计算机组成与体系结构重点.doc

四川大学软件学院组成方块的重点，考的概率极大概念集合笔者课本往年真题老师说的重点编写。 ▲指令集体体系结构（）在机器上运行的所有软件和执行软件硬件之间的协定接口。 3个组成部分：处理器，储存器，I/O设备 摩尔定律：硅芯片的密度每18翻一番 Rock：制造半导体电路设备成本就要翻一番 SSI：小规模集成电 MSI：中规模集成电路 LSI：大规模集成电路 VSI：超大规模集成电路 ▲冯诺依曼主要结构（von Neumann architecture） 由三大硬件系统组成：中央处理器、寄存器、主存储器系统。 具有执行顺序指令的处理能力。 在主存储器系统和CPU的控制单元之间，包含一条物理上的或者是逻辑上的单一通道，可以强制改变指令和执行的周期。 对提取的指令进行译码，变成ALU能够理解的一种语言。 ALU执行指令，并将执行的结果存放到寄存器或者存储器中。 第四章 MARIE：简单计算机模型 CPU：中央处理器负责提取程序指令，并对指令进行译码，然后按程序规定的顺序对正确的数据执行各种操作 CPU（中央处理器）分成两部分数据通道和控制单元 ALU 控制单元：该模块负责对各种操作进行排序并保证各种正确的数据适时出现在所需的地方 总线：一组导电线路的组合，作为共享和公用的数据通道将系统内的各个子系统连接到一起（点对点，多点） ▲四种总线（bus） ▲总线周期（ cycle） 同步（synchronous）总线：事件发生的顺序由时钟脉冲来控制 异步（asynchronous）bus arbitration)：①菊花链仲裁方式：缺乏公平②集中式平行仲裁方式：瓶颈效应③采用自选择的分配式仲裁方式④采用冲突检测的分配式仲裁方式：以太网用这种 时钟周期：定义为时钟频率的倒数，时钟周期是计算机中最基本的最小的时间单位，一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。（量度系统指令的性能） ▲I/O接口的主要功能：负责系统总线和各外围设备之间的信号转换，将信号变成总线和外围设备都可以接受的形式。 中断类型：屏蔽中断：可以禁止或忽略；非屏蔽中断：高优先级别中断，不能被禁止，必须响应。（还有同步中断，异步中断） 中断驱动I/O如何工作;cpu识别一个中断请求时，确认中断服务地址，并且执行这一中断服务的程序。Cpu从原来的程序转去执行某个特定的程序进程处理中断，进行取指译码执行周期，直到中断程序编码运行完毕，CPU再返回之前运行的程序。 ▲通道控制的I/O与中断控制的I/O有什么不同：中断控制的I/O每次传输一个字节，而通道控制的I/O只是在一组字节的传输完成或者失败后才会中断CPU.而且中断控制的I/O只需要很少的CPU 在MARIE中，寄存器（）AC：累加器，保存数据值；②MAR：储存器地址寄存器，保存被引用数据的存储器地址③MBR：存储器缓冲寄存器，用来保持程序将要执行的下一条指令④PC：程序计数器，用来保持程序将要执行的下一条指令的地址⑤IR:指令寄存器，用来保持将要执行的下一条指令⑥InREG:输入寄存器用来保持输入设备的数据⑦OutREG:寄存器用保持要输出到输出设备的数据 每条指令的工作方式课本ini instruction）又称为micro operration) 重要练习题： 第五章 指令系统体系结构概览 opcode） 小端：将低位的字节首先存放到低位的地址，然后再将最高位的字节存放到高位地址 大端：将最高位的字节存放到低位地址然后再存放最低位的字节 ▲CPU三种不同的体系结构：堆栈体系机构；累加器体系结构；通用寄存器体系结构。 ▲寻址方式ddressing mode）：是指令操作位数位置的方法 基本Immediate寻址，在指令中操作代码后面的数值被直接引用②直接寻址Direct，指令中直接指定要引用的数值的存储器地址③寄存器register寻址，与直接寻址相似，指令地址域包含的是一个寄存器引用④间接Indirect寻址，操作数有效地址通过访问这个存储器地址来获取⑤变址indexed寻址和基址寻址变址寄存器存储一个偏移量，用来与操作数相加产生指令所要求的有效地址、基址寄存器保存一个基地址，对应的指令地址域中的内容所表示的是偏离该基地址的位移量⑥堆栈寻址 ）cpu将取指译码执行周期分解成较小的步骤，其中的某些较小的步骤可以并行执行。 重要练习题： 第六章 存储器 ▲SRAM的速度比，但价格更高DRAM的好处：存储密度高，价格便宜，消耗的功耗低，比SRAM产生的热量小很多。 两种基本类型的存储器：RAM和ROM。 ▲存储器分层结构系统基本类型包括：寄存器，高速缓存，主存储器和辅助存储器。 Hit（命中）-CPU请求的数据就驻留在要访问的存储器层中。 Miss（缺失）-CPU请求的数据不在要访问的