《计算机组成原理》总结完整版

计算机组成原理知识点总结第一章一、数字计算机的五大部件（硬件）及各自主要功能（P6）计算机硬件组成：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。

1、存储器（主存）主要功能：保存原始数据和解题步骤。

包括：内存储器（CPU 直接访问），外存储器。

2、运算器主要功能：进行算术、逻辑运算。

3、控制器主要功能：从内存中取出解题步骤（程序）分析，执行操作。

包括：计算程序和指令（指令由操作码和地址码组成）。

4、输入设备主要功能：把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式。

5、输出设备主要功能：把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。

注：1、冯诺依曼结构：存储程序并按地址顺序执行。

2、中央处理器（CPU）：运算器和处理器的结合。

3、指令流：取指周期中从内存读出的信息流，流向控制器。

数据流：在执行器周期中从内存读出的信息流，由内存流向运算器。

二、数字计算机的软件及各自主要功能（P11）1、系统软件：包括服务性程序、语言程序、操作程序、数据库管理系统。

2、应用程序：用户利用计算机来解决某些问题而设计。

三、计算机的性能指标。

1、吞吐量：表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量，用bps度量。

2、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。

3、利用率：在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所在的比率，用百分比表示。

4、处理机字长：常称机器字长，指处理机运算中一次能够完成二进制运算的位数，如32位机、64位机。

5、总线宽度：一般指CPU从运算器与存储器之间进行互连的内部总线一次操作可传输的二进制位数。

6、存储器容量：存储器中所有存储单元（通常是字节）的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。

7、存储器带宽：单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用B/s（字节/秒）表示。

8、主频/时钟周期：CPU的工作节拍受主时钟控制，按照规定在某个时间段做什么（从什么时候开始、多长时间完成），主时钟不断产生固定频率的时钟信号。

可编辑修改精选全文完整版第一章计算机系统概论1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：P3计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。

计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。

计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。

硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。

5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；●指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；●指令和数据均用二进制表示；●指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；●指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；●机器以运算器为中心（原始冯•诺依曼机）。

7. 解释下列概念：主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。

解：P9-10主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。

CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。

主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。

存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。

存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。

存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。

存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。

存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。

机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。

指令字长：一条指令的二进制代码位数。

计算机组成原理个人总结计算机组成原理是计算机科学的一门基础课程,涉及计算机硬件和软件的组成、工作原理和设计。

通过学习计算机组成原理,我们可以了解计算机的基本结构和功能,掌握计算机系统的工作原理和运行方式,理解计算机系统的性能评价和优化方法。

以下是我对计算机组成原理的个人总结:1. 计算机组成原理的概述计算机组成原理是一门介绍计算机硬件和软件组成的基础课程,主要研究计算机的基本组成部分,如中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等,以及它们之间的关系和交互作用。

通过学习计算机组成原理,我们可以了解计算机系统的工作原理和性能评价方法,掌握计算机系统的设计和优化技巧。

2. CPU的组成和功能CPU是计算机的核心部件之一,它主要负责执行指令和处理数据。

CPU由多个部分组成,包括指令集、寄存器、缓存和总线等。

指令集是CPU内部的指令编码,包括指令的操作码、操作数和数据地址等。

寄存器是CPU内部的高速缓存,用于存储临时数据和指令。

缓存是CPU内部的高速存储器,用于存储经常需要访问的数据和指令。

总线是CPU和外部设备之间的接口,用于传输数据和指令。

3. 内存的组成和功能内存是计算机用于存储数据和程序的地方,它由多个部分组成,包括内存控制器、内存和内存屏障等。

内存控制器是内存的核心部件,负责管理和控制内存的使用。

内存是计算机的主要存储器,它的容量和速度直接影响计算机的性能。

内存屏障是内存的维护机制,用于保护内存中的数据不被操作系统或其他程序访问。

4. 输入输出设备的组成和功能输入输出设备是计算机用于接收和处理输入输出数据的地方,包括显示器、键盘、鼠标和打印机等。

输入设备负责将输入的数据转换为计算机能够理解和处理的形式,输出设备将计算机处理后的结果转换为各种形式的输出。

5. 计算机系统的架构计算机系统的架构是指计算机系统的整体结构和组成方式。

常见的计算机系统架构包括中央处理器(CPU)架构、体系结构、内存架构和总线架构等。

计算机组成原理综述内容摘要计算机从产生到今天不过短短的60多年的时间。

但它已经深入到人类生活的每一个角落，现在人类的生活如果离开了计算机是难以想象的。

个人计算机（PC）已经是我们日常办公和娱乐的工具。

计算机科学与技术也成为了很热门的专业，对于一个计算机科学与技术专业的学生来说，计算机组成原理的学习是至关重要的，作为计算机科学与技术专业的基础课程，这门课会告诉我们计算机的基本组成及其主要部件的工作原理。

通过这门课程的学习可以让我们建立计算机系统的整机概念，理解软硬件的关系和逻辑的等价性；了解计算机各部件的组成原理，工作机制以及部件之间的相互关系；加强硬件分析和设计的基本技能和方法，提高硬件方面专业素质和发展潜力；培养和提高计算思维能力。

本文从计算机组成原理课程的各个方面对计算机组成原理的内容做了详细的解释。

一、计算机组成原理课程综述计算机组成原理是计算机科学与技术专业的基础课程之一，它主要告诉我们计算机单系统组成结构，计算机各组成部件内部的运行机制以及相关的基本理论，硬件分析和设计的基本技能和方法。

二、计算机组成原理的主要内容根据冯·诺依曼机的特点我们知道：1.计算机有运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成。

2.指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。

3.指令和数据均用二进制数表示。

4.指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来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，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。

6.机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。

典型的冯·诺依曼机是以运算器为中心的，现代的计算机已转化为以存储器为中心：1.运算器用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内。

2.存储器用来存放数据和程序。

3.控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果。

《计算机组成原理》总结完整版《计算机组成原理》学科复习总结★第⼀章计算机系统概论本章内容：本章主要讲述计算机系统的组成、计算机系统的分层结构、以及计算机的⼀些主要指标等需要掌握的内容：计算机软硬件的概念，计算机系统的层次结构、体系结构和计算机组成的概念、冯.诺依曼的主要思想及其特点、计算机的主要指标本章主要考点：概念1、当前的CPU由哪⼏部分组成？控制器、运算器、寄存器、cache (⾼速缓冲存储器)2、⼀个完整的计算机系统应包括哪些部分？配套的硬件设备和软件系统3、什么是计算机硬件、计算机软件？各由哪⼏部分组成？它们之间有何联系？计算机硬件是指计算机的实体部分，它由看得见摸得着的各种电⼦元器件，各类光、电、机设备的实物组成。

主要包括运算器(ALU)、控制器(CU)、存储器、输⼊设备和输出设备五⼤组成部分。

软件是计算机程序及其相关⽂档的总称，主要包括系统软件、应⽤软件和⼀些⼯具软件。

软件是对硬件功能的完善与扩充，⼀部分软件⼜是以另⼀部分软件为基础的再扩充。

4、冯·诺依曼计算机的特点●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件组成●指令和数据以同等地位存于存储器内，可按地址寻访●指令和数据⽤⼆进制表⽰●指令由操作码和地址码组成，操作码⽤来表⽰操作的性质，地址码⽤来表⽰操作数在存储器中的位置●指令在存储器内按顺序存放●机器以运算器为中⼼，输⼊输出设备和存储器间的数据传送通过运算器完成5、计算机硬件的主要技术指标●机器字长：CPU ⼀次能处理数据的位数，通常与CPU 中的寄存器位数有关●存储容量：存储容量= 存储单元个数×存储字长；MAR（存储器地址寄存器）的位数反映存储单元的个数，MDR（存储器数据寄存器）反映存储字长主频吉普森法●运算速度MIPS 每秒执⾏百万条指令CPI 执⾏⼀条指令所需的时钟周期数FLOPS 每秒浮点运算次数◎第⼆章计算机的发展及应⽤本章内容：本章主要讲述计算机系统、微型计算机系统的发展过程以及应⽤。

1、硬件：输入输出设备，控制器，存储器，运算器。

2、计算机技术指标：机器字长、存储容量、运算速度。

3、多总线结构的原理：双总线结构特点是将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来，形成主存总线和I/O总线分开的结构。

三总线1由主存总线用于CPU与主存之间的传输，I/O总线供CPU与各类I/O 设备之间传递信息，DMA总线用于高速IO设备与主存之间直接交换信息，任意时刻只能用一种总线，主存总线与DMA总线不能同时对主存进行存取。

三总线2CPU与Cache之间构成局部总线，而且还直接连到系统总线上，cache可通过系统总线与主存传输信息，还有一条扩展总线可以连接IO设备。

四总线由局部总线，系统总线，告诉总线，扩展总线构成。

4、总线判优分为集中式和分布式两种，集中式分为链式查询、计数器定时查询、独立请求方式（排队器）5、总线通信控制的四种方式：同步通信，异步通信，半同步通信，分离式通信。

6、波特率是每秒传输的位数，比特率是每秒传输的有效数据位数（bps）7、存储器技术指标：存储速度，存储容量和位价。

8、存储器分为主存，闪存，辅存和缓存。

9、分层原因：1缓存-主存层解决CPU与主存速度不匹配问题；2主存-辅存层解决系统存储容量的问题。

10、主存的技术指标：存储容量，存储速度（存取时间和存取周期表示）。

11、存储器带宽的计算方法：如存取周期为500ns，每个存取周期可访问16位，则带宽为32M位/秒。

带宽是衡量数据传输率的重要技术指标。

12、动态RAM的刷新方式：集中刷新（是在规定的一个刷新周期内，对全部存储单元集中一段时间逐行进行刷新，此刻必须停止读写操作‘死时间’）分散刷新（指对每行存储单元的刷新分散到每个存取周期内完成。

不存在死时间，整个系统速度降低）异步刷新（前两种方式的结合，即可缩短死时间，又充分利用最大刷新间隔为2ms的特点）。

13、动态RAM集成度远高于静态RAM；动态RAM行列地址按先后顺序输送，减少了芯片引脚，封装尺寸也减少；动态RAM功耗比静态RAM小；动态RAM的价格比静态RAM便宜；由于使用动态元件，因此速度比静态RAM低；动态RAM需要再生，需配置再生电路，也需要消耗一部分功率。

计算机组成原理408总结全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：计算机组成原理是指计算机硬件与软件之间的关系和相互作用的基本规律，是计算机科学的重要基础课程之一。

在计算机组成原理408这门课程中，我们学习了计算机系统的结构和工作原理，了解了计算机内部组成各个部分的功能和相互关系，掌握了计算机系统的设计和实现方法。

一、计算机系统的基本结构计算机系统由硬件和软件两部分组成。

硬件包括中央处理器（CPU）、内存（主存）、输入输出设备（I/O设备）和总线等部分，软件包括系统软件和应用软件。

在计算机组成原理408课程中，我们深入学习了计算机系统的基本结构和各个部分的功能。

1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机系统的核心部件，负责执行指令、控制和协调各个部件之间的工作。

CPU由运算器（ALU）、控制器（CU）和寄存器组成，它们通过总线相互连接，实现指令的执行和数据的处理。

2. 内存（主存）内存是计算机系统的存储器，用于存储程序和数据。

内存由若干存储单元组成，每个存储单元存储一个数据或指令，通过地址总线和数据总线进行读写操作。

3. 输入输出设备（I/O设备）输入输出设备用于实现计算机与外部环境的通信，包括键盘、显示器、硬盘、打印机等。

输入输出设备通过I/O接口与计算机连接，实现数据的输入和输出。

4. 总线总线是计算机内部各个部件之间传输数据和信号的通道，分为数据总线、地址总线和控制总线。

数据总线传输数据，地址总线传输地址，控制总线控制数据传输和操作。

二、指令的执行过程在计算机组成原理408课程中，我们学习了指令的执行过程及其在计算机系统中的作用。

指令是计算机程序的基本单位，由操作码和操作数组成，用于指示计算机执行特定的操作。

指令的执行过程主要包括取指、译码、执行和写回四个阶段：1. 取指阶段：从内存中读取指令，并存储到指令寄存器中。

2. 译码阶段：解析指令的操作码，确定指令的类型和操作对象。

3. 执行阶段：根据指令的操作类型和操作对象执行相应的操作，包括算术运算、逻辑运算、数据传输等。

一、1、计算机的层次结构计算机的组成计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。

计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O机理等等，大都属于抽象的属性。

冯.诺依曼计算机特点、(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示(4) 指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数所在存储器中的位置(5) 指令在存储器内按顺序存放。

通常，指令是顺序执行的，在特定情况下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序(6) 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器。

计算机的技术指标（硬件技术）机器字长、存储容量、运算速度、三、1、总线的基本概念总线是构成计算机系统的互联机构，是多个部件之间进行数据传送的公共通路。

2、总线结构方式数据总线、地址总线、控制总线3、总线的性能指标总线宽度，总线带宽、时钟同步/异步、信号线数总线控制判优控制(集中式：3种）②常见的集中式总线控制有三种⑴链式查询：其特点是只需很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制，并且很容易扩充设备，但对电路故障很敏感。

⑵计数器定时查询：其特点是，计数可以从“0”开始，此时设备的优先次序是固定的，计数也可以从终止点开始，既是一种循环方式，此时设备使用总线的优先级相等，计数器的初始值还可以由程序设置，故优先次序可以改变。

此外，对电路故障不如链式查询方式敏感，但增加了主控线数，控制也较复杂。

⑶独立请求方式：其特点是：响应速度快，优先次序控制灵活（通过程序改变），但控制线数量多，总线控制更复杂。

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》总结完整版《计算机组成原理》是计算机科学与技术领域的一门重要课程，它主要涉及计算机硬件的组成与工作原理。

通过学习这门课程，我们可以全面了解计算机的内部组成结构以及各个部件的工作原理，为我们深入理解计算机的工作原理和性能优化提供了基础。

下面是我对这门课程的总结：一、计算机的基本组成计算机是由五大基本部件组成的：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。

其中，输入设备负责将外部数据输入到计算机内部，输出设备负责将计算机处理后的数据输出给外部，存储器用于存储数据和指令，运算器执行各种算术和逻辑运算，而控制器则控制整个计算机的工作。

二、存储器存储器是计算机的重要组成部分，可以分为主存和辅助存储器。

主存用于存储当前正在执行的指令和数据，辅助存储器则用于长期保存数据。

在主存中，数据的存储方式可以通过地址访问，而每个地址对应一个存储单元，每个存储单元又由多个位构成。

三、指令的执行计算机执行指令的基本过程是将指令从存储器中取出，经过译码后，交给运算器执行。

在执行指令之前，需要将指令和数据从辅助存储器加载到主存中，这样才能被运算器处理。

指令的执行过程包括取指令、分析指令、获取操作数、执行指令和写回结果五个阶段。

四、运算器的工作原理运算器是计算机的核心部件，负责执行各种算术和逻辑运算。

它主要由算术逻辑单元（ALU）和寄存器组成。

ALU用于进行各种算术和逻辑运算，而寄存器用于存储运算所需的操作数和结果。

五、控制器的工作原理控制器是计算机的指挥部，用于控制计算机的工作。

它通过解析指令中的操作码和地址码，产生各种控制信号，将其送往各个部件，以实现指令的执行。

控制器的工作原理通常采用有限状态自动机（FSM）来描述，通过不同状态和状态转移来控制各个部件的工作。

六、总线的作用和类型总线是计算机各个部件之间传输数据和控制信号的通道。

它可以分为数据总线、地址总线和控制总线。

数据总线被用于传输数据，地址总线用于传输存储单元的地址，而控制总线则用于传输控制信号。

第一章计算机系统概论1、基本概念硬件：是指可以看得见、摸得着的物理设备（部件）实体，一般讲硬件还应包括将各种硬件设备有机组织起来的体系结构。

软件：程序（代码）+ 数据 + 文档。

由两部分组成，一是使计算机硬件能完成运算和控制功能的有关计算机指令和数据定义的组合，即机器可执行的程序及有关数据；二是机器不可执行的，与软件开发、过程管理、运行、维护、使用和培训等有关的文档资料。

固件：将软件写入只读存储器ROM中，称为固化。

只读存储器及其写入的软件称为固件。

固件是介于硬件和软件之间的一种形态，从物理形态上看是硬件，而从运行机制上看是软件。

计算机系统的层次结构：现代计算机系统是由硬件、软件有机结合的十分复杂的整体。

在了解、分析、设计计算机系统时，人们往往采用分层（分级）的方法，即将一个复杂的系统划分为若干个层次，即计算机系统的层次结构。

最常见的是从计算机编程语言的角度划分的计算机系统层次结构。

虚拟计算机：是指通过配置软件扩充物理机（硬件/固件实现）功能以后所形成的一台计算机，而物理机并不具备这种功能。

虚拟机概念是计算机分析设计中的一个重要策略，它将提供给用户的功能抽象出来，使用户摆脱具体物理机细节的束缚。

2、计算机的性能指标。

1 吞吐量：表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量，用bps度量。

2 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。

3 利用率：在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所在的比率，用百分比表示。

4 处理机字长：常称机器字长，指处理机运算中一次能够完成二进制运算的位数，如32位机、64位机。

5 总线宽度：一般指CPU从运算器与存储器之间进行互连的内部总线一次操作可传输的二进制位数。

6 存储器容量：存储器中所有存储单元（通常是字节）的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。

7 存储器带宽：单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用B/s（字节/秒）表示。

计算机组成原理归纳总结-第一章1.1概述电子计算机的发展经历了哪几代？各代的基本特征是什么？一共经历了四代，分别是，电子管计算机，晶体管计算机，集成电路计算机，大规模和超大规模计算机，各代基本特征：第一代，电子管计算机，特点是体积大，功耗高，可靠性差，速度慢，为计算机的发展奠定了基础。

第二代，晶体管计算机，特点是体积小，能耗较低，可靠性较好，运算速度较快，相比第一代计算机有了很大提高。

第三代，集成电路计算机，特点是速度更快，可靠性有显著提高，价格下降，走向通用化，系列化，标准化，开始进入文字处理和图形处理的领域。

第四代，大规模和超大规模计算机，特点是微型计算机得到飞速发展，计算机的应用领域从科学计算、事务处理、过程控制逐步走向家庭，对计算机的应用和普及起到了关键性的作用。

1.2学习计算机知识你准备做哪方面的应用？我准备做一些应用程序层的研发和维护工作。

1.3试着举一个熟悉的计算机应用的例子？我们使用的的选课系统运行在学校的服务器上，这时候计算机起到了一个服务器的作用，这体现了计算机的信息服务的作用。

1.4计算机通常有哪些分类方法？你了哪类计算机？分类方法有：按计算机的结构分类、按计算机用途分类、按计算机的使用方式分类、按计算机的规模分类我比较了解按规模分类中的微型计算机，我所使用的笔记本电脑就是其中的一种。

1.5计算机硬件系统的主要指标有哪些？机器字长、存储容量、运算速度、可配置的外围设备1.6什么是机器字长？它对计算机的性能有何影响？是指CPU一次能处理的数据位数。

它影响着计算机的运算速度、硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。

1.7什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？存储容量指的是存储商器可以存放数据的量（比如字节数），包括主存容量和辅存容量。

主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。

比如内存等。

辅存指的是CPU不能够直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法，才能够访问的存储器，比如硬盘U盘等1.8根据下列题目的描述，找出最匹配的词或者短语，每个词或短语只能使用一次。

第2章数据的表示和运算主要内容：（一）数据信息的表示1.数据的表示2.真值和机器数（二）定点数的表示和运算1.定点数的表示：无符号数的表示；有符号数的表示。

2.定点数的运算：定点数的位移运算；原码定点数的加/减运算；补码定点数的加/减运算；定点数的乘/除运算；溢出概念和判别方法。

（三）浮点数的表示和运算1.浮点数的表示：浮点数的表示范围；IEEE754标准2.浮点数的加/减运算（四）算术逻辑单元ALU1.串行加法器和并行加法器2.算术逻辑单元ALU的功能和机构2.3 浮点数的表示和运算2.3.1 浮点数的表示（1）浮点数的表示范围•浮点数是指小数点位置可浮动的数据，通常以下式表示：N=M·RE其中，N为浮点数，M为尾数，E为阶码，R称为“阶的基数（底）”，而且R为一常数，一般为2、8或16。

在一台计算机中，所有数据的R都是相同的，于是不需要在每个数据中表示出来。

浮点数的机内表示浮点数真值：N=M ×2E浮点数的一般机器格式：数符阶符阶码值 . 尾数值1位1位n位m位•Ms是尾数的符号位，设置在最高位上。

•E为阶码，有n+1位，一般为整数，其中有一位符号位EJ，设置在E的最高位上，用来表示正阶或负阶。

•M为尾数，有m位，为一个定点小数。

Ms=0，表示正号，Ms=1，表示负。

•为了保证数据精度，尾数通常用规格化形式表示：当R＝2，且尾数值不为0时，其绝对值大于或等于0.5。

对非规格化浮点数，通过将尾数左移或右移，并修改阶码值使之满足规格化要求。

浮点数的机内表示阶码通常为定点整数，补码或移码表示。

其位数决定数值范围。

阶符表示数的大小。

尾数通常为定点小数，原码或补码表示。

其位数决定数的精度。

数符表示数的正负。

浮点数的规格化字长固定的情况下提高表示精度的措施：•增加尾数位数（但数值范围减小）•采用浮点规格化形式尾数规格化：1/2≤M <1 最高有效位绝对值为1浮点数规格化方法：调整阶码使尾数满足下列关系：•尾数为原码表示时，无论正负应满足1/2 ≤M <1即：小数点后的第一位数一定要为1。

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。

《计算机组成原理》复习第一章1.计算机的硬件组成包含五大功能部件：（P6）五大部件：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。

存储器主要功能：保存原始数据和解题步骤。

运算器主要功能：进行算术、逻辑运算。

控制器主要功能：从内存中取出解题步骤(程序)分析，执行操作。

输入设备主要功能：把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式。

输出设备主要功能：把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。

第二章2.定点数和浮点数（用IEEE754标准）的表示IEEE754标准按顺序：符号位（1位）、阶码（8位）、尾数（23位）●一个规格化的32位浮点数x的真值表示为x=(-1)S×(1.M)×2E-127实际偏移值e=E-127（小e由大E减得到）●真值x为零表示：当阶码E为全0且尾数M也为全0时的值，结合符号位S为0或1，有正零和负零之分。

●真值x为无穷大表示：当阶码E为全1且尾数M为全0时，结合符号位S为0或1，也有+∞和-∞之分。

8位阶码E的表示范围为0~255（0000,0000~1111,1111），去掉全0和全1的情况，E的范围为1~254，实际的偏移值e的范围为-126~127.【例1】若浮点数x的754标准存储格式为(41360000)16，求其浮点数的十进制数值。

将16进制数展开后，可得二制数格式为0 100 00010 011 0110 0000 0000 0000 0000S 阶码(8位) 尾数(23位)指数e=阶码-127=10000010-01111111=00000011=(3)10包括隐藏位1的尾数1.M=1.011 0110 0000 0000 0000 0000=1.011011于是有x=(-1)S×1.M×2e=+(1.011011)×23=+1011.011=(11.375)10【例2】将数(20.59375)10转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式。

第一章计算机系统概论1.冯•诺依曼计算机模型。

1）计算机由运算器、存储器、控制器和输入/输出五个部件组成；2）存储器以二进制形式存储指令和数据；3）存储程序工作方式；4）五部件以运算器为中心进行组织。

现代计算机以存储器为中心。

2.计算机系统性能指标：字长，主频，主存容量，RASIS特性，兼容性。

第三章系统总线1.总线是连接两个或多个功能部件的一组共享的信息传输线；一个部件发出的信号可以被连接到总线上的其他所有部件所接收。

总线按连接部件不同分为：片内总线、系统总线、通信总线。

系统总线按传输信息不同分为：数据总线（双向，其位数与机器字长和存储字长有关，总线宽度）、地址总线（由CPU输出，单向）、控制总线。

2.总线性能指标：（1）总线宽度：它是指数据总线的根数。

（2）总线带宽：总线的数据传输速率即单位时间内总线上传输数据的位数，单位为MBps（3）时钟同步/异步：总线上的数据与时钟同步工作的总线称同步总线，与时钟不同步工作的总线称为异步总线。

（4）总线复用：为了提高总线的利用率，优化设计，特将地址总线和数据总线共用一条物理线路，只是某一时刻该总线传输地址信号，另一时刻传输数据信号或命令信号。

（5）信号线数：即地址总线、数据总线和控制总线三种总线数的总和。

（6）总线控制方式：包括并发工作、自动配置、仲裁方式、逻辑方式、计数方式等。

3.总线裁决：决定哪个总线主控设备将在下次得到总线使用权的过程称为总线裁决。

•两类总线裁决方式：集中式和分布式集中式裁决方式：使用总线控制器；分布式裁决方式：控制逻辑分散在各个部件或设备中。

集中式裁决方式：链式查询，计数器定时查询，独立请求查询。

总线通信控制：同步通信（通信双方由统一时标控制数据传送）异步通信（采用应答方式，不互锁，半互锁，全互锁）。

第四章存储器1.存储器的主要性能指标容量，速度，价格。

存储器的分类2.按存储介质分类：1）半导体存储器（双极型和MOS型）2）磁表面存储器3）磁芯存储器4）光盘存储器按存取方式分类1）随机存储器2）只读存储器（静态SRAM，动态DRAM）3）串行访问存储器3.半导体只读存储器：掩膜只读存储器ROM可编程ROM（PROM）可擦除和编程的ROM（EPROM）电擦除电改写只读存储器（EEPROM）闪速存储器（flash memory）4.主存的指标存储容量，存储速度（时间和周期）和存储器带宽。

《计算机组成原理》（白中英）复习第一章计算机系统概论电子数字计算机的分类（P1）通用计算机（超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机）和专用计算机。

计算机的性能指标（P5）数字计算机的五大部件及各自主要功能（P6）五大部件：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。

存储器主要功能：保存原始数据和解题步骤。

运算器主要功能：进行算术、逻辑运算。

控制器主要功能：从内存中取出解题步骤(程序)分析，执行操作。

输入设备主要功能：把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式。

输出设备主要功能：把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。

计算机软件（P11）系统程序——用来管理整个计算机系统应用程序——按任务需要编制成的各种程序第二章运算方法和运算器课件+作业第三章内部存储器存储器的分类（P65）按存储介质分类：易失性：半导体存储器非易失性：磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器按存取方式分类：存取时间与物理地址无关（随机访问）：随机存储器RAM ——在程序的执行过程中可读可写只读存储器ROM ——在程序的执行过程中只读存取时间与物理地址有关（串行访问）：顺序存取存储器磁带直接存取存储器磁盘按在计算机中的作用分类：主存储器：随机存储器RAM ——静态RAM 、动态RAM只读存储器ROM ——MROM 、PROM 、EPROM 、EEPROM Flash Memory高速缓冲存储器（Cache）辅助存储器——磁盘、磁带、光盘存储器的分级（P66）存储器三个主要特性的关系：速度、容量、价格/位多级存储器体系结构：高速缓冲存储器（cache）、主存储器、外存储器。

主存储器的技术指标（P67）存储容量：存储单元个数M ×每单元位数N存取时间：从启动读(写)操作到操作完成的时间存取周期：两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间，时间单位为ns。

存储器带宽：单位时间里存储器所存取的信息量，位/秒、字节/每秒，是衡量数据传输速率的重要技术指标。

一、冯·诺依曼体制主要有三个要点：用二进制形式表示数据和指令采用存储程序方式计算机系统由运算器、存储器、控制器、输入装置和输出装置等五大部件组成。

二、信息表示数字化（1）在计算机中各种信息都用数字代码表示，如指令、数值型数据、字符、图象等。

（2）在物理机制上，数字代码以数字型信号表示。

三、指令和数据都以数字代码形式存放在主存中，如何区分它们是指令还是数据？虽然程序与数据都采用二进制代码，仍可按照程序（指令）计数器PC的内容作为地址读取指令，再按照指令给出的操作数地址去读取数据。

四、层次结构模型五、原码加减规则：若实际操作为两异号数相加，则正数取其原码，负数取其反码，然后两数相加；相加后若最高位有进位产生，则末位再加1，结果为正；相加后若最高位无进位产生，则将结果变反，数符为负。

补码加减规则：参与运算的操作数用补码表示，符号位作为数的一部分直接参与运算，所得为补码表示的运算结果六、原码乘法,补码乘法七、NMOS六管静态存储单元电路八、动态MOS4管存储单元电路九、单管MOS动态存储电路十、调相制: 写0电流负跳变,写1电流正跳变十一、调频制: 每个单元起始位置跳变一次,写入1单元中间跳变,写入0单元中间不跳变.所以按照跳变次数区别0/1.十二、改进型调频制:写1时单元中间跳变,相邻的0交界处跳变.十三、Cache映像方式：直接映像；全相联映像；组相联映像；十四、虚拟存储器：页式，段式，段页式十五、指令: 操作码(指令扩展),地址码(四、三、二、一、零地址指令)十六、CPU基本功能：程序控制、操作控制、时间控制、数据加工十七、CPU组成：运算部件（ALU、移位器、锁存器）、寄存器组、总线（CPU内部、部件、系统、外部）、时序系统、控制器十八、用于处理的寄存器组（通用寄存器组、暂存器）用于控制的寄存器组（指令寄存器IR、程序寄存器PC、程序状态寄存器PSW）用作主存接口的寄存器（地址寄存器MAR、数据缓冲寄存器MBR）十九、主机与外围设备建的连接方式：直接程序传送、程序中断方式、直接存储器存储DMA二十、组合逻辑控制器工作周期划分用于指令正常执行：取指周期FT、源周期ST、目的周期DT、执行周期ET用于IO传送：中断周期IT、DMA周期DMAT二十一、组合逻辑控制器缺点及改进：用许多门电路产生微命令，门电路产生的逻辑形态很不规整，因此其核心部分零乱、繁琐，设计和检查调试效率都比较低。

完整的计算机系统包括：硬件（组成计算机的各种设备实体）和软件（指的各种程序和文件）计算机的基本功能主要包括数据与加工、数据保存、数据传送和操作控制等。

计算机硬件：CPU+MM（main memory）+I/O；计算机软件：系统软件+应用软件；电子计算机的分类：1、电子模拟计算机（特点：数值由连续量表示，运算过程也是连续的）2、电子数字计算机（特点：按位运算，并且不连续的跳动计算）电子数字计算机被成为“电脑”。

数字计算机的分类：专用计算机和通用计算机。

通用计算机分为：超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机。

超级计算机：用于科学计算，数据存储量很大，结构复杂，价格昂贵；单片计算机：只用一片集成电路做成的计算机，体积小，结构简单，性能指标低，价格便宜；计算机的五代变化：第一代：电子管计算机（数据处理机开始得到应用）；第二代：晶体管计算机（工业控制机开始得到应用）；第三代：中小规模集成电路计算机（小型计算机出现）；第四代：大规模和超大规模集成电路计算机（微型计算机开始出现）；第五代：巨大规模集成电路计算机（单片计算机开始出现）计算机发展简史：IAS（（Instruction Set Architecture ）指令集体系结构）通用计算机模型机：冯.诺依曼结构；冯.诺依曼提出“存储程序”思想。

“存储程序”思想：将事先编好的程序和原始数据送入主存中，然后启动执行。

计算机能在不需操作人员干预下，自动完成逐条取出指令和执行指令的任务。

冯.诺依曼结构的主要思想：1、计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件组成。

2、各基本部件的功能是：1）存储器不仅能存放数据，而且也能存放指令，形式上两者没有区别，但计算机应能区分数据还是指令；2）控制器应能自动执行指令；3）运算器应能进行加/减/乘/除四种基本算术运算，并且也能进行一些逻辑运算和附加运算；4）操作人员可以通过输入设备、输出设备和主机进行通信。