【笔记】计算机组成原理知识点

1.存储器的容量应该包括主存容量和辅存容量。主存容量指带的是指主存中存放二进制代码的总位数。即:

存储容量 = 存储单元个数 x 存储字长

2.总线:总线是连接多个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质。

总线分为:数据总线(  传输各功能部件的信息数据,是双向传输总线,其位数与机器字长,存储字长有关,一般为8位,16位,32位),地址总线(主要用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元与I/O设备的地址),控制总线(发出各种控制信号的传输线)。

3.存储系统的层次结构:缓存---主存层次和主存----辅存层次.cpu和缓存、主存都能直接交换信息,但是辅存需要通过主存才能和CPU交换信息。

缓存-主存:主要解决CPU和主存速度不匹配问题  
主存-辅存:主要解决存储系统的容量问题 

4.主存的技术指标:存储容量,存储速度,存储带宽。

5.只读存储器:掩模ROM(只读存储器),PROM(一次性编程只读存储器),EPROM(可擦除可编程存储器)。

6.存储器与CPU相连:地址线连接,数据线连接,读\写命令线连接,片选线连接,合理选择存储芯片(RAM是用户编程设置的,ROM是用户存放系统程序与标准子程序)。

7. 

Cache命中率=cache命中访问时间/(cache总命中时间+主存访问时间)*100%
 Cache-主存系统访问的效率=(访问Cache时间/平均访问时间)*100%;
 平均访问时间=cache命中访问时间+主存命中访问时间 
主存命中访问时间=(1-cache命中率)*主存访问时间

8.Cache--主存地址映射

由主存地址映射到Cache地址称为地址映射。地址映射分为:直接映射(固定的映射关系),全相映射(适用于灵活性大的),组相联映射(前两者的折中)

9.替换策略问题:先进先出算法(FIFO),近期最少使用算法(LRU),随机法。

10.输入输出系统 :i/o指令:将数据从I/O设备输入主机。将数据从主机输出至I/O设备。状态测试。形成某些操作命令。I/O指令的设备码相当于设备的地址。

11.I/O设备遍址方式:统一遍址方式和不统一遍址方式。


统一遍址方式就是将I/O地址看做是存储器地址的一部分。 
不统一遍址就是指I/O地址和存储器地址是分开的。不统一遍址不占主存空间。 

12.I/O设备大致分为三大类:人机交互设备、计算机信息的存储设备、机-机通信设备。

13.I/O接口通常是指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及其相应的软件控制。端口分为:数据端口,控制端口,状态端口。

14.BCD码:用四位二进制代码来表示一位十进制数,称为二--十进制编码,简称BCD(Binary Coded Decimal)码。

15.补数的概念:假定M为模,若数a和b满足a+b=M,则称a,b互为补数。假如a是负数,则补数b是a(mod M).

结论: 
    一个负数可用它的正补数来代替,而这个正补数可以用模加上负数本身求得。 
    一个正数和一个负数互为补数时,它们的绝对值之和即为模。 
    正数的补数即该正数本身。 

符号位:0表示正数,1表示负数。

          [X]原 =

X

 0≤X <2n    
  2n-X     - 2n < X ≤ 0


如果是小数:

[X]原 =X (0≤X <1)

[X]原 =1- X (-1 < X ≤ 0)

 

注:n表示为整数的位数,正数可以直接在整数前加符号位0,这里符号位与数值部分要使用度好分开,负数直接使用上述公式。

16.补码的定义:

①小数补码的定义

[X]补 = X ( 0≤X <1)

[X]补=2+X (-1 ≤ X < 0

②整数补码的定义 

 [X] =

X


0≤X <2  n
   
  2n+1+X    - 2n ≤ X < 0

 

17、反码的定义

①小数反码的定义 

  [X] =

X

 0≤X <1    
  2-2n-1-X    -1 < X ≤ 0

例如:   X=+0.1011      [X]= 01011
         X=-0.1011     [X]= 10100

②整数反码的定义

 [X] =

x

 
    0≤X <2n
   
  2n+1-1-X     - 2n < X ≤ 0
结论:正数的反码,补码,原码都与自身相同。 
        当所求为负时: 
                 反码为先求原码符号位不变再按位取反。 
                补码为反码最低位加1.   
                原码 为整数是2n+1-1,小数为1-x。      
            

 

18.数据寻址方式:立即寻址,直接寻址,隐含寻址,间接寻址。寄存器寻址,寄存器间接寻址,基址寻址,变址寻址,相对寻址。

19.RISC与CISC的相比:优点:充分利用VLSI芯片的面积,提高计算机运算速度,便于设计、可降低成本提高可靠性,有效支持高级语言程序。

20.指令周期:CPU每取出并执行一条指令所需要的全部时间称为指令周期。

21.微程序:指待一条机器指令,每个微程序包含有若干条微指令,每一条微指令对应一个或几个微操作命令。微指令的基本格式:共分为两个字段,操作控制+顺序控制。

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