计算机组成原理知识点(word文档物超所值)

计算机组成原理知识点汇总本文将计算机组成原理的知识点做了系统的整理，方便大家系统学习。

如果您正在学习计算机体系结构，可以按照本文的知识点进行扩展学习。

计算机体系结构一、发展历史1.1946 ENIAC2.冯诺依曼EDVAC1)计算机思想：二进制存储控制2)计算机组成控制器运算器存储器输入输出3)时间轴a)代际划分第一代计算机1946-1957 电子管第二代计算机1958-1964 晶体管第三代计算机1965-1972 中、小规模集成电路第四代计算机1972~至今超大规模集成电路b)我国计算机发展2009研发出天河一号2010天河一号A 成为最快计算机2017神威太湖一号位于榜首4)辅助技术：CADCAMCAECAICIMS二、相关计算1.容量单位1B=8 bit1KB = 2^10 B= 1024 BTB PB EB ZB YB BB NB DB2.进制转换1)二进制、八进制、十进制、十六进制2)换算方法：统一换算成十进制，在转换为其他进制十进制转换为二进制十进制除以2 保留余数倒数3)各个进制的小数点转换：当前位数的值*（1/(进制^位数)）3.二进制码表示1)原码：表示范围-2^(n-1)-1 ~ 2^(n-1)-1如8位的就是-127~1272)反码：正数的反码等于补码负数的反码等于除符号位以外取反3)补码：正数的补码=反码负数的补码=反码+1表示范围-2^(n-1) ~ 2^(n-1)-1如8位的就是-128~127 -128的补码是1000000 人为规定4)移码补码的符号位取反5)特性00的补码、移码相同6)运算原码运算反码运算补码运算4.校验码1)奇偶校验码：根据1的位数1位数为奇数则是奇数校验码2)循环冗余CRC：多项式模2除法只能检错不能纠错3)海明校验码：有纠错功能5.ASCII编码1)汉字编码6.浮点数表示三、中央处理器CPU1.组成结构1)运算器a)作用：完成算术和逻辑运算，实现数据加工与处理b)组成：i.算术与逻辑计算单元ALUii.累加器AC（为ALU提供工作区，暂存ALU的操作数或运算结果）iii.状态字寄存器PSW：表征当前运算的状态及程序的工作方式一个保存各种状态条件标志的寄存器保存中断和系统工作状态等信息iv.寄存器组v.多路转换器2)控制器a)作用：取指令分析指令执行指令b)指令的组成指令码操作码c)内部寄存器i.程序计数器PC保存下一条指令的地址ii.指令寄存器IR保存当前执行的指令地址iii.指令译码器对IR中的指令的操作码进行译码iv.关系从PC中取出指令地址，送入IR，由译码器译码以后执行3)寄存器组a)数据寄存器DRi.暂时存放由主存储器读出的一条指令或一个数据字ii.作用作为CPU与外部存储设备的中转站弥补CPU与外部存储设备的速度差异b)地址寄存器AR用来保存当前CPU访问的主存的地址，直到主存信息读取完毕4)内部总线2.指令系统1)周期a)时钟周期：振荡周期计算机中最小、最基本的时间单位，一个时钟周期内，CPU只完成一个基本动作b)机器周期：完成一项基本操作的时间c)指令周期：完成一条指令需要的时间2)周期关系一条指令周期包含若干机器周期，一个机器周期包含若干时钟周期指令周期>机器周期>时钟周期3)流水线技术Pipeline程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术4)指令集a)复杂指令集CISCi.指令系统复杂，指令数目多ii.设有专用寄存器iii.指令字长不固定，指令格式多，寻址方式多iv.可访存指令不受限制v.各种指令的执行时间差大vi.采用微程序控制器vii.难以用优化编译生成高效的目标代码b)精简指令集RISCi.选取使用频度较高的简单指令以及很有用但不复杂的指令ii.指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少iii.只有取数、存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器中完成iv.CPU 中有多个通用寄存器v.采用流水线技术，大部分指令在一个时钟周期内完成vi.控制器采用组合逻辑控制为主vii.采用优化编译技术3.寻址方式1)数据寻址a)立即寻址：操作数包含在指令中b)直接寻址：操作数位于内存中，指令中直接给出操作数的内存地址c)间接寻址：操作数位于内存中，指令中给出操作数地址的地址d)寄存器寻址：操作数存放寄存器中，指令中给出存放操作数的寄存器名e)寄存器间接寻址：操作数存放在内存中，操作数的内存地址位于某个寄存器中f)变址寻址：指令给出的形式地址A 与编制寄存器Rx 的内容相加，形成操作数有效地址；应用广泛如一组连续存放在主存中的数据g)基址寻址基址寄存器Rb 的内容与形式地址A 相加，形成操作数有效地址；基址寻址和变址寻址在形成有效地址时所用的算法是相同的；变址寻址是面向用户的，用于访问字符串、向量和数组等成批数据；基址寻址用于逻辑地址和物理地址的变换，解决程序在主存中的再定位和扩大寻址空间h)相对寻址：基址寻址的一种变通，由程序计数器PC 提供基准地址i)隐含寻址：指令中不明显地给出操作数的地址，其操作数的地址隐含在操作码或某个寄存器中j)堆栈寻址2)指令寻址a)顺序寻址：程序计数器PC +1b)跳跃寻址：程序转移执行时的指令寻址方式，它通过转移类指令实现4.性能指标1)主频a)计算机的时钟频率b)时钟周期=1/主频c)单位是GHzd)时钟频率为1GHz，时钟信号周期等于1ns 时钟频率为2GHz，时钟周期为0.5ns2)字长8位32位64位3)MIPS：每秒处理百万级的机器语言指令数4)MFLOPS：每秒百万个浮点操作，反映浮点运算情况5)CPI：每条指令的时钟周期数6)平均无故障时间MTBF：Mean Time Between Failure多次相继失效之间的平均时间该指标和故障率衡量系统的可靠性7)平均修复时间MTTR：多次故障发生到系统修复后的平均时间间隔。

计算机组成原理专业复习知识(doc 11页)第一章 1、计算机的性能指标：吞吐量、响应时间、利用率、处理机字长、总线宽度、存储器容量、存储器带宽、主频/时钟周期、CPU执行时间、CPI、MIPS、MFLOPS。

2、字长：通常把组成一个字的二进制位数叫做字长。

3、数据字：如果某字代表要处理的数据，则称为数据字。

4、指令字：如果某字为一条指令，则称为指令字。

5、系统总线：系统总线是构成计算机系统的骨架，是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路。

6、计算机系统的层次结构：计算机通常由五个以上不同的级组成，每一个级都能进行程序设计：第一级是个微程序设计级或者逻辑电路级。

这是一个实在的硬件级，由硬件直接执行。

第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由微程序解释机器指令系统。

这一级也是硬件级。

第三级是操作系统级，它由操作系统程序实现。

这些操作系统由机器指令和广义指令组成，广义指令是操作系统和解释的软件指令，所以这一级也称为混合级。

第四级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性。

这一级由汇编程序支持和执行，如果应用程序采用汇编语言编写时，则机器必须要有这一级的功能；如果应用程序不采用汇编语言编写，则这一级可以不要。

第五级是高级语言，它是面向用户的，为方便用户编写应用而设置的。

这一级由各种高级语言编译程序支持和执行。

7、通用计算机分为：超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机、单片机六类，其结构复杂性、性能、价格依次递减。

8、计算机的硬件：是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、流向运算器。

第二章 1、计算机中常用的数据表示格式有两种：一种是定点格式，一种是浮点格式。

定点格式通常将数据表示成纯小数或者纯整数。

2、浮点数的表示方法：（N）R=M×R e中的e值是可变的。

3、数字机器码的表示：原码、补码、反码、移码。

4、校验码分为奇校验和偶校验。

奇校验位C非定义偶校验码C的定义为：5、补码加法的公式：[X]补+[Y]补=[X+Y]补6、为了判断“溢出”是否发生，可采用两种检测方法。

计算机组成原理分章,计算机组成原理各章节重点总结.doc计算机组成原理各章节重点总结.doc承载教育理想 传播⽂都精神 - PAGE 42 - ⽂都教育在线：- PAGE 34 -计算机组成原理⼀、 计算机系统概述(⼀) 计算机发展历程第⼀台电⼦计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)诞⽣于1946年的美国宾⼣法尼亚⼤学。

ENIAC⽤了18000电⼦管、1500继电器、重30吨、占地170m3、耗电140kw、每秒计算5000次加法。

冯?诺依曼(VanNeumann)⾸次提出存储程序的概念，将数据和程序⼀起放在存储器中，使得编程更加⽅便。

50多年来，虽然对冯?诺依曼机进⾏了很多改⾰，但结构变化不⼤，仍然称为冯?诺依曼机。

⼀般把计算机的发展分为四个阶段：第⼀代(1946-50‘s后期)：电⼦管计算机时代；第⼆代(50‘s中期-60’s后期)：晶体管计算机时代；第三代(60‘s中期-70’s前期)：集成电路计算机时代；第四代(70‘s初-)：⼤规模集成电路计算机时代。

(⼆) 计算机系统层次结构1. 计算机硬件的基本组成计算机硬件主要指计算机的实体部分，通常有运算器、控制器、存储器、输⼊和输出五部分。

CPU是指将运算器和控制器集成到⼀个电路芯⽚中。

2. 计算机软件的分类计算机软件按照⾯向对象的不同可分两类：系统软件：⽤于管理整个计算机系统，合理分配系统资源，确保计算机正常⾼效地运⾏，这类软件⾯向系统。

应⽤软件：是⾯向⽤户根据⽤户的特殊要求编制的应⽤程序，这类软件通常实现⽤户的某类要求。

3. 计算机的⼯作过程(1)计算机的⼯作过程就是执⾏指令的过程 指令由操作码和操作数组成：操作码地址码操作码指明本指令完成的操作 地址码指明本指令的操作对象(2)指令的存储 指令按照存储器的地址顺序连续的存放在存储器中。

(3)指令的读取 为了纪录程序的执⾏过程，需要⼀个记录读取指令地址的寄存器，称为指令地址寄存器，或者程序计数器。

一.冯·诺依曼计算机的特点1945年，数学家冯诺依曼研究EDVAC机时提出了“存储程序”的概念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。

二.计算机硬件框图1.冯诺依曼计算机是以运算器为中心的2.现代计算机转化为以存储器为中心各部件功能：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4.输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式（鼠标键盘）。

5.输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式（打印机显示屏）。

计算机五大子系统在控制器的统一指挥下，有条不紊地自动工作。

由于运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密，尤其在大规模集成电路制作工艺出现后，两大不见往往集成在同一芯片上，合起来统称为中央处理器（CPU）。

把输入设备与输出设备简称为I/O设备。

现代计算机可认为由三大部分组成：CPU、I/O设备及主存储器。

CPU与主存储器合起来又可称为主机，I/O设备又可称为外部设备。

主存储器是存储器子系统中的一类，用来存放程序和数据，可以直接与CPU交换信息。

另一类称为辅助存储器，简称辅存，又称外村。

算术逻辑单元简称算逻部件，用来完成算术逻辑运算。

控制单元用来解实存储器中的指令，并发出各种操作命令来执行指令。

ALU和CU是CPU的核心部件。

I/O设备也受CU控制，用来完成相应的输入输出操作。

计算机组成原理知识点汇总x《计算机组成原理知识点汇总》一、算术逻辑单元1、算术逻辑单元（ALU）的功能算术逻辑单元（ALU）是一个对存储在寄存器中的数据进行算术和逻辑操作的硬件单元，它执行CPU中算术逻辑操作的所有活动。

主要有：加减乘除运算以及位操作（AND，OR，NOT）等。

2、算术逻辑单元的组成算术逻辑单元（ALU）由控制单元（CU）、累加器（Accumulator）、比较器（comparator）、移位器（Shift）、全加器（Full-Adder）、多位加法器（Multiple Adders）、多位乘法器（Multiple Multipliers）、掩码器（Mask）、屏蔽器（Shifter）等组成。

3、算术逻辑单元的运算过程（1）算术运算：它包括加减乘除运算，算术运算主要是把操作数从输入总线传到累加器中，进行算术运算以后，将结果存放在累加器中，然后传输到输出总线上。

（2）位操作：它包括AND，OR，NOT，异或等，位操作是把操作数从输入总线传到屏蔽器中，通过屏蔽器进行位操作，将结果存放在累加器中，同样传输到输出总线上。

（3）比较：算术逻辑单元还可以进行比较运算，以及移位，比较运算是把两个操作数从输入总线传到比较器中，比较两个操作数的大小，将结果存放在标志位中，寄存器中存放比较结果。

二、指令周期1、指令周期的概念指令周期是指中央处理器（CPU）执行指令所需要完成的时间，也就是说，指令从被CPU读取到完成执行的时间段称为指令周期。

它也可以简单的理解为一条指令完成执行的时间。

2、指令周期的分类指令周期可以分为主周期和子周期两种，主周期是指一条指令完成执行所需的最少时间，而子周期是指每一步执行完成的时间。

3、指令周期的作用指令周期是指系统的处理速度，它是用来评价计算机的运行速度的重要指标。

在进行计算机系统设计时，可以根据指令周期调整处理器的结构，以提高计算机的处理速度。

《计算机组成原理》80个重要知识点汇总1、硬件包括中央处理器、存储器、外部设备和各类总线等。

1）中央处理器（处理器/CPU）：核心部件，用于执令的执行。

2）存储器:内存和外存3）外部设备（简称外设，也称I/O设备）：输入、输出设备。

4）总线：用于在部件之间传输信息。

2、软件1）系统软件: 操作系统（O/S）2）应用软件: 电子邮件、文字表格软件等。

3、计算机层次结构指令集体系结构ISA（简称体系结构或系统结构）：连接软件和硬件的一个“桥梁”，是一台计机可以执行的所有指令集合。

微体系结构（简称微架构）：具体实现的组织。

是由逻辑电路实现的，而逻辑电路又是按照特定的器件技术实现的。

编程语言低级语言：和运行计算机底层结构密切相关。

例：机器语言汇编语言：是一种机器语言的符号表示语言，通过用简短的英文符号和二进制代码建立对应关系。

高级语言：和底层计算机结构关联不大，大部分编程语言都是高级语言。

翻译程序：源程序→目标程序。

汇编程序：也称汇编器，将汇编语言源程序翻译成机器语言目标程序。

解释程序(解释器)：将源程序中的语句逐条解释，转换成机器指令执行。

编译程序(编译器)：将高级语言源程序翻译成汇编或机器语言目标程序。

4、冯诺依曼结构基本思想（1）采用“存储程序”工作方式。

存储程序: 指将编好的程序和原始数据送入主存并能自动执行的过程。

（2）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件组成。

运算器：进行算术和逻辑运算。

控制器：自动执行指令。

存储器：存放数据和指令输入、输出设备：便于操作人员使用计算机。

（3）计算机内部以二进制形式表示指令和数据。

5、冯诺依曼结构模型机通用寄存器组：由若干个通用寄存器组成，用于存放操作数或操作数的地址。

标志寄存器：用来存放ALU运算得到的一些标志信息。

程序计数器（PC）：用来存放将要执行的下一条指令的地址。

指令寄存器（IR）：用于存放从主存储器读出的指令。

主存地址：每个存储单元的唯一编号。

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专业的一门重要课程，涉及到计算机硬件的各个方面。

下面是对计算机组成原理的一些常见知识点的总结：1. 计算机的基本组成：计算机由中央处理器（CPU）、存储系统（主存储器和辅助存储器）、输入设备和输出设备组成。

2. 中央处理器（CPU）：CPU是计算机的核心部件，负责执行指令和控制计算机的运算。

它包括运算器和控制器两个主要部件。

3. 存储系统：存储系统用于存储和访问计算机的数据和程序，分为主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）两种。

主存储器是CPU直接访问的内存空间，辅助存储器则用于长期存储数据。

4. 输入设备和输出设备：输入设备将外部数据和指令输入到计算机中，输出设备将计算机处理后的结果输出给用户。

常见的输入设备有键盘、鼠标等，输出设备有显示器、打印机等。

5. 数据表示与运算：计算机使用二进制系统来表示和处理数据。

常见的数值表示方法有原码、反码和补码。

计算机可以对数据进行加、减、乘、除等基本运算。

6. 指令与程序：计算机通过指令集来执行各种操作。

指令包括操作码和操作数，操作码表示要执行的操作，操作数表示操作的对象。

程序是一系列指令的集合，通过指令的顺序执行来实现特定功能。

7. 控制器：控制器负责解析和执行指令，控制计算机的各个部件的动作，保证指令的正确执行顺序。

控制器包括指令寄存器、程序计数器和时序控制等模块。

8. 总线：计算机中各个部件之间通过总线进行数据和控制信号的传输。

主要包括数据总线、地址总线和控制总线三种。

9. 中断和异常：中断是指计算机在执行中断指令或外部事件发生时，强制暂停当前程序的执行，转而执行中断处理程序。

异常是指计算机执行指令时遇到的错误或特殊情况，需要进行异常处理。

10. 存储器层次结构：计算机的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多个层次。

不同层次的存储器根据访问速度和容量等特点，提供不同级别的数据存储和访问。

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计算机组成原理知识点概述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，它研究计算机系统的基本结构和工作原理。

本文档旨在概述计算机组成原理的核心知识点，为学习和理解计算机硬件提供指导。

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 计算机系统的基本组成3. 数据的表示与处理3.1 数制与编码3.2 浮点数与定点数表示3.3 逻辑运算与逻辑电路3.4 算术运算的硬件实现4. 指令系统4.1 指令格式与指令类型4.2 指令的编码与解码4.3 控制单元的功能与设计4.4 指令流水线5. 存储系统5.1 存储器的层次结构5.2 随机存取存储器(RAM)5.3 只读存储器(ROM)5.4 缓存存储器(Cache)5.5 虚拟存储器6. 中央处理器(CPU)6.1 CPU的结构与功能6.2 时钟与同步6.3 寄存器与寄存器组6.4 算术逻辑单元(ALU)6.5 指令执行过程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 I/O设备的控制8. 总线与互连网络8.1 总线的概念与分类8.2 总线协议与通信8.3 互连网络的设计与优化9. 并行组织与高性能计算9.1 并行处理的基本概念9.2 多处理器系统9.3 向量处理器与流水线处理器9.4 高性能计算架构10. 结论本文档提供了计算机组成原理的关键知识点，为深入理解计算机硬件打下了坚实的基础。

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，并为进一步的学习和发展奠定基础。

请注意，本文档仅为计算机组成原理知识点的概述，每个部分都需要更深入的研究和学习才能完全理解。

此外，随着技术的发展，新的知识点和概念可能会被引入，因此持续学习是必要的。

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。

计算机组成原理复习要点一、 题型分布选择题 20分；填空题 30分；判断题 10分；计算题 20/25分；简答题 20/15分二、 每章重点内容 第一章 概述1、什么是计算机组成2、诺依曼体系结构计算机的特点（1）硬件由五大部份组成（运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备）。

（2）软件以2#表示。

（3）采用存储程序所有的程序预先存放在存储器中,此为计算机高速自动的基础； 存储器采用一维线性结构； 指令采用串行执行方式。

控制流（指令流）驱动方式；（4）非诺依曼体系结构计算机数据流计算机多核(芯)处理机的计算机3、计算机系统的层次结构（1）从软、硬件组成角度划分层次结构（2）从语言功能角度划分的层次结构虚拟机：通过软件配置扩充机器功能后，所形成的计算机，实际硬件并不具备相应语言的功能。

第二章数据表示1、各种码制间的转换及定点小数和定点整数的表示范围（1）原码：计算规则：最高位表示符号位；其余有效值部分以2#的绝对值表示。

如：（+0.1011）原=0.1011; （-0.1001）原=1.1001（+1011）原= 01011; （-1001）原=11001注意：在书面表示中须写出小数点，实际上在计算机中并不表示和存储小数点。

原码的数学定义若定点小数原码序列为X0.X1X2...Xn共n+1位数，则：X原=X 当1 >X≥0X原=1-X=1+|x| 当0≥X>-1若定点整数原码序列为X0X1X2...Xn共n+1位数，则：X原=X 当2n >X≥0X原=2n-X=2n+|x| 当0≥X>-2n说明：在各种码制（包括原码）的表示中需注意表示位数的约定，即不同的位数表示结果不同，如：以5位表示，则（-0.1011）原=1.1011以8位表示，则（-0.1011）原=1.10110000的原码有二种表示方式：小数：（+0.0000）原=0.0000，（-0.0000）原=1.0000整数：（+00000）原=00000，（-00000）原=10000符号位不是数值的一部分，不能直接参与运算，需单独处理。

计算机组成原理知识点计算机组成原理是计算机科学的一个重要分支，是研究计算机系统内部工作原理的学科。

主要内容包括：1.计算机的五大基本组成部分：中央处理器（CPU）、主存储器（RAM）、输入设备、输出设备、存储设备。

这五部分构成了计算机的基本硬件结构，是计算机能够运行的基础。

2.计算机的硬件结构和功能：计算机的硬件结构包括中央处理器、主存储器、输入设备、输出设备、存储设备以及这些硬件之间的连接方式。

这些硬件的功能分别是处理计算机的指令、存储计算机的数据、将外界信息输入计算机、将计算机的信息输出到外界、存储计算机的数据和程序。

3.计算机的软件结构和功能：计算机的软件结构包括操作系统、系统软件和应用软件。

操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的硬件资源和提供操作界面。

系统软件是指与操作系统相关的软件，如驱动程序、系统工具等。

应用软件是专门用于完成特定任务的软件，如办公软件、图形软件等。

4.计算机的系统架构：计算机的系统架构是指计算机系统的总体架构，包括硬件结构、软件结构和数据结构。

计算机的系统架构决定了计算机的功能、性能、扩展性和可维护性。

5.计算机的系统软件：计算机的系统软件是指与操作系统相关的软件，包括驱动程序、系统工具、系统服务等。

这些软件负责管理计算机的硬件资源，并提供用户与计算机的接口，是计算机能够正常运行的基础。

6.计算机的应用软件：计算机的应用软件是指专门用于完成特定任务的软件，包括办公软件、图形软件、娱乐软件等。

这些软件能够帮助用户完成各种各样的工作，是计算机在各行各业中的重要应用。

7.计算机的数据结构：计算机的数据结构是指计算机系统中数据的存储方式和组织方式。

常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树等。

不同的数据结构适用于不同的场合，能够帮助用户更有效地管理和处理数据。

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的重要分支，它研究计算机硬件系统的组成和工作原理。

以下是计算机组成原理的一些重要知识点的总结：1. CPU：中央处理器（CPU）是计算机的核心，它执行所有计算和控制计算机的操作。

CPU由控制器和算术逻辑单元（ALU）组成。

控制器从内存中读取指令，解码它们，并执行相应的操作。

ALU执行算术和逻辑运算。

2. 存储器：计算机存储器分为两种类型：主存储器和辅助存储器。

主存储器通常是随机存储器（RAM），用于存储程序和数据。

辅助存储器包括硬盘、光盘和闪存，用于长期存储数据。

3. 总线：总线是计算机内部各组件之间进行通信的路径。

其中包括地址总线、数据总线和控制总线。

地址总线用于指定内存中的位置，数据总线用于传输数据，控制总线用于控制操作。

4. 输入输出设备：计算机输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。

它们使用户能够与计算机进行交互，并获得输出结果。

5. 指令集架构：指令集架构定义了计算机的指令集和处理器的操作方式。

其中包括精简指令集计算机（RISC）和复杂指令集计算机（CISC）。

6. 流水线：流水线是一种优化CPU性能的方式，它将指令分成多个阶段，并同时执行多个指令。

流水线可以提高CPU的处理速度，但也会增加延迟和资源竞争。

7. 缓存：缓存是一种性能优化技术，它使用快速的存储器来存储最常用的数据和指令，以减少对主存储器的访问。

8. 中断和异常：中断和异常是一种处理外部事件的方式。

当一个事件发生时，CPU会停止当前的操作，并调用相应的处理程序。

9. 多处理器系统：多处理器系统指的是具有多个处理器的计算机系统。

多处理器系统可以提高计算机的性能和可靠性，但也需要解决诸如并发、共享资源等问题。

以上是计算机组成原理的一些重要知识点的总结。

这些知识点在计算机科学和工程中都是非常重要的基础知识，理解它们对于理解计算机系统的工作原理和优化计算机性能都非常有帮助。

《计算机组成原理》（白中英）复习第三章内部存储器存储器的分类按存储介质分类：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、EEPROMFlash 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。

SRAM存储器基本存储元：用一个锁存器(触发器)作为存储元。

基本的静态存储元阵列双译码方式读周期、写周期、存取周期DRAM存储器基本存储元：由一个MOS晶体管和电容器组成的记忆电路。

存储原理：所存储的信息1或0由电容器上的电荷量来体现（充满电荷：1；没有电荷：0）。

一个DRAM存储元的写、读、刷新操作DRAM的刷新：集中式刷新和分散式刷新（P73）存储器容量的扩充位扩展——增加存储字长字扩展——增加存储字的数量字、位扩展例题只读存储器ROM掩模ROM、可编程ROM（PROM、EPROM ——光擦除可编程可读存储器、EEPROM——电擦除可编程存储器）、Flash 存储器并行存储器双端口存储器：指同一个存储器具有两组相互独立的读写控制线路。