计算机组成原理重点难点(复习)
计算机组成原理重点、难点
1．计算机有哪些分类？传统计算机可从用途、规模或处理对象等多方面进行划分。
(1)按用途划分通用机：用于解决多种一般问题，该类计算机使用领域广泛、通用性较强，在科学计算、数据处理和过程控制等多种用途中都能适应。
专用机：用于解决某个特定方面的问题，配有为解决某问题的软件和硬件，如在生产过程自动化控制、工业智能仪表等专门应用。
(2)按规模划分巨型计算机：应用于国防尖端技术和现代科学计算中。
巨型机的运算速度可达每秒百万亿次。
巨型机运算速度快，存储量大，结构复杂，价格昂贵，主要用于尖端科学研究领域，如IBM390系列、银河机等。
大／中型计算机：大型机规模次于巨型机，有比较完善的指令系统和丰富的外部设备，具有较高的运算速度，每秒可以执行几千万条指令，而且有较大的存储空间。
往往用于科学计算、数据处理或作为网络服务器使用，如IBM4300。
小型计算机：小型机较大型机成本较低，维护也较容易，规模较小、结构简单、运行环境要求较低，一般应用于工业自动控制、测量仪器、医疗设备中的数据采集等方面。
小型机在用作巨型计算机系统的辅助机方面也起了重要作用。
微型计算机：它较之小型机体积更小、价格更低、灵活性更好，可靠性更高，使用更加方便。
目前许多微型机的性能已超过以前的大中型机。
中央处理器(CPU)采用微处理器芯片，体积小巧轻便，广泛用于商业、服务业、工厂的自动控制、办公自动化以及大众化的信息处坪。
单片机：微处理器、一定容量的存储器以及输入/输出接口电路等集成在一个芯片上，就构成了单片计算机(Single Chip computer)。
可见单片机仅是一片特殊的、具有计算机功能的集成电路芯片。
从20世纪70年代开始，出现了4位单片计算机和8位单片计算机，20世纪80年代出现16位单片机，性能得到很大的提升，20世纪90年代又出现了32位单片机和使用FLASH存储的微控制器。
单片机的特点是体积小、功耗低、使用方便、便于维护和修理，缺点是存储器容量较小，一般用来做专用机或做智能化的一个部件，例如，用来控制高级仪表、家用电器、网络通信设备和医疗卫生行业等。
计算机组成原理重点难点(复习)
包括系统软件和应用软件，是计算机的程序和数 据。
操作系统
是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的硬 件和软件资源。
计算机系统的层次结构
01
硬件层
包括中央处理器、存储器、输入输 出设备等硬件实体。
应用软件层
包括各种应用程序，如办公软件、 浏览器等。
03
02
操作系统层
负责管理计算机的硬件和软件资源， 提供系统调用接口。
SQL查询语句
SQL查询语句是用于从数据库中检索数据的常用语句，包括 SELECT、FROM、WHERE等子句。
SQL数据操作语句
SQL数据操作语句是用于向数据库中插入、更新和删除数据 的常用语句，包括INSERT、UPDATE和DELETE等子句。
08 人工智能与机器学习
人工智能概述
人工智能的定义和发展历程
接口类型
不同接口的特点和应用场景，如HDMI、DisplayPort等。
总线与接口标准
总线与接口标准的发展和影响。
03 指令系统与汇编语言
指令系统概述
指令系统的定义
指令系统是计算机硬件与软件之 间的接口，是计算机中一组机器 指令的集合。
指令系统的功能
指令系统决定了计算机的基本功 能，包括数据运算、逻辑运算、 控制转移等。
02 包括自然语言处理、计算机视觉、推荐系统、语音识
别等。
机器学习中的过拟合与欠拟合问题
03
如何通过特征选择、模型选择和正则化等方法解决。
自然语言处理与计算机视觉
自然语言处理的基本任务
包括分词、词性标注、句法分析、语 义分析等。
自然语言处理的应用
如机器翻译、语音识别和聊天机器人 等。
计算机视觉的基本任务
计算机组成原理重点难点(复习)
C P U 的 功 能
C P U 的 基 本 组 成
指 令 周 期
用 指 令 流 程 图 表 示 指 令 周 期
时 序 信 号 产 生 器
C P U 控 制 方 式
C P U 的 中 断 系 统
流 水 线 处 理 器 -流 水 线 原 理
*重 点
要认识到机器的核心是CPU，通过对CPU 的
功能和内部结构的了解，掌握机器完成一条指 令的全过程是在CPU 的统一指挥下进行的，而 且CPU 在不同的工作周期内访存的性质是不同 的。此外还应掌握中断技术在提高整机效能方 面所起的作用，以及为了进一步提高数据的处 理能力，开发系统的并行性，在现代计算机中 大量采用流水技术。
层次 1.1 总线的基本概念 1.2 总线的各种类型 1.3 总线的连接方式 1.4 总线中同步通信和异步通信的概 念
2.总线控制，要求达到“理解”层次
2.1 总线控制的概念
2.2 链式查询、计数器定时和独立请求方
式 3.总线接口，要求达到“简单应用”层次 3.1 总线中串行、并行等信息传送方式 3.2 总线接口的基本概念 3.3 串行通信接口的结构特征和工作原理
考核知识点 1.数据的表示方法，要求达到“应用”层次 1.1 各种进位计数制，二、八、十、十六进制数的
相互转换 1.2 定点整数和定点小数的编码 1.3 原码、补码、反码和移码的概念、编码方法和 定义范围 1.4 浮点数的编码原理、数值范围和规格化方法 1.5 浮点数的编码的IEEE标准 2.定点数加法、减法运算，要求达到“应用”层次 2.1 补码加法和减法的方法
2.2 溢出的概念和检测的方法
2.3 定点加法器和减法器的结构原理 2.4 快速进位的原理 3.定点数乘除法运算，要求达到“应用”层
计算机组成原理期末考试重点(整理供参考)
期末考试重点题型⏹选择题⏹填空题⏹判断题⏹简答题⏹应用题选择、填空与判断⏹计算机的组成和软件的分类⏹计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5部分组成；⏹⏹⏹机器语言、汇编语言、高级语言的特点⏹机器语言⏹⏹特点：⏹ 1.从形式上表现为由0、1序列组成的指令系统⏹ 2.机器语言不需要经过任何翻译工作，执行效率高⏹ 3.难记忆，难理解，难开发，难调试，易出错⏹ 4.不同型号CPU的指令集有较大差异，对应的机器指令也不同，但同一系列的CPU指令集有向上兼容性，如：Intel80386指令集就包含了8086的指令集⏹汇编语言⏹⏹优点：可读性较好，便于检查和修改错误⏹缺点：⏹ 1. 基本操作简单，描述问题的能力差，编写程序工作量大，源程序较长。
⏹ 2. 编写的程序与问题的描述相差甚远，可读性仍不好。
⏹ 3. 依赖于计算机的硬件结构和指令系统，可移植性差⏹高级语言⏹⏹优点⏹ 1. 与计算机的硬件结构和指令系统无关⏹ 2. 表达方式比较接近自然语言⏹ 3. 描述问题的能力强⏹ 4. 可读性、通用性和可维护性好⏹ 5. 与机器的字长、寄存器、内存单元地址等无关⏹缺点⏹ 1. 高级语言必须翻译成机器语言才能执行，由于编译过程复杂死板，翻译出来的机器语言冗长，占内存大，速度慢；⏹ 2. 高级语言不能编写访问机器硬件资源的系统软件或设备控制软件。
⏹解决第二个缺点的方法：提供高级语言与汇编语言的调用接口⏹原码定点整数、补码定点整数的表示范围⏹原码⏹真值0的原码表示有两种：[+0]原=00...0，[-0]原=10 0⏹设机器字长为n+1位，则⏹原码定点正整数的表示范围为00…0—01…1，即0 — 2n-1，⏹原码定点负整数的表示范围为10…0—11…1，即-0 — -(2n-1)，⏹原码定点整数的表示范围：-(2n-1) — 2n-1⏹反码⏹正数的反码与原码相同⏹负数的原码符号位不动，其余位取相反码⏹0的反码表示有两种：[+0]反=00...0，[-0]反=11 (1)⏹定点整数的反码表示范围与原码相同：-(2n-1) — 2n-1⏹补码⏹ 2.(1)正数的补码与原码一样；⏹(2)负数的补码:⏹将原码符号位保持“1”之后，⏹尾数部分自低位向高位数，第一个1以及之前的0保持不变，以后的各高位按位变反。
(完整版)计算机组成原理重点整理
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。
计算机组成原理重点难点解析精心整理
计算机组成原理部分１．１计算机系统硬件（Hardware）计算机的实体部分，可以实现计算机最基本的操作行为。
软件（Software）使计算机实现各种功能的程序集合。
包括系统软件、应用软件两大类。
高级语言计算机系统层次结构三级层次结构的计算机系统将高级语言程序先翻译成汇编语言程序第三级（高级语言程序）１．３计算机的基本组成运算器：实现数据处理的部件完成最基本的算术逻辑运算ALU (Arithmetic and Logic Unit）＋Registers＋DataPath运算器与机器字长（字的概念）的关系性能指标：MIPS简单运算器结构图存储器：实现数据存储的部件保存程序和数据（二进制信息）存储单元：地址的概念：每一个字节单元拥有一个唯一的地址（索引）存储器的工作方式：读、写存储器结构简图１．３计算机的基本组成控制器：实现控制功能的部件提供各部件工作所需的控制信号，控制计算机其他部件协同工作指令部件（Instruction Register，Instruction Decoder）指令顺序控制（Program Counter）时序逻辑部件（Clock，Timer，Sequencing Logic）控制信号生成部件（Control Signal Generator or Control Memory）控制器结构简图１．３计算机的基本组成输入输出：实现数据交换的部件实现计算机内部与外界（其他系统或人类）的信息交换实现数据交换的设备：输入设备、输出设备接口标准与接口部件计算机整体结构简图SRAMT 5DRAMCsC保持状态：字选线低电平，内部保持稳定状态。
但电容有漏电流，状态不能长久保持新（再生）。
DRAMDRAMD线上的电压在读出过程中的变化情况预充电二维地址结构（AAA二维地址结构（DRAM存储器芯片结构总结SRAM普遍采用全地址线方式，即芯片地址管脚安排了内部所需要的全部行地址和列地址。
芯片采用片选信号CS。
计算机组成原理重点难点习题解答
计算机组成原理复习题一.单项选择题1.计算机中的主机包含( A )。
A.运算器、控制器、存储器B.运算器、控制器、外存储器C.控制器、内存储器、外存储器D.运算器、内存储器、外存储器2.二进制数，相应的十进制数是（B）（128＋16＋2＝146）3.要使8位寄存器A中高4位变0，低4位不变，可使用（A）。
逻辑乘A. A∧0FH→ A∨0FH→A C. A∧F0H→ A D. A∨F0H→A4.在计算机内部用于汉字存储处理的代码是（B）A.汉字输入码B.汉字内码C.汉字字型码D.汉字交换码5.转移指令执行时,只要将转移地址送入( C.程序计数器 )中即可A.地址寄存器B.指令寄存器C.程序计数器D.变址寄存器6.设机器中存有代码B，若视为移码，它所代表的十进制数为（）。
D-1137.将十进制数转换成浮点数规格化(用补码表示),其中阶符、阶码共4位，数符、尾数共8位，其结果为（，）A．0011，，10011011 C.0011，1110 ，11001018.（2000）10化成十六进制数是（ B.（7D0）16）。
A．（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7FO）169. 下列数中最大的数是（（）2＝153 ）。
A．（）2 B.（227）8 C。
（98）16 D.（152）1010. （ D. 移码）表示法主要用于表示浮点数中的阶码。
A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码11. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是（ D. ASCⅡ码）。
A. BCD码B. 16进制C. 格雷码D. ASCⅡ码12. 下列有关运算器的描述中，（D. 既做算术运算，又做逻辑运算）是正确的。
A.只做算术运算，不做逻辑运算B. 只做加法C.能暂时存放运算结果D. 既做算术运算，又做逻辑运算13.控制存储器存放的是(C.微程序 )。
A.微程序和数据B.机器指令和数据C.微程序D.机器指令14. 在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为( B. 立即寻址 )。
计算机组成原理复习重点
计算机组成原理重点内容是计算机体系（冯诺依曼结构）核心——CPU和内存通过模型机学习组成原理可分为三个环节——
1、指令执行过程（如加法等，手动给出微操作控制信号）
2、取指过程（即执行隐含取指指令，手动给出微操作控制信号）
3、指令译码过程（控制器根据指令操作码自动产生实现指令功能所需要的微操作控制信号）考前复习重点
运算器——编码方式（原码、反码、补码、移码<表示浮点数阶码>）转换（考点）
补码加减法（考点）、原码补码乘除法（分尾数运算和阶码运算，难点）
实现电路为数字电路内容
存储器——存储器可按各种条件分类，按存储器的读写功能分类详见”存储器分类.doc”，
在组成原理中常见为静态内存、动态内存、ROM
CPU和多片静态RAM6116连接（考点）
控制器——分微程序控制器（计算机组成原理最重要的内容）和组合逻辑控制器
清楚以下两种关系——
1、程序（即指令序列，存放于内存）-> 指令（对应一段微程序<即微指令序列>，存放于微程序控制器控存）-> 微指令
2、指令周期-> CPU周期（机器周期、总线周期、微指令周期）-> 时钟周期
指令系统IBM PC（使用8088）汇编语言为实例
计算机控制外设方式——程序直接读写、程序查询、中断、DMA 微机原理重点内容
CPU内核寄存器<-> 缓存（Cache）<-> 内存<-> 虚存（硬盘存储空间）（考点）
这种多层次存储结构设计是为了解决相邻两层存储器之间容量（价格）和速度之间的矛盾虚存管理为操作系统重点及必考内容
总线为了解内容，部分接口标准在微机原理中会介绍，也是了解内容。
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第三章系统总线
第三章系统总线
总
总 线 基 本 概 念
总 线 的 分 类
线 的 特 性 及
总 线 结 构
总 线 结 构
性
举
总 线 控 制
总 线 举 例
能
例
指
标
2020/11/14
7
*重 点
要求掌握总线的基本概念、总线的类型、总 线控制器和总线接口的结构原理；理解总线在 计算机系统中的作用，深入了解总线的裁决方 式和总线的同步方式。
计算机组成原理重点难点(复习)
第一章 计算机系统概论
知识结构
计算机系统概论
计 算 机 发 展 简 史
计 算 机 系 统 层 次 结
计 算 机 体 系 结 构
冯
计* 算诺 机依 组曼 成体
系 结
计 算 机 结 构 与 功 能
构
构
计 算计 机算 工机 作分 步类 骤
2020/11/14
2
*重 点
本章重点突出计算机组成的概貌和框架， 由此简洁明了地了解计算机内部的工作过 程实际上是指令流和数据流在此框架内由 I/O→存储器→CPU→存储器→I/O 的过程， 是通过逐条取指令、分析指令和执行指令 来运行程序的。同时要了解到当今计算机 尽管发展到千变万化的程度，但其最根本 的组成原理还是基于冯诺依曼的结构。
2020/11/14
18
*难 点
难点是中断的概念与过程、DMA以及 通道方式的概念及其工作过程。
2020/11/14
19
考核知识点
1.基本的输入输出方式，要求达到“理解” 层次
1.1 外围设备的定时方式和寻址方式
1.2 CPU与外围设备的信息交换方式 1.3 外围设备的编址方式
1.4 程序查询方式的输入输出接口 1.5 程序查询的数据输入输出方式
2020/11/14
3
*难 点
本章概念、名词较多，这些只是为进一步 深化学习打下基础，因此严格讲本章没什么 难点，只要建立计算机组成的框架即可。对 指令和数据都以0 或1 代码存于存储器中， 计算机如何区分它们这一问题，应特别注意 重点理解。
2020/11/14
4
考核知识点 1.计算机的硬件基本知识，要求达到“理解”层
第四章存储器
第四章存储器
存 储 器 系 统 概 述
存 储 器 的 分 类
存 储 器 的 层 次 结 构
主 存 储 器
随 机 读 写 存 储 器
只 读 存 储 器
存 储 器 的 扩 展
提 高 访 存 速 度 的 措 施
高 速 缓 冲 存 储 器
辅 助 存 储 器
2020/11/14
12
*重 点
掌握存储器芯片的类型和各主要存储器芯片的 工作原理；掌握扩展存储器容量的技术，能够 用给定的存储器芯片按要求设计主存，从而深 刻理解存储器的构成原理；掌握cache和虚拟存 储器的构成原理，能够分析cahce和的命中情况。 通过对命中情况的分析，对cahce和外存储器的 工作原理有深入的理解。
次 1.1 计算机的五个基本功能部件及其相互关系 1.2 计算机各功能部件的基本功能 1.3 各功能部件的连接方法 1.4 基本概念： 寄存器、算术逻辑单元、存储器、字、字节、容
量、字长、数据、地址、指令流、地址流、CPU、 主机、总线、兼容、主存、辅存 2. 2020/11/14 计算机软件的概念，要求达到“了解”层次 5
式
4.3 硬磁盘控制器的分类、原理
2020/11/14
16
第五章输入输出系统
知识结构
第五章输入输出系统
输 入 输 出 系 统 概 述
外 围 设 备 定 时 方 式
外 设 与 主 机 的 联 接 方 式
数 据 传 输 的 控 制 方 式
程 序 查 询 方 式 及 接 口
程 序 中 断 方 式
D
M
A 方 式
2020/11/14
8
*难 点
各种总线中数据传输方式，包括传输 过程、同步方式和控制方式的理解掌握。
2020/11/14
9
考核知识点
1.总线的基本概念，要求达到“理解” 层次
1.1 总线的基本概念
1.2 总线的各种类型
1.3 总线的连接方式
1.4 总线中同步通信和异步通信的概 念
2020/11/14
10
2.总线控制，要求达到“理Байду номын сангаас”层次 2.1 总线控制的概念 2.2 链式查询、计数器定时和独立请求方
式
3.总线接口，要求达到“简单应用”层次 3.1 总线中串行、并行等信息传送方式 3.2 总线接口的基本概念 3.3 串行通信接口的结构特征和工作原理
2020/11/14
11
知识结构
2020/11/14
13
*难 点
难点是存储器芯片的原理和工作时序，主 存的容量扩展技术、cache的分析。
2020/11/14
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考核知识点 1.存储器的构成，要求达到“综合应用＂层次 1.1 静态存储器和动态存储器的基本单元工作原理 1.2 存储器芯片的阵列结构原理和地址译码方式 1.3 各种只读存储器芯片的分类特征 1.4 只读存储器存储单元的工作原理 1.5 存储器的字位扩展连接方式 2.存储系统的构成，要求达到“理解”层次 2.1 多体交叉存储器的基本原理 2.2 相联存储器的基本原理 2.3 层次化存储体系的概念
2020/11/14
15
3.高速缓冲存储器，要求达到“理解”层次 3.1 cache的工作原理 3.2 各种cache地址映象方式的分析 3.3 cache地址中各字段长度的计算 3.4 各种cache替换策略和更新策略 4.磁盘存储设备，要求达到“理解”层次 4.1 磁记录原理与记录方式 4.2 硬磁盘存储器的基本组成、信息组织方
2.1 软件的基本概念及其和硬件之间的关系 2.2 系统软件、应用软件的概念 2.3 计算机系统的层次结构以及虚拟机的概
念
2.4 软件与硬件的等价性的概念 3.程序设计语言的概念，要求达到“了解”
层次
3.1 机器语言、汇编语言、高级语言和应用 语言的概念
2020/11/14
6
知识结构
通 道 控 制 方 式
输 入 输 出 设 备 工 作 原 理
2020/11/14
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*重 点
要求掌握计算机输入输出系统的基本功能 和原理，理解CPU与外围设备交换数据的方式； 掌握数据传输的控制方式、中断的概念、DMＡ 以及输入输出通道的原理；能够区别各种输入 输出方式的特点，能够分析和设计中断判优电 路，能够分析和设置中断屏蔽字。