杭电计算机体系结构复习提纲20160527

计算机体系结构复习提纲第一章概论1、掌握计算机分类的一种方法即：Flynn根据指令流/数据流的不同组合分成4类，每一类的优点和适用范围2、掌握表征计算机性能指标的几种参数1)机器字长2)存储容量（主存储器，辅存）3)运算速度3、计算机系统的基本组成硬件系统（五大功能部件：说明5大部件的主要功能，与其他部件的关系；阐明计算机的工作过程）+软件系统：4、VenNeumann型计算机设计的基本思想5、计算机系统的层次结构：从计算机系统构建的角度和使用计算机解题两个角度来分析，最后明确《计算机组成原理》课程主要研究的层次。第二章计算机硬件基础1、掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别，哪些属于组合逻辑电路，哪些属于时序逻辑电路。2、串行加法器，并行加法器的概念第三章信息编码和数据表示主线：计算机中的所有信息都是以二进制形式存在的。即R=2，W=2i。重点关注几个问题：计算机中正负号和小数点的表示？机器数和真值？什么是有符号和无符号数？定点数和浮点数的异同？机器0的含义是什么？浮点数为什么要规格化？字符在计算机中怎样表示？1、了解各种数制的之间的转换方法（转换为十进制：按位加权求和；十进制转换成R进制：整数部分除R取余，小数部分，乘R取整；二进制和八进制、十六进制之间的转换）2、用于表示十进制数字的二进制编码被称为BCD码，4位二进制编码表示一个十进制数字（8421BCD码，格雷码、余3码）。机器数是数值数据在机器中的表示形式，根据小数点的位置是否浮动，可以分为定点数和浮点数。1)定点机器数根据小数点的隐含位置又分为定点小数和定点整数两种。2)浮点机器数由阶码E和尾数M两部分构成，阶码是定点整数，尾数是定点小数；阶码E（即指数）的底，一般隐含为2。浮点机器数的小数点的位置随阶码数值而变化。IEEE754标准的浮点数有单精度、双精度、临时浮点数3种格式，分别为32位、64位和80位。3、n位原码，反码，补码，移码整数和小数的表示法及表示范围，真值0的表示，原码、反码、补码、移码之间的相互转化。4、规格化浮点数和非规格化浮点数的表示法及表示范围和最大正数，最小正数，最大负数，最小负数5、汉字在输入、交换、存储、输出时，分别采用什么编码？哪种编码是唯一的？6、校验码（掌握码距和纠错检错的关系）、奇偶校验码第四章：运算方法和运算器主线：各种运算器的基础就是二进制加法器。1、原码，补码和移码的加减运算及判溢2、一位原码乘法，一位补码乘法（校正法，BOOTH算法）3、一位原码除法（恢复余数法和不恢复余数法）4、浮点数的加、减、乘、除算法及过程5、机器数的移位运算（重点关注算数左移和算数右移）。第五章：存储体系主线：存储体系的核心问题就是解决容量、速度与价格的矛盾。1、存储器的层次结构2、存储器的分类方法，并掌握每种分类方法可以分为哪几类2、存储器性能的指标：存储容量、速度（存取时间Ta，存储周期Tc、存储器带宽）、价格（位价）例：某计算机的存储器有m条数据线，有n条地址线，则存储器的容量是（），其寻址范围为（）？某计算机字长16位，其存储容量为8MB，若按字编址，请计算它地址范围；如果按字节编址，则寻址范围又是多少？3、SRAM与DRAM的区别？它们分别属于哪种类型的存储器？4、DRAM的三种刷新方法及计算5、RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASHMEMORY的区别6、主存储器与CPU的连接：地址译码和存储器与CPU的连接（字位扩展）（要求掌握位扩展、字扩展、字位扩展，要求会画连接图(关键是译码电路)）7、高速存储器：双端口存储器，多体交叉存储器（要会计算多体交叉存储器的带宽，要会画多体交叉存储器的示意图），相联存储器8、高速缓冲存储器CACHE命中率h（要求会计算），访问效率e，cache/主存系统的平均访问时间Ta（要求会计算），cache的位置9、主存与cache的地址映射方式1)直接映射2)全相联映射3)组相联映射10、虚拟存储器的作用。（注意：cache和虚拟存储器工作的基本原理都是：程序运行的局部性原理）第六章：指令系统主线：指令系统是整个计算机系统软件、硬件的接口。1、指令格式2、寻址方式（要清楚使用多种寻址方式的原因，看到一条指令要能分辨源操作数和目的操作数的寻址方式）i.立即寻址，ii.直接寻址，iii.间接寻址iv.寄存器寻址，v.寄存器间接寻址，vi.变址寻址，vii.基址寻址viii.相对寻址ix.堆栈寻址3、指令系统设计技术与操作码扩展技术4、RISC、CISC第七章：控制器主线：控制器是控制实现取指令、分析指令、执行指令功能的部件。1、控制器的组成与作用2、指令周期，机器周期，时钟周期的概念及三者之间的关系3、控制方式：同步控制，异步控制，联合控制的概念4、微程序控制器：概念：PC，IR，AR的作用微操作，微命令，微指令，微周期，微地址，微程序（掌握微程序和指令之间的关系），机器指令与微程序的关系微程序的设计指令译码器的作用，指令的执行过程主存储器与控制存储器（控存）的作用与区别5、水平型微指令和垂直型微指令的区别6、直接控制法，字段直接编译法，字段间接编译法7、微程序控制器与硬布线控制器的比较