计算机组成原理(第2版)唐朔飞概要.ppt

计算机组成原理 第１章 计算机系统概论 第１章 计算机系统概论 1.1 计算机系统简介 1.2 计算机的基本组成 1.3 计算机硬件的主要技术指标 1.4 本书结构 1.4 本书结构 1.4 本书结构 1.4 本书结构 第２章 计算机的发展及应用 2.1 计算机的发展史 2.2 计算机的应用 第３章 系统总线 3.1 总线的基本概念 3.2 总线的分类 3.3 总线特性及性能指标 3.4 总线结构 3.5 总线控制 第４章 存 储 器 4.1 概 述 4.2 主存储器 4.3 高速缓冲存储器 4.4 辅助存储器 第５章 输入输出系统 5.1 概 述 5.2 I/O设备 5.3 I/O 接 口 5.4 程序查询方式 5.5 程序中断方式 5.6 DMA 方式 第６章 计算机的运算方法 6.1 无符号数和有符号数 6.2 数的定点表示和浮点表示 6.3 定 点 运 算 6.4 浮点四则运算 6.5 算术逻辑单元 第７章 指 令 系 统 7.1 机 器 指 令 7.2 操作数类型和操作种类 7.3 寻 址 方 式 7.3 寻 址 方 式 7.4 指令格式举例 7.5 RISC 技 术 第８章 CPU 的结构和功能 8.1 CPU 的结构 8.2 指 令 周 期 8.3 指 令 流 水 8.4 中断系统 第９章 控制单元的功能 9.1 操作命令的分析 9.1 操作命令的分析 9.2 控制单元的功能 第10章 控制单元的设计 10.1 组合逻辑设计 10.2 微程序设计 2. 运算流水线 完成 浮点加减 运算 可分 对阶、尾数求和、规格化 三段 分段原则 每段 操作时间 尽量 一致 锁存器 对阶功能部件 第一段 尾数加部件 锁存器 第二段 规格化部件 锁存器 第三段 8.3 一、概述 1. 引起中断的各种因素 (1) 人为设置的中断 (2) 程序性事故 如 转管指令 溢出、操作码不能识别、除法非法 (5) 外部事件 (4) I/O 设备 (3) 硬件故障 用 键盘中断 现行程序 转管指令 … … 管理程序 2. 中断系统需解决的问题 (1) 各中断源 如何 向 CPU 提出请求 ？ (2) 各中断源 同时 提出 请求 怎么办 ？ (5) 如何 寻找入口地址 ？ (4) 如何 保护现场 ？ (3) CPU 什么 条件、什么 时间、以什么 方式 响应中断 ？ (6) 如何 恢复现场，如何 返回 ？ (7) 处理中断的过程中又 出现新的中断 怎么办 ？ 硬件 ＋ 软件 8.4 二、中断请求标记和中断判优逻辑 1. 中断请求标记 INTR 一个请求源 一个 INTR 中断请求标记触发器 多个INTR 组成 中断请求标记寄存器 INTR 分散 在各个中断源的 接口电路中 INTR 集中 在 CPU 的中断系统 内 1 2 3 4 5 n 掉电 过热 阶上溢 主存读写校验错 非法除法 键盘输入 打印机输出 8.4 2. 中断判优逻辑 ① 分散 在各个中断源的 接口电路中 链式排队器 ② 集中 在 CPU 内 (1) 硬件实现（排队器） 1 1 1 1 1 参见 第五章 INTR1 INTR2 INTR3 INTR4 INTR1 、 INTR2 、 INTR3 、 INTR4 优先级 按 降序 排列 INTP1 INTP2 INTP3 INTP4 8.4 A、B、C 优先级按 降序 排列 (2) 软件实现（程序查询） 否 … 是否 A 请求？ 是否 B 请求？ 是否 C 请求？ 转 A 的服务程序 入口地址 转 B 的服务程序 入口地址 转 C 的服务程序 入口地址 是 是 是 否 否 8.4 三、中断服务程序入口地址的寻找 1. 硬件向量法 入口地址 200 入口地址 300 入口地址 400 12 H 13 H 14 H 主存 12 H 13 H 14 H JMP 200 JMP 300 JMP 400 主存 向量地址 形成部件 … … 中断向量 排队器输出 向量地址 12H、13H、14H 入口地址 200、 300、 400 8.4 2. 软件查询法 M JMP 1# SR 1# D = 1 转1# 服务程序 SKP DZ 2# JMP 2# SR 2# D = 0 跳 2# D = 1 转2# 服务程序 SKP DZ 8# J