計算機組成原理知識總結

一.馮諾依曼體系

1.採用二進制表示信息

2.採用存儲程序工做方式

3.計算機硬件系統由：運算器，控制器，存儲器，輸入設備，輸出設備 組成

 

二.計算機主要性能指標

1.基本字長

2.運算速度 (時鐘頻率，IPS等)

3.數據通路寬度和數據傳輸率：  數據傳輸率 = 總線位數/8*時鐘頻率

4.存儲容量

5.外圍設備配置

6.軟件配置

 

三.常見尋址方式

1.當即尋址

2.直接尋址   (A)

3.寄存器尋址  R

4.間接尋址   @

5.寄存器間址   (R)     (R)+,  -(R)

6.變址尋址   X(R)         PC+R

7.基址尋址

8.基址加變址方式

9.相對尋址   X(PC)        PC+(PC)

10.頁面尋址

11.堆棧尋址

 

四.CPU基本組成

1.運算部件

2.寄存器組

3.微命令產生部件

4.時序系統

5.內部通路結構

 

五.主機與外設鏈接模式

1.輻射型

2.總線型

3.通道型

 

六.規格化浮點加減運算

1.判零等，看是否能簡化。

2.對階，小階向大階對齊，尾數右移

3.尾數相加減

3.結果規格化： |M| > 1 右規   |M| < 1/2 左規

 

七.CPU信息傳送方式

1.直接程序傳送方式

2.程序中斷傳送方式

3.DMA方式

 

八.存儲器分類

（1）按物理存儲機制(存儲介質)分

1.半導體存儲器

<1>靜態存儲器  ：雙穩態觸發器。 需電源                               。   適用作Cache及主存

<2>動態存儲器  ：電容 。 需動態刷新，由於電荷會泄漏       。   適用作主存

2.磁表面存儲器                                                                            。   適用作外存

（2）按存儲方式分

1.隨機存取(RAM) ：可按地址隨機訪問任意存儲單元，讀寫時間與位置無關

2.順序存取(SAM) ：按記錄塊組織，順序存放的，訪問時間與信息存放位置有關

3.直接存取(DAM) ：先將讀寫部件指向某一區域，再在該區域進行順序查找，讀寫時間與位置有關

（3）按讀寫特性

<1>只讀型

<2>一次寫入型

<3>可擦除/重寫型

 

九.存儲器關鍵特性

1.存儲容量

2.存取時間 TA

3.存取週期 TM

4.數據傳輸率 DTR = WIDTH/TM （bps）

 

十.動態存儲器刷新

1.集中刷新方式

2.分散刷新方式

3.異步刷新方式  按行數決定所需刷新週期數，並分散在2ms週期中

 

十一.磁記錄方式

1.不歸零-1制  (NRZ1)    ： 寫1則翻轉

2.調相制 (PM)               ： 寫0在位單元中間產生負跳變，不然正跳變，連續兩位相同交界處變向

3.調頻制 (FM)               ： 每次交界處都變向，寫0則位單元中間不變，寫1位單元中間變向

4.改進型調頻制 (M^2F)   ： 與調頻制基本同樣，只是只有在0,0交界處變向

5.羣碼制 (GCR)

 

十二.磁表面存儲器的校驗

1.海明校驗  ：分組進行奇偶校驗，碼距爲d時，可檢查出2(d-1)位錯 或 檢測並糾正1位錯。    適用於快速自動糾錯

2.循環校驗碼CRC  ：                                                                                                               。    適用於位數多，大量數據

<1>將待編碼k位有效信息M(x)左移r位，得M(x)*x^r

<2>選取r+1位的生成多項式G(x),作mod2除

M(x)*x^r/G(x) = Q(x) + R(x)/G(x)

<3>mod2加  : M(x)*x^r + R(x) 得出循環校驗碼

 

十三.Cache地址映像

1.直接映像

2.全相聯映像

3.組相聯映像

替換算法： FIFO,LRU

 

十四.虛擬存儲器

1.頁式

2.段式

3.段頁式，結合上述兩種

 

十五.串行接口與並行接口

1.串行接口：  接口與外部設備串行，接口與系統總線並行，除非指定串行

2.並行接口：  接口與外部設備，系統總線皆並行

 

十六.向量中斷與非向量中斷

1.向量中斷：     直接依靠硬件來肯定中斷程序入口地址

2.非向量中斷：  執行軟件，用查詢方式肯定入口地址

 

十七.中斷響應過程

關中斷 -> 保存斷點 -> 獲取服務程序入口地址  -> 轉向程序運行狀態

 

十八.DMA初始化信息

1.外設尋址信息

2.控制字

3..主存緩衝區首址

4.交換量

 

十九.總線

總線是指一組能爲多個部件分時共享的信息傳送線。

 

二十.組合邏輯控制方式和微程序控制方式

1.組合邏輯控制方式：  微命令由組合邏輯電路產生

優： 速度快

劣： 設計不規整，不易修改或擴展

2.微程序控制方式：    

<1>一條微指令由多條微命令組成，控制一步操做

<2>一段微程序由多條微指令組成，執行一條機器指令

<3>微程序存儲在控制存儲器中，須要時取出執行

優： 結構簡化規整，易於修改或擴展，可靠性高

劣： 速度慢

 

二十一.同步控制方式和異步控制方式

1.同步控制方式：  各項操做由統一時序信號控制，時鐘週期長度固定，數據傳送嚴格定時控制

2.異步控制方式：  沒有統一的時鐘週期劃分，採起應答方式實現總線傳送操做，時間按需分配

 

二十二.總線主設備和總線從設備

1.主設備： 申請並掌握總線權的設備

2.從設備： 響應主設備請求的設備

 

二十三.接口組成

1.接口寄存器選擇電路：  接口寄存器尋址

2.命令字寄存器：          接受CPU指令，發向外設

3.狀態字寄存器：          反映設備和接口的運行狀態

4.數據緩衝寄存器：       實現緩衝，速度匹配

5.其餘邏輯

6.中斷控制器：            聚集中斷請求，屏蔽，判優，向CPU送出公共請求；收到中斷響應信號後，向CPU發送被批准中斷源的中斷類型碼或向量地址

 

二十四.顯示緩衝存儲器的內容

1.字符方式下：   字符的編碼

2.圖形方式下：   圖形的點代碼

 

二十五.顯示器的計數器

1.字符方式 (25X80  7:9  2-5)

<1>點計數器：     對字符橫向點計數，產生訪問顯存的信號 (7+2):1

<2>字符計數器：  對一行的字符計數，產生水平同步信號    (80+L):1

<3>線計數器：     對一行的掃描線計數                                   (9+5):1

<4>行計數器：     對一幀的字符行計數，產生垂直同步信號 (25+M):1

2.圖形方式 (640X480)

<1>點計數分頻：     產生訪問顯存的信號     8:1

<2>字節計數分頻：  產生水平同步信號        (640/8+L):1 = (80+L):1

<3>線計數分頻：     產生垂直同步信號         (480+M):1