计算机组成原理知识点总结
计算机组成原理总结精选全文完整版
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。
计算机组成原理知识点汇总
计算机组成原理知识点汇总
计算机组成原理是一门计算机科学基础课程，它主要涉及计算机硬件结构和系统软件两个方面。
以下是一些知识点的汇总：
1. 计算机的基本组成：包括运算器、控制器、存储器和输入输出设备。
2. 计算机的存储器层次结构：主要包括寄存器、高速缓存、内存和外存，每一级存储器速度和价格都有所不同。
3. CPU的工作原理：CPU主要由控制器和ALU两部分组成，通过不同的指令和数据进行运算和控制，实现程序的执行。
4. 指令系统和编程：计算机执行的所有程序都是由一系列指令组成的，不同的指令可以执行不同的操作。
5. 总线和I/O系统：总线是连接不同部件的主要通道，而I/O系统则负责计算机与外部设备的数据传输和控制。
6. 中断和异常：计算机系统在执行程序时可能会遇到不正常的情况，这时就需要通过中断和异常机制来处理。
7. 计算机系统的性能分析与优化：通过各种性能指标和分析方法，可以对计算
机系统的性能进行评估和优化，以实现更高效的计算。
以上是计算机组成原理中的一些重要知识点，掌握它们对于理解计算机硬件和系统软件的设计和优化有重要的作用。
大学计算机科学知识点归纳
大学计算机科学知识点归纳1. 计算机科学基础1.1 计算机组成原理- 计算机硬件：CPU、内存、I/O设备、存储器等- 计算机指令：机器指令、汇编指令、高级指令等- 计算机体系结构：冯诺依曼结构、哈佛结构等1.2 数据结构与算法- 线性结构：数组、链表、栈、队列、串等- 非线性结构：树、图、哈希表等- 算法：排序算法、查找算法、图算法等1.3 计算机网络- 网络结构：OSI七层模型、TCP/IP四层模型等- 网络设备：交换机、路由器、网关等1.4 操作系统- 进程管理：进程、线程、进程调度、死锁等- 内存管理：内存分配、回收、虚拟内存等- 文件系统：文件、目录、文件系统结构等- 设备管理：设备驱动、I/O调度等2. 编程语言与编译原理2.1 编程语言- 高级语言：C、C++、Java、Python等- 低级语言：汇编、机器码等2.2 编译原理- 词法分析：词法单元、词法分析器等- 语法分析：语法规则、语法分析树、分析算法等- 中间代码生成与优化：三地址码、SSA等- 目标代码生成：汇编代码、机器代码等3. 软件工程- 软件开发过程：需求分析、设计、编码、测试、维护等- 软件设计模式：面向对象设计模式、架构模式等- 软件项目管理：项目计划、进度控制、风险管理等- 软件质量保证：代码审查、测试策略等4. 数据库系统- 数据库概念：数据模型、实体-关系模型、关系模型等- 数据库设计：范式、E-R图、SQL等- 数据库查询：SQL查询、视图、索引等- 数据库事务：ACID属性、并发控制、故障恢复等5. 人工智能与机器- 人工智能基础：知识表示、推理、搜索算法等- 机器算法：线性回归、决策树、神经网络等- 自然语言处理：分词、词性标注、命名实体识别等- 计算机视觉：图像处理、目标检测、人脸识别等6. 计算机科学其他领域- 并行与分布式系统：进程并发、分布式算法、云计算等- 网络安全：加密算法、防火墙、入侵检测等- 物联网：传感器、嵌入式系统、物联网协议等- 人机交互：用户界面设计、交互技术、虚拟现实等以上是对大学计算机科学知识点的简要归纳，希望对您有所帮助。
《计算机组成原理》总结完整版
《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。
计算机组成原理考研知识点非常全汇编
计算机组成原理考研知识点-非常全汇编一、计算机系统概述1.计算机的基本组成：计算机硬件系统、计算机软件系统、操作系统。
2.计算机的主要性能指标：运算速度、存储容量、输入输出能力、数据传输速率。
3.计算机的应用和发展趋势：人工智能、大数据、云计算、物联网等。
二、运算方法1.数值数据的表示：二进制数、十进制数、十六进制数、非数值数据的表示：字符、图形、音频、视频等。
2.运算方法：二进制数的运算、十进制数的运算、浮点数的运算、逻辑运算。
三、存储系统1.存储器的分类和特点：半导体存储器、磁表面存储器、光存储器。
2.内存储器的组成和编址方式：单元地址、字地址、字节地址、位地址。
3.外存储器的组成和特点：硬盘、U盘、移动硬盘等。
四、指令系统1.指令的组成和格式：指令操作码、指令地址码。
2.指令的分类和功能：算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令等。
3.寻址方式：立即寻址、直接寻址、间接寻址等。
五、中央处理器1.CPU的组成和功能：运算器、控制器、寄存器组。
2.CPU的工作原理：指令的读取和执行、指令流水线技术。
3.CPU的性能指标：吞吐量、响应时间、时钟频率等。
六、输入输出系统1.I/O设备的分类和特点：键盘、鼠标、显示器等。
2.I/O接口的分类和功能：数据缓冲区、控制缓冲区、状态缓冲区等。
3.I/O方式：程序控制I/O、中断I/O、直接内存访问。
七、总线与主板1.总线的分类和功能：数据总线、地址总线、控制总线。
2.总线的基本组成和特点：单总线结构、多总线结构。
3.主板的组成和功能：芯片组、BIOS芯片、总线扩展插槽等。
八、并行计算机的组成和工作原理1.并行计算机的分类和特点：多处理器系统、分布式系统。
2.并行计算机的组成和工作原理：并行处理机、并行存储器等。
3.并行计算机的性能指标：并行度、吞吐量、响应时间等。
(完整版)计算机组成原理知识点总结(唐朔飞版)
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。
计算机组成原理知识点总结
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。
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《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。
SRAM存储器(P67)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(P68)双译码方式(P68)读周期、写周期、存取周期(P70)DRAM存储器(P70)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(P71)DRAM的刷新:集中式刷新和分散式刷新(P73)存储器容量的扩充(P73)位扩展——增加存储字长(P73)字扩展——增加存储字的数量(P73)字、位扩展(P74)例题(P73)只读存储器ROM(P80)掩模ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash 存储器(P80-86)并行存储器(P86)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。
多模块交叉存储器:连续地址分布在相邻的不同模块内,同一个模块内的地址都是不连续的。
对连续字的成块传送可实现多模块流水式并行存取,大大提高存储器的带宽。
cache基本原理(P92)避免CPU“空等”现象CPU 和主存(DRAM)的速度差异程序访问的局部性原理cache由高速的SRAM组成cache的基本原理(P93)命中、未命中、命中率(P93)例题(P94)cache与主存的地址映射(P94)全相联映像:主存中的任一块可以映象到缓存中的任一块。
直接映像:每个缓存块可以和若干个主存块对应;每个主存块只能和一个缓存块对应。
组相联映像:某一主存块j 按模u 映射到缓存的第i 组中的任一块。
替换算法(P98)先进先出算法(FIFO):把一组中最先调入cache的块替换出去,不需要随时记录各个块的使用情况,所以实现容易,开销小。
近期最少使用算法(LRU):将近期内长久未被访问过的行(块)换出。
每行设置一个计数器,cache每命中一次,命中行计数器清零,其它各行计数器增1。
当需要替换时,比较各特定行的计数值,将计数值最大的行换出。
最不经常使用(LFU):被访问的行计数器增加1,换值小的行,不能反映近期cache 的访问情况。
随机替换:从特定的行位置中随机地选取一行换出。
cache的写操作策略(P99)写回法、全写法、写一次法(P99-100)第四章指令系统指令系统(P103)程序、高级语言、机器语言、指令、指令系统、复杂指令系统计算机(CISC)、精简指令系统计算机(RISC)(P103)指令格式(P105)操作码:指令操作性质的二进制数代码地址码:指令中的地址码用来指出该指令的源操作数地址(一个或两个)、结果地址及下一条指令的地址。
三地址指令、二地址指令、一地址指令、零地址指令;三种二地址指令(SS、RR、RS) (P106)指令字长度、机器字长(P107)例题(P110)操作数类型(P110)地址数据、数值数据、字符数据、逻辑数据寻址方式(P112)确定本条指令的操作数地址,下一条欲执行指令的指令地址指令寻址顺序寻址——PC+1跳跃寻址——转移类指令数据寻址(P112-116)立即寻址——形式地址就是操作数直接寻址——有效地址由形式地址直接给出隐含寻址——操作数地址隐含在操作码中间接寻址——有效地址由形式地址间接提供寄存器寻址——有效地址即为寄存器编号寄存器间接寻址——有效地址在寄存器中基址寻址——有效地址=形式地址+基地址变址寻址——有效地址=形式地址+变址寄存器的内容相对寻址——有效地址=PC的内容+形式地址堆栈寻址——栈顶指针段寻址例题(P118)指令的分类(119)数据处理、数据存储、数据传送、程序控制RISC技术(P121)RISC——精简指令系统计算机CISC——复杂指令系统计算机RISC指令系统的特点(P121)第五章中央处理器CPU的功能(P127)指令控制、操作控制、时间控制、数据加工CPU的基本组成(P127)控制器、运算器、cacheCPU中的主要寄存器(P128)数据缓冲寄存器(DR)、指令寄存器(IR)、程序计数器(PC)、数据地址寄存器(AR)、通用寄存器、状态字寄存器(PSW)操作控制器的分类(P130)时序逻辑型:硬布线控制器存储逻辑型:微程序控制器指令周期(P131)取出并执行一条指令所需的全部时间。
指令周期、机器周期、时钟周期(P131)一个指令周期含若干个机器周期一个机器周期包含若干个时钟周期取指周期(数据流)(P132)执行周期(数据流)(P133—138)时序信号的作用和体制(P141)时序信号的基本体制是电位—脉冲制。
数据加在触发器的电位输入端D ,打入数据的控制信号加在触发器的时钟脉冲输入端CP。
电位高低表示数据是1还是0,要求打入数据的控制信号来之前电位信号必须已稳定。
节拍电位、节拍脉冲(P142)控制器的控制方式(P144)同步控制方式:即固定时序控制方式,各项操作都由统一的时序信号控制,在每个机器周期中产生统一数目的节拍电位和工作脉冲。
异步控制方式:不受统一的时钟周期(节拍)的约束;各操作之间的衔接与各部件之间的信息交换采取应答方式。
联合控制方式:同步控制和异步控制相结合的方式,大部分指令在固定的周期内完成,少数难以确定的操作采用异步方式。
微程序控制原理(P145)微程序控制是指运行一个微程序来实现一条机器指令的功能。
微程序控制的基本思想:仿照计算机的解题程序,把微操作控制信号编制成通常所说的“微指令”,再把这些微指令按时序先后排列成微程序,将其存放在一个只读存储器里,当计算机执行指令时,一条条地读出这些微指令,从而产生相应的操作控制信号,控制相应的部件执行规定的操作。
微程序、微指令、微命令、微操作(P145)机器指令与微指令的关系(P150)微命令的编码方法(P151)直接表示法:微指令的每一位代表一个微命令,不需要译码。
编码表示法:把一组相斥性的微命令信号组成一个小组(即一个字段),然后通过小组(字段)译码器对每一个微命令信号进行译码,译码输出作为操作控制信号。
混合表示法:把直接表示法与字段编码表示法混合使用,以便能综合考虑微指令字长、灵活性、速度等方面的要求。
微指令格式(P153)水平型微指令:是指一次能定义并能并行执行多个微命令的微指令。
垂直型微指令:微指令中设置微操作码字段,采用微操作码编译法,由微操作码规定微指令的功能,称为垂直型微指令。
垂直型微指令的结构类似于机器指令的结构。
硬连线控制器(P155)基本思想:通过逻辑电路直接连线而产生的,又称为组合逻辑控制方式。
这种逻辑电路是一种由门电路和触发器构成的复杂树形逻辑网络。
三个输入:来自指令操作码译码器的输出;来自执行部件的反馈信息;来自时序产生器的时序信号,包括节拍电位信号M和节拍脉冲信号T。
一个输出:微操作控制信号硬布线控制器的基本原理:某一微操作控制信号C用一个逻辑函数来表达。
并行处理技术(P161)并行性的概念:问题中具有可以同时进行运算或操作的特性。
时间并行:让多个处理过程在时间上相互错开,轮流使用同一套硬件设备的各个部件,以加快硬件周转而赢得速度,实现方式就是采用流水处理部件。
空间并行:以数量取胜。
它能真正的体现同时性时间+空间并行:综合应用。
Pentium中采用了超标量流水线技术。
流水线的分类(P163)指令流水线:指指令步骤的并行。
将指令流的处理过程划分为取指令、译码、取操作数、执行、写回等几个并行处理的过程段。
算术流水线:指运算操作步骤的并行。
如流水加法器、流水乘法器、流水除法器等。
处理机流水线:是指程序步骤的并行。
由一串级联的处理机构成流水线的各个过程段,每台处理机负责某一特定的任务。
流水线中的主要问题(P164)资源相关:指多条指令进入流水线后在同一机器时钟周期内争用一个功能部件所发生的冲突。
数据相关:在一个程序中,如果必须等前一条指令执行完毕后,才能执行后一条指令。
解决数据相关冲突的办法:为了解决数据相关冲突,流水CPU的运算器中特意设置若干运算结果缓冲寄存器,暂时保留运算结果,以便于后继指令直接使用,称为“向前”或定向传送技术。
控制相关:由转移指令引起的。
解决控制相关冲突的办法:延迟转移法、转移预测法。
例题(P165)第六章总线系统总线的概念(P184)总线是构成计算机系统的互联机构,是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。
总线的分类(P184)内部总线——CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线。
系统总线——CPU和计算机系统中其他高速功能部件相互连接的总线。
按系统传输信息的不同,又可分为三类:数据总线,地址总线和控制总线。
I/O总线——中、低速I/O设备之间互相连接的总线。
总线性能指标(P185)总线宽度:指数据总线的根数。
寻址能力:取决于地址总线的根数。