计算机组成原理知识点总结
1. 计算机组成原理考试重点
计算机采取事先编制程序、存储程序、自动连续运行程序的工作方式,称为存储程序方式。
按存程序方式工作的计算机统称为冯·诺依曼体制计算机。冯·诺依曼体制的要点:(1) 采用二进制代码表示数据和指令(2) 采用存储程序工作方式(核心概念)2、计算机主要技术指标1).主频:主频=外频*倍频,决定了计算机的运行速度,它的单位是兆赫兹(MHz)2).字长:参与运算的数的基本位数,决定了寄存器、运算器和数据总线的位数,通常计算机有8/16/32/64位字长。
3).存储容量:等于存储的字数*字长,其单位有:1B=8bit,1KB= 1024B ,1MB= 1024KB, 1G= 1024M4).运算速度(MIPS):每秒执行指令的条数,).外设配置:输入输出设备性能等。3、总线的基本概念(重点) ⑴总线是连接各个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质。
⑵总线的分类(重点) ①片内总线:芯片内部的总线;②系统总线:计算机各部件之间的信息传输线;③数据总线:双向,与机器字长、存储字长有关;④地址总线:单向,与存储地址、I/O地址有关;⑤控制总线:中断请求、总线请求,存储器读、存储器写,总线允许、中断确认 ⑥通信总线:串行并行;4、总线特性及 (重点) ①机械特性:尺寸、形状;
②电气特性:传输方向和有效的电平范围;③功能特性:每根传输线的功能地址数据控制;④ 时间特性:信号的时序关系5、性能指标 ① 总线宽度:数据线的根数 ② 标准传输率:每秒传输的最大字节数(MB/s) ③ 时钟同步/异步 ④总线复用:地址线与数据线复用 ⑤信号线数:地址线、数据线和控制线的总和 ⑥总线控制方式:并发、自动、仲裁、逻辑、计数6、机器指令(重点) 计算机的程序:是解决某一实际问题的指令序列;⑴ 指令:就是要计算机执行某种操作的命令。命令计算机直接进行某种基本操作的二进制代码串,也叫机器语言代码。
从计算机组成的层次结构来说,计算机的指令有微指令、机器指令和宏指令之分。 微指令:微程序级的命令,它属于硬件; 宏指令:由若干条机器指令组成的软件指令,它属于软件; 机器指令(指令):介于微指令与宏指令之间,每条指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算。
⑵ 指令系统:一台计算机中所有机器指令的集合,它是表征一台计算机性能的重要因素,其格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构也直接影响到系统软件,影响到机器的适用范围。⑶ 复杂指令系统计算机(CISC);精简指令系统计算机(RISC)。
7、对指令系统性能的要求 ⑴完备性:用汇编语言编写各种程序时,指令系统直接提供的指令足够使用,而不必用软件来实现。完备性要求指令系统丰富、功能齐全、使用方便。
⑵ 有效性:利用该指令系统所编写的程序能够高效率的运行。高效率主要表现在程序占据存储空间小、执行速度快。
一般来说,一个功能更强、更完善的指令系统,必定有更好的有效性。⑶规整性:规整性包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性。
对称性指在指令系统中所有的寄存器和存储器单元都可同等对待,所有的指令都可使用各种寻址方式;匀齐性是指一种操作性质的指令可以支持各种数据类型;⑷ 兼容性:系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集,因而指令系统是兼容的,即各机种上基本软件可以通用。但由于不同机种推出的时间不同,在结构和性能上有差异,做到所有软件都完全兼容是不可能的,只能做到“向上兼容”,即低档机上运行的软件可以在高档机上运行。
8、指令的一般格式 指令格式是指令字用二进制代码表示的结构形式,由操作码字段和地址码字段组成。① 操作码字段表征指令的操作特性与功能;若操作码字段的位数固定为m位,则指令系统最多可表示2m条指令。
② 地址码字段通常指定参与操作的操作数的地址或操作数本身。寻址范围:,则寻址范围为2nB ③寻址方式 (重点)、I/O 与主机信息传送的控制方式(重点);输入输出系统的组成(重点) ①分辨率和灰度级:在显示屏幕上,图像都是由称作像素的光点组成的,光点的多少称作分辨率(显示设备能够表示像素的个数);所显示像素点的暗亮差别称作灰度级。
注意:像素越密,分辨率越高,图像越清晰。10、外部设备(输入/输出设备和辅助存储器) 外部设备与主机(CPU和内存)之间的控制部件:(设备控制器/设备适配器/接口).输入输出系统发展四个阶段:①早期阶段CPU和I/O 串行工作 ②接口模块和 DMA(直接存储器存取)阶段,中断方式 DMA 方式 ③
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