计算机组成原理知识点总结

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大一计算机必备知识点

大一计算机必备知识点

大一计算机必备知识点计算机科学作为一门广泛应用的学科,对于大一的计算机专业学生来说,掌握一些基本的计算机知识是非常重要的。

下面我将介绍大一计算机专业学生必备的知识点,希望对你的学习有所帮助。

一、计算机组成原理1. 计算机硬件基本组成:中央处理器(CPU)、存储器、输入设备和输出设备。

2. 计算机的工作原理:指令的执行过程、数据的传输和存储方式等。

3. 计算机的性能指标:时钟频率、存储容量、带宽等。

二、计算机网络基础1. 网络的概念和分类:局域网、广域网、互联网等。

2. 网络协议:TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等常用的网络协议。

3. 网络通信原理:网络拓扑结构、数据传输方式、IP地址等基本概念。

三、数据结构与算法1. 数据结构的概念和分类:线性结构(数组、链表)、非线性结构(树、图)等。

2. 常用数据结构的特点和应用:队列、栈、堆、散列表等。

3. 常见算法:排序算法(冒泡排序、快速排序)、查找算法(二分查找、哈希查找)等。

四、编程语言1. C语言基础:语法、数据类型、控制结构等。

2. 面向对象编程:类、对象、继承、多态等基本概念。

3. 程序设计方法:模块化、抽象、封装等。

五、操作系统1. 操作系统的概念和功能:进程管理、内存管理、文件管理、设备管理等。

2. 常见操作系统:Windows、Linux、Unix等。

3. 进程调度算法:先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。

六、数据库基础1. 数据库的概念和分类:关系型数据库、非关系型数据库等。

2. SQL语言基础:数据查询、插入、更新、删除等基本操作。

3. 数据库设计原则:实体关系模型、范式等。

七、软件工程基础1. 软件开发生命周期:需求分析、设计、编码、测试、维护等阶段。

2. 软件测试方法:单元测试、集成测试、系统测试等。

3. 软件项目管理:进度控制、资源分配、风险管理等。

以上是大一计算机专业学生必备的知识点,希望能够对你的学习有所帮助。

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。

计算机组成原理总结精选全文完整版

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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

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》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

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)

(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。

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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、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(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。

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