计算机组成原理02-4
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计算机四级计算机组成原理知识点总结
计算机四级计算机组成原理涉及多个关键知识点,主要包括:
1.**计算机的基本组成**:计算机主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。
其中,运算器和控制器合称为中央处理器(CPU)。
2.**指令系统**:指令是计算机执行某种操作的命令,通常由操作码和操作数地址码组成。
指令系统是指一台计算机中所有指令的集合。
指令的长度取决于操作码的长度、操作数地址码的长度和操作数地址的个数,与机器字长没有固定的关系。
指令可以分为零地址指令、一地址指令等多种类型。
3.**计算机硬件层次结构**:计算机硬件层次结构可以分为微程序机器层(M0)、传统机器层(M1)、虚拟机器层(M2)、汇编语言机器层(M3)和高级语言机器层(M4)。
每一层都对应着不同的指令系统和执行方式。
4.**存储系统**:存储系统包括主存储器(内存)和辅助存储器(外存)。
主存储器是计算机直接访问的存储部件,其速度快,但容量小。
辅助存储器则容量大,速度慢,需要通过输入输出设备才能访问。
5.**输入输出系统**:输入输出系统负责计算机与外部世界的联系,包括输入设备和输出设备。
输入设备用于将外部信息输入到计算机中,输出设备用于将计算机的处理结果输出到外部世界。
6.**总线系统**:总线是连接计算机各部件的通信线路,包括数据总线、地址总线和控制总线。
总线系统负责在各部件之间传输数据和控制信号。
以上就是计算机四级计算机组成原理的主要知识点,掌握了这些知识,就能对计算机的基本组成和工作原理有深入的理解。
计算机组成原理课件
计算机组成原理课件通常包括以下几个部分:1.计算机系统概述
计算机的发展历史
计算机的基本组成
计算机的工作原理
2.数据表示与运算
二进制数系统
数据的表示方法:原码、反码、补码
基本运算:加法、减法、乘法、除法、逻辑运算3.计算机硬件组成
中央处理器(CPU)
指令系统
控制器
运算器
存储器
内存
外存
输入/输出设备
输入设备
输出设备
4.计算机指令系统
指令格式
指令分类:数据传输指令、算术运算指令、逻辑运算指令、控制转移指令等
指令执行过程
5.存储系统
存储器层次结构
高速缓冲存储器(CaChe)
主存储器(内存)
辅助存储器(外存)
虚拟存储器
6.I/O系统
I/O设备的分类
I/O接口与总线
I/O控制方式:轮询、中断、直接内存访问(DMA)等
I/O设备管理
7.计算机性能评价与优化
计算机性能指标
影响计算机性能的因素
计算机性能优化方法
8.计算机体系结构
冯•诺依曼体系结构
哈佛体系结构
VonNeumann和Harvard体系结构的比较与优缺点9.多处理器系统与并行计算
多处理器系统的基本概念
多处理器系统的分类与特点
并行计算的基本概念与技术
多处理器与并行计算的应用实例。
计算机组成原理实验报告实验报告运算器实验⼀、实验⽬的掌握⼋位运算器的数据传输格式,验证运算功能发⽣器及进位控制的组合功能。
⼆、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验,熟悉ALU运算控制位的运⽤。
三、实验原理实验中所⽤的运算器数据通路如图2-3-1所⽰。
ALU运算器由CPLD描述。
运算器的输出FUN经过74LS245三态门与数据总线相连,运算源寄存器A和暂存器B的数据输⼊端分别由2个74LS574锁存器锁存,锁存器的输⼊端与数据总线相连,准双向I/O 输⼊输出端⼝⽤来给出参与运算的数据,经2⽚74LS245三态门与数据总线相连。
图2-3-1运算器数据通路图中A WR、BWR在“搭接态”由实验连接对应的⼆进制开关控制,“0”有效,通过【单拍】按钮产⽣的脉冲把总线上的数据打⼊,实现运算源寄存器A、暂存器B的写⼊操作。
四、运算器功能编码算术运算逻辑运算K23~K0置“1”,灭M23~M0控位显⽰灯。
然后按下表要求“搭接”部件控制路。
表2.3.2 运算实验电路搭接表算术运算1.运算源寄存器写流程通过I/O单元“S7~S0”开关向累加器A和暂存器B置数,具体操作步骤如下:2.运算源寄存器读流程关闭A、B写使能,令K18=K17=“1”,按下流程分别读A、B。
3.加法与减法运算令M S2 S1 S0(K15 K13~K11=0100),为算术加,FUN及总线单元显⽰A+B的结果令M S2 S1 S0(K15 K13~K11=0101),为算术减,FUN及总线单元显⽰A-B的结果。
逻辑运算1.运算源寄存器写流程通过“I/O输⼊输出单元”开关向寄存器A和B置数,具体操作步骤如下:2.运算源寄存器读流程关闭A、B写使能,令K17= K18=1,按下流程分别读A、B。
①若运算控制位设为(M S2 S1 S0=1111)则F=A,即A内容送到数据总线。
②若运算控制位设为(M S2 S1 S0=1000)则F=B,即B内容送到数据总线。
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。