计算机组成原理与系统结构-复习纲要

复习纲要2第一章概论计算机系统的发展与应用1.1本章小结计算机的分类与性能指标1.2计算机系统的基本组成1.331.1计算机的发展（了解）1、计算机的发展史包括硬件和软件两方面。硬件的发展主要体现在组成计算机基本电路的电子元器件的性能上，软件的发展始终以如何提高计算机的效率和如何方便用户为目标。通常，根据组成计算机的电子器件，把电子计算机分为4个发展阶段，习惯上称为四代。第一代，电子管计算机第二代，晶体管计算机第三代，集成电路计算机第四代，超大规模集成电路计算机41.2计算机的分类和性能1、分类（了解）Flynn分类法：根据指令流与数据流的不同组合，计算机系统结构分为以下4类：•SISD、SIMD、MISD、MIMD2、性能（了解）机器字长存储容量运算速度可配置的外设51.3计算机系统的组成（掌握）1、一个完整的计算机系统，包括两大部分，即硬件系统和软件系统。（掌握）61.3计算机系统的组成（掌握）2、冯.诺依曼计算机的基本思想（熟悉）3、冯.诺依曼计算机以运算器为中心，而现代计算机则以存储器为中心（掌握）。4、计算机中系统总线包括地址总线（AB）、数据总线（DB）、控制总线（CB）（掌握）。5、计算机硬件系统由哪五部分组成，每个部分的主要功能是什么？（掌握）。6、计算机软件系统的构成（了解）。7、计算机系统的层次结构（熟悉）。7第三章信息编码与数据表示数值数据的表示3.1浮点机器数的表示方法数据格式3.2定点机器数的表示方法3.33.4非数值数据的表示3.5校验码3.6本章小结83.1信息编码和表示1、数制的两大要素是基数和权（掌握）2、不同数制之间的相互转换，尤其是十进制—二进制之间的转换。（掌握）转换方法•整数部分：除以R取余，先得低位，后得为高位，直到商为0。•小数部分：乘R取整，先得高位，直到积为0或者达到精度要求为止。•整数部分和小数部分拼接起来即可。3、BCD：使用二进制来编码十进制数字0～9。（熟悉）一般使用4位二进制编码来表示1位十进制数字，在16个编码中选用10个来表示数字0～9。93.2数据格式1、定点机器数分为定点小数、定点整数两种（了解）2、浮点数的表示格式：N=Re×M其中，尾数M决定精度、阶码e决定大小、基数隐含ESE1E2……Em阶码尾数MSM1M2……Mn103.3定点机器数的表示方法1、什么是机器数，机器数有几种编码方法（熟悉）？2、原码、补码、反码、移码的表示方式（掌握）3、注意这四种方法中机器数0的表示形式是否唯一？（掌握）4、定点机器数转换（了解）113.4浮点机器数的表示方法（熟悉）E1E2……Em.阶阶阶阶阶阶阶阶.M1M2……MnESMS阶阶阶阶1、浮点机器数的格式(熟悉)2、浮点机器数的规格化表示（熟悉）3、浮点数的表示范围（了解）123.5非数值数据的表示133.6校验码1、校验码定义：是一种具有发现某些错误或自动改正错误能力的一种数据编码方法。（掌握）2、校验码目的：用于检查或纠正在存取、读写和传送数据的过程中可能出现的错误。（熟悉）3、校验码的基本思想：“冗余校验”，即通过在有效信息代码的基础上，添加一些冗余位来构成整个校验码。（掌握）4、校验码的构成：有效信息＋校验位（由有效信息产生的冗余位）（熟悉）5、常见校验码：奇偶校验码：码距d=2，检错码，能检验奇数位错误；通常用于磁带或者串行通信中。（掌握）海明校验码：码距d=3，纠错码，能纠正1位或多位错误；通常用于磁盘冗余阵列中。（了解）CRC校验码：码距d=3，纠错码，能纠正1位错误；通常用于磁盘或数据块的校验。（不做要求）14第4章运算方法与运算器定点数的加减运算及实现4.1定点运算器的组成与结构定点数的乘法运算及实现4.2定点数除法运算及实现4.34.4浮点运算及运算器4.5浮点运算器举例4.6本章小结154.1定点数的加减运算及实现1、补码加减运算（掌握）特点：•使用补码进行加减运算，符号位和数值位一样参加运算。•补码的减法可以用加法来实现，任意两数之差的补码等于被减数的补码与减数相反数的补码之和。2、机器数的移位运算二进制数据（真值）每相对于小数点左移一位，相当于乘以2；每相对于小数点右移一位，相当于除以2。逻辑移位、算术移位、循环移位1右移添1左移添00反码补码原码负数0原码、补码、反码正数添补代码码制164.2定点数的乘法运算及实现1、实现乘除法运算，有三种方式（了解）2、原码一位乘法算法（掌握）3、补码乘法算法（了解）174.3定点数除法运算及实现了解184.5浮点运算及运算器1、浮点加减运算步骤（掌握）2、浮点乘法运算（了解）3、浮点除法运算（了解）19第五章存储体系存储体系概述高速存储器5.4主存储器与CPU的连接5.35.25.1存储保护5.8高速缓冲存储器Cache外存储器5.7虚拟存储器5.65.5IA32架构的存储系统举例本章小结5.9主存储器205.1存储体系概述1、存储器：是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。（掌握）2、存储器的分类（熟悉）主存储器辅助存储器存储器RAMROMSRAMDRAM磁盘光盘软盘硬盘→Cache磁带MROMPROMEPROME2PROMCD-ROMWORMEOD215.1存储体系概述3、主存储器的性能指标存储容量（熟悉）存储速度（掌握）•存取时间（熟悉）•存储周期（掌握）•存储器带宽（了解）存储器的价格：用每位的价格来衡量（掌握）4、存储容量、速度和价格的关系（掌握）5、存储器的层次结构的主要目的是解决存储器容量、速度和价格之间的矛盾225.2主存储器1、主存储器按其功能可分为RAM和ROM。（掌握）2、SRAM和DRAM的对比（了解）235.3主存储器容量的扩展方法1、位扩展2、字扩展3、字位扩展245.4高速存储器1、解决问题：弥补CPU与主存速度上的差异。（掌握）2、双端口存储器（熟悉）3、多体交叉存储器（熟悉）4、相联存储器（熟悉）255.5高速缓冲存储器Cache1、Cache的基本原理Cache功能：用于弥补CPU和主存之间的速度差异，提高CPU访问主存的平均速度。（掌握）2、主存与Cache的地址映射方式（掌握）3、替换算法（了解）4、写策略（了解）26第六章指令系统指令格式6.1本章小结寻址方式6.2指令类型6.36.4指令系统276.1指令格式1、指令是由操作码和地址码两部分组成的（掌握）286.2寻址方式1、形式地址的定义（掌握）2、两类寻址方式（掌握）3、几种数据寻址方式（了解）296.3指令类型（了解）1．数据传送指令2．算术逻辑运算指令3．移位操作指令4．程序控制类指令5．堆栈操作指令6．输入输出指令7．处理器控制指令306.4指令系统的设计技术1、指令系统的要求（掌握）2、确定指令系统时有两种思路（掌握）3、RISC和CISC指令系统的特点（熟悉）31题型1、选择题（每题2分，共30分）2、填空题（每空1分，共20分）3、简答（每题5分，共25分）4、计算题（共25分）32