计算机组成原理必看总结
一,冯.诺依曼机的特点:
1.计算机由运算器,存储器,控制器和输入设备,输出设备五大部件组成
2.指令和数据以同等地位存于存储器内,并可按地址访问
3.指令和数据均用二进制代码表示
4.指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置。
5.指令在存储器内按顺序存放
6.以运算器为中心
计算机与日常使用的袖珍计算机的本质区别在于自动化程度的高低
二,计算机的硬件指标
(1)机器字长:CPU 一次能处理数据的位数,通常与CPU 寄存器位数有关
(2)存储容量:包括主存和辅存,是存放二进制代码的总和,可以用位或字节来衡量。(3)运算速度:可以用MIPS,CPI(每执行一条指令所需要的时钟周期数)或FLOPS(每
秒浮点运算次数)。
三,电子管-----晶体管--------中小规模集成电路----------大规模集成电路
计算机分类方法很多,按信息的形式可以分为数字计算机和模拟计算机,前者以离散型数字脉冲形式传递,而后者的信息是以连续型电波形式传递的,两者结合为数字模拟混合式计算机。
1946 年研制成功的第一台计算机称为ENIAC.
数控机床是计算机在过程控制方面的应用,邮局实现信息自动分拣是计算机在模式识别方面的应用。
同步通信和异步通信主要区别计算机在过程控制应用中,除计算机外,A/D 转换器是重要部件,能把模拟量转换成计算机
能识别的信号。
计算机发展至今,虽然与早期相比面貌全非,但存储程序的特点不变
四,摩尔定律:
微芯片上集成的晶体管数目以每三年翻两番的规律递增,由于受到物理极限的制约,
不能永远生效
五,什么是总线?特点?
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。而且在某一个时刻允
许有一个部件向总线发送信息,但多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。
总线周期:申请分配阶段,寻址阶段,传送阶段,结束阶段
六,
总线控制包括:总线判优控制和总线通信控制。前者又分为集中式和分布式良种,其中
集中式总线判优逻辑有链式查询,计数器定时查询,独立请求方式。后者主要分同步通信,异步通信,半同步通信和分离式通信。
七,分离式通信
将一个总线的传输周期分为两个子周期,每个子周期可以供不同的模块申请,每个模块都可以成为主模块,获得总线使用权的主模块采用同步方式传送,且仅在传送命令和数据时占
用总线,两个传输子周期只有单方向的信息流,总线没有空闲等待时间,可以充分发挥总线的有效占用。
八,试比较链式查询方式,计数器定时查询方式和独立请求方式各自
的特点。
解:(1)链式查询方式只需要一个总线请求线,1 根总线忙线,一个总线同意线,设备优
先级固定,容易扩充设备,但对电路故障敏感(2)计数器定时查询方式有总线请求和总线忙线,还有(N 为设备数)根设备地址线来实现查询。设备优先级可以不固定,控制比
链式查询复杂,电路故障不如链式查询方式敏感。(3)独立请求方式控制线数量多,N 个设
备共有N 根总线请求线和N 根总线同意线,线路复杂,响应时间快,且设备优先级的次序
控制灵活。
九,影响总线带宽的因素:总线宽度,传输距离,时钟工作频率以及传输形式。
十,按数据传送方式不同,总线可以分为:串行传输总线和并行传输
总线。
十一,什么是总线判优?为什么
当总线上有多个主设备同时要求占用总线时,通过总线控制器,按一定的优先登记顺序确定某个主设备可以占用总线。
十二,什么是总线标准?为什么要制定总线标准?
国际公布或推荐的互联各个模块的标准,这个标准为各模块互联提供一个标准界面,这个标
准界面对它两端的模块都是透明的,即界面的任一方只需根据总线标准的要求来完成自身一
方接口的功能,而不必考虑对方与界面的接口方式。
原因:使系统设计简化,便于哦快生产批量化,确保其性能稳定,质量可靠,实现可移化,便于维护,教好地解决了系统,模块,设备与总线之间不适应,不通用及不匹配等问题。十三,同步通信和异步通信的区别,说明通信双方如何联络?
同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟,总线上的所有设备按统一的传输周期进行传输,通信双方按约定好的时序联络。后者没有公共时钟,没有固定的传输周期,采用应答方式通信,具体的联络方式有不互琐,半互琐和全互琐三种,不互琐方式通信双方没有相互制约关系,半互琐方式通信双方有简单的制约方式,全互琐方式通信双方有完全的制约
关系,其中全互琐通信可靠性最高。
半导体静态RAM 依据的原理存储信息,半导体动态RAM 依据存储信息,
因此一般在2ms 内
刷新一次,刷新与行地址有关,该地址由刷新地址计数器给出。
RAM 的速度指标一般用存取周期表示,而磁盘存储器的速度指标一般包括:寻时间,等待时间,数据传输时间
半导体静态RAM 进行读/写操作时,必须先接受地址信号,再接受片选和读写信号。
磁表面存储器的记录方式总体上可以分为归零制和不归零制两大类
使用高速缓冲存储器是为了解决CPU 和主存的速度匹配问题,提高访存速度。缓存的地址对用户是透明的,存储管理器主要由硬件实现,使用虚拟存储器是为了解决扩大存储器容
量,存储管理主要由硬件和操作系统实现。
Cache 的命中率是指CPU 要访问的信息已经在Cache 中的比率,命中率与Cache 的块长和
容量有关。
Flashmeroy 具有高性能,低功耗,高可靠性以及瞬时启动的能力,常作为固态盘,用于便携
式电脑中。
计算机系统中常用的存储器有(1)SRAM(2)DRAM,(3)Flash(4)EPROM(5)硬盘存储器(6)软盘
存储器,其中非易失性存储器有3456,具有在线能力的有12356,可以单字节修改的有12 ,可以快速读出的存储器包括1234。
主存储器的技术指标有存储容量,存取周期,和存储器带宽。磁表面存储器的技术指标有记录密度,存储容量,平均寻址时间,数据传输速率和误码率。
存储器的带宽是指:每秒从存储器中读出和写入的二进制代码位数,加大存储器带宽可以采
用:单体多字结构,低位交叉多体并行结构。
在写操作时,对Cache 与主存单元同时修改的方法称为:写直达法;若每次只暂时写入到Cache,直到替换时才写入主存的方法称为:写回法
层次化存储器结构设计的依据是——程序访问的局部性原理
一个四路组相联的Cache 共有64 块,主存有8192 块,每块32 字,则在主存地址中的主存
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