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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