各部件间的公共数据通路与信息传输通路;输入输出(Input/Output)系统的作用是实现人与计算机之间的交互。
)总线片内总线系统总线数据总线(双向)地址总线(单向)控制总线(双向)通信总线计算机间或其它系统间(串行、并行)2、总线仲裁方式:分布式:不要求集中式:链式查询、、查询速度慢,对电路故障敏感,灵活性差计数器定时、、模块地址线、计数器优先级设置灵活,控制线数增加独立请求、、总线控制器中的并行排队逻辑响应速度快,硬件开销最大3、总线通信:同步、异步各部件的处理速度不同,所以需要进行时间上的协调,所采用的协调方式称为总线的定时方式或者通信方式。
申请分配阶段:主模块申请总线,控制器总线判优、分配总线控制权寻址阶段:主模块获得总线控制权,通过总线向从模块发地址,发读写命令,启动从模块工作传送阶段:主从模块间通过总线进行数据交换,交换方向由主模块发出的读写命令决定结束阶段:主模块撤除发在总线上的信号,让出总线使用权通信方式同步:控制简单,灵活性差总线周期越短,总线宽度越宽,总线数据传输率越高异步:(不半全互锁)控制复杂,效率高主从模块间要增加两条应答信号线半通同步插入等待时钟周期分散式:一个总线周期分为两个子周期(主模块发送自己地址期间会释放总线)总线的数据传输率=总线宽度/总线周期4、总线结构方式(单总线、多总线)、性能指标单总线:系统中使用唯一一条总线(包括数据总线,地址总线,控制总线)连接所有的部件和设备。