计算机系统组成原理考试题课案.doc

计算机系统组成：软件硬件 硬件：运、存、控、输入、输出 运算器：算数和逻辑运算。存储器：存储程序和数据。控制器：控制计算机的各部件工作 采用二进制原因：物理器件性能限制，便于逻辑运算，运算规则简单 冯诺依曼：存储程序并按地址顺序执行 CPU：运算器+控制器+cache。主机：CPU+主存 系统程序：各种服务型程序，语言程序，操作系统，数据库管理系统。应用程序：用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序 软件与硬件的逻辑等价性 计算机的性能指标主要是CPU性能指标、存储器性能指标和I/O吞吐率 定点数表示范围：纯小数x的绝对值介于1-2的负n次方。纯整数x介于2的n次方再减1 Ascii码：八个二进制位最高为为零，余下的七位可以给出128个编码 奇偶检验 01正溢出10负溢出 乘除:符号异或数值位乘除即可 补码变绝对值：补码为负时从右向左找第一个1将其和右方的写下来，左方取反 流水线原理：首先把输入的任务分割成为一系列子任务，使个子任务的并行 流水线性能指标：时钟周期、加速比越大越好 主存性能指标：存储容量、存储带宽、存储周期、存取时间 SRAM是用一个触发器作为存储元。DRAM是一个MOS晶体管和电容器组成的记忆电路 集中式刷新：DRAM所有行在每一个刷新周期中被刷新。 分散式刷新：每一行的刷新插入到正常的读写周期中 1M*8位 1m是字存储量扩展 8位是字长位数扩展 ROM是只读存储器 双端口存储器：同一个存储器有两组独立的读写控制电路 指令：表示一条指令的机器字 格式为：操作码+地址码 8条指令（2的3次方）只要3个操作码 浮点数二进制格式:1位符号位s＋8位阶码E＋23位尾数m x＝符号＋1.m＋2的e次方（e=E-127） 存储器-存储器SS 寄存器-存储器RS 寄存器-寄存器RR（最快） 指令系统：数据处理、数据存储、数据传送、程序控制四大类指令 CPU功能：指令控制、操作控制、时间控制、数据加工 数据通路：许多寄存器之间传送信息的通路。 操作控制器可分为时序逻辑型和存储逻辑型第一种成为硬布线控制器，第二种是微程序控制器硬布线控制器中时序信号采用：主状态周期-节拍电位-节拍脉冲三级体制。微程序控制器中：节拍电位-节拍脉冲 时序信号产生器的功能是用逻辑电路来实现这些时序 控制方式：同步控制、异步控制、联合控制 机器指令的功能是用许多条微指令组成的序列来实现的这个微指令序列通常叫做微程序 并行处理技术：时间并行、空间并行、时间+空间并行 流水线中主要问题：资源相关、数据相关、控制相关。解决方法：延迟转移法、转移预测法 RISC精简指令系统计算机三要素：一个有限的简单的指令集、CPU配备大量的通用寄存器、强调对指令流水线的优化 CPU中六类寄存器：指令寄存器、程序计数器、地址寄存器、数据缓冲寄存器、条件状态寄存器、通用寄存器 总线结构：单总线结构、多种线结构 串行传送、并行传送、分时传送 仲裁：一般按优先级或公平策略进行仲裁。仲裁方式：集中式仲裁和分布式仲裁 链式查询方式：计时器定时查询方式、独立请求方式 总线的一次传递信息过程：请求总线-总线仲裁-寻址-信息传递-状态返回 定时：是指事件出现在总线上的时序关系。 同步定时、异步定时 外围设备：除CPU和主存外，外围设备可分为：输入输出设备、外存设备、数据通信设备、过程控制设备 磁盘存储器的技术指标：存储密度、存储容量、平均存取时间、数据传输率 显示设备性能指标：分辨率、灰度级 刷新、刷新存储器 输入输出方式：程序查询、程序中断、DMA、通道方式 DMA传送方式使用：停止CPU访内、周期挪用、DMA与CPU交替访内 DMA分类：选择型和多路性DMA控制器，通道是一个特殊功能的处理器 例9