计算机组成原理与体系结构结构分析

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• 4.了解指令周期、机器周期、节拍的 概念 • 指令周期是完成一条指令所需的时间 ，包括取指令、分析指令及执行指令所需 的全部时间。
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• 4.了解指令系统兼容性的概念 • 硬件实现方法可以不同，指令系统可以 有较大的扩充，但仍保留原来的全部指令， 保持软件向上兼容的特点。
• 5.掌握RISC和CISC的定义，各自的特点 • 指令系统很复杂，指令条数很多的计算 机为CISC。精简指令系统使机器结构更加简 单合理，提高运行速度的计算机为RISC。
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•第三章 •存 储 系统
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• 本章着重介绍存贮器的各种存贮元件存贮 信息的基本原理和存贮器的结构特点。
• 1.了解主存在全机中的中心地位 • 主存的速度和容量对整机有很大的影响。
• 2.了解主存的分类及各类存储器的特点 • RAM、ROM、PROM、EPROM、 E2PROM、Flash memory。
• 9.掌握多体交叉存储器的工作原理 • 它是解决主存与CPU速度差别的另一种 有效方法。
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• 10.掌握cache存储器的相关概念和工作 原理 • 全相联、直接映射、组相联等。命中率 、访问效率、平均访问时间等 • 11.掌握虚拟存储器的相关概念和工作 原理 • 替换算法
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•第四章 •指 令 系 统
计算机组成原理与体系 结构结构分析
2020/3/20
•计算机组成原理与体 系结构结构 •知识点复习
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•一、课程考试的内容及基本要求 • 主要包括计算机系统概论、计算机 的逻辑部件、运算方法和运算部件、存储 系统、指令系统、中央处理部件等。
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•第一章
•计算机系统概 论
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• 本章回顾了计算机的发展历史， 描述了计算机系统的层次结构、计算机 的性能指标、分类和应用，并重点讨论 计算机的组成和工作原理，希望在同学 们头脑中初步建立一个整机的概念。
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•第五章
•中央处理部件（CPU ）
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• 微处理器将运算器和控制器集成在一个 芯片上，称之为中央处理部件（CPU）。
• 本章主要论述了CPU的组成原理，各个 硬件在计算机运行过程中的作用；介绍了 CPU中各个部件的操作过程及其实现方法的 原理。重点讲述了程序是如何执行的；计算 机怎样实现各条指令的功能；又如何保证逐 条指令的连续执行过程。
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• 1.了解Intel 80386微机系统的结构 • 2.掌握控制器的组成、功能和指令的 执行过程 • 控制器的组成：程序计数器（PC）、 指令寄存器（IR）、指令译码器、时序产 生器和操作控制器部件。
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• 控制器的功能包括：取指令、分析 指令、执行指令、控制程序和数据的输 入与结果的输出、对异常情况和某些请 示的处理。
• 5.掌握计算机组成、体系结构和实现的内 容和关系 • 6.了解计算机的发展历史和各类计算机的 特点 • 7.了解计算机的主要应用领域
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•第二章
•运算方法和运算部 件
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• 本章主要讨论数据在计算机中的表示 方法、运算方法、运算部件的实现等问题 。
• 1.掌握数制表示和不同数制间的数据 转换（二、八、十、十六进制的表示及相 互转换）。
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• 6.了解ROM、PROM、EPROM、E2PROM、 工作原理和各自的特点
• 7.掌握存储系统的扩展方法、主存贮器与 CPU的连接 • 位扩展、字扩展、字位全扩展。地址线 、数据线、控制线的连接。
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• 8.掌握DRAM的常见刷新方式 • 刷新是动态存贮器区别于静态存贮器的 明显标志。集中式刷新、分散式刷新、异 步式刷新的优缺点。
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• 3.了解主存容量、存储器存取时间和 存储周期等主要技术指标
• 4.了解主存与CPU的连接，CPU对主 存的读/写过程
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• 5.了解SRAM和DRAM存储信息的原 理、各自的特点
• SRAM靠双稳态触发器存储二进制信 息，速度快、功耗大、集成度低。DRAM 利用MOS晶体管极电容(或MOS电容)上充 积的电荷来存贮信息的，集成度高，功耗 小，速度较低，需要刷新。
• 指令的执行过程中需要发出哪些控制 信号。
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• 3.掌握微程序控制的基本概念、基本原 理，掌握微程序控制器的组成及设计
• 基本概念：微命令、微操作、微指令、 微地址、微周期、微程序、控制存贮器CS 。
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• 基本原理：当指令取入IR后，根据操作码 进行译码，得到指令的第一条微指令的地址， 按此地址从控制存储器中取得第一条微指令。 由微指令的控制字段产生控制信号，控制相应 操作；由微指令的下址字段（或根据条件修改 ）确定下一条微指令的地址，从控制存储器中 取得下一条微指令，并执行之。
• 2.了解十进制数的编码，数字串的表 示和存储。
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• 3.了解ASCII编码、BCD编码等
• 4.掌握定点小数和整数的表示，以及 原码、反码、补码、移码的表示
• 原码、反码、补码的数据表示范围， 它们所能表示的最大数、最小数、数据0 。
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• 5.掌握数据类型、数据表示、数据结 构的基本概念，及数据表示的原则。 • 6.掌握并行全加器及其进位链结构 • 串行进位与并行进位的区别、并行进 位的逻辑式。
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• 1.了解计算机的语言主要有机器语言、 汇编语言和高级语言三种
• 2.掌握计算机由运算器、控制器、存贮 器、输入设备和输出设备等五大功能部件组 成，掌握各功能部件的功能
• 3.掌握计算机系统有机器语言（硬件或 微程序）、操作系统、汇编语言或中间语言 、高级语言等多级层次结构
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• 4.掌握冯·诺依曼思想的基本特点
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指令：指示计算机执行某种操作
的命令。
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指令系统：一台计算机能执行的
全部指令的集合。
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1.了解指令系统的发展
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2.掌握指令的基本格式及各个
部•分操的作码功能•地址码
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• 3.掌握基本的寻址方式 • 立即寻址、直接寻址、寄存器直接寻址 、间接寻址(间址)、寄存器间址、变址寻址 、基址寻址、堆栈寻址等。
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• 7.掌握浮点数的表示，了解阶码的位数 和尾数的位数对浮点数的表示有何影响 • 数的浮点表示、规格化尾数、移码的表 示。
• 8.了解原码一位乘、补码一位乘的算法 及具体运算，了解定点二位乘的算法。
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• 9.了解原码一位除法（加减交替除法） 的算法及具体运算，了解补码一位除法的 算法
• 10.掌握浮点数的加减法运算，了解浮 点数的乘除法运算