大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
同学,你好!
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2019-07-24更新:插入了一张“高分喷雾”。
2019-06-27更新:感谢@dollyuu 指正,64题少打了几个字,现已订正。
2019-06-26更新: 同学们!期末考试的话光有知识储备不行,还需要去刷真题(侧重选择题),培养题感!问一下学校有没有期末考试复习群,找历年考试题过一下,因为不同的出题人对不同的知识侧重点可能不同!
如果学校没有的话,就找网上的计算机组成原理题库,题就那么多,很大概率会出原题。
更新,好吧,我只考了90分,因为我写在后面的大题我以为有的不会出,所以部分没仔细学习。
快要考计算机组成原理,但不会。
不要慌,看我下面
闲来无事,将复习时整理的部分资料push来,纯手打,部分错误根据自身基础忽略即可,不影响阅读。
掌握了这些,计算机组成原理卷面分九十分以上是稳了。
我说,课不用上了。
- 计算机体系结构 程序员所见到的计算机系统系统的属性,概念性的结构与功能特性。
- 计算机组成:实现计算机体系结构所体现的属性。
- 总线: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。
- 面向CPU的双总线结构:I/O设备和主存交换信息时仍要占用CPU。
- 单总线结构图:必须设置总线判优秀逻辑,影响工作速度。
- 以存储器为中心:提高了传输效率,减轻了系统总线的负担,且保留了i/o设备与主存交换信息不经过CPU的特点。
- 总线的分类:片内总线(芯片内部);系统总线(各部件之间)-数据总线(双向),地址总线(单向),控制总线。;通信总线:用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统之间的通信。
- 总线特性:机械特性(尺寸,形状),电气特性(传输方向和有效的电平范围),功能特性(每根传输线的功能),时间特性:信号的时序关系。
- 总线的性能指标:总线宽度,总线带宽,时钟同步/异步,总线复用,信号线数,总线控制方式,其他指标。
- 总线控制:集中式:链式查询:设备的优先权与总线控制器的距离有关。计数器定时查询:优先权由计数值决定,计数值为0时同链式查询方式。独立请求方式:中央仲裁器的内部排队逻辑决定;分布式。
- 总线通信控制:目的:解决通信双方如何获知传输开始和结束,以及通信双方协调和配合问题。
- 总线传输周期:申请分配,寻址,传数,结束。
- 总线通信:同步通信,异步通信,半同步通信,分离式通信。
- 1个时钟周期为1/100MHz=0.01us,总线宽度为32位=4B,数据传输率为4B/0.04us=100MBps.
- 奇偶检验码:信息为+1位奇偶检验位。奇检验:使信息位和检验位中“1”的个数共计为奇数;偶检验:~1的个数为偶数。
- 异步串行通信单位:波特率:单位时间内传送二进制数据的位数,单位为bps(位/秒),记为波特。
- 比特率:单位时间内传送二进制数据位的位数。
- 总线按其所在的位置,分为片内总线、系统总线、通信总线。
- 存储器:按存储介质分类:半导体存储器(易失),磁表面存储器,磁芯存储器,光盘存储器;按存取方式分类:随机访问(存取时间与物理地址无关):随机存储器(RAM),只读存储器(ROM)。串行访问(存取时间与物理地址有关):顺序存取存储器,直接存取存储器。按在计算机中的作用分类:主存储器,寄存器,告诉缓冲存储器,辅助存储器。
- 存储器的层次结构:缓存-主存层次和主存-辅存层次。
- 虚地址(逻辑地址):用户编程的地址。实地址(物理地址):实际的主存单元地址。
- MDR:主存数据寄存器(数据总线),MAR:主存地址寄存器(地址总线)
- 主存中存储单元地址的分配:地址线24根,按字节寻址范围为2的24次方 =16M;若字长32位,则一个字有4个字节,所以要留2根地址线指出该字中的哪个字节[00,01,10,11],即寻址范围为 2的(24-2)次方=4M;若字长16位,则一个字有2个字节,所以要留1根地址线指出该字中的哪个字节[0,1],即寻址范围为 2的(24-1)次方=8M;
- 某机字长16位,存储容量为64KB,若按字编址,它的寻址范围是32K。
- SRAM静态随机存储器,DRAM动态
- 存储器的扩展:位扩展、字扩展和字位同时扩展。
- 汉明码:增添 2k ≥ n + k + 1位检测位,2i ( i = 0,1,2 ,3 , )、
- C2 检测的 g2 小组包含第 2,3,6,7,10,11,···gi 和 gj 小组共同占第 2i-1 + 2j-1 位
- 多体并行系统:高位交叉:每个模块中的单元地址是连续的。低位交叉:不连续,可以增加存储器带宽。四体低位交叉存储器连续读取 4 个字所需的时间为 T+(4 -1)τ,若采用高位交叉编制(顺序存储),所需时间为4T
- 带宽单位:bps
- SRAM静态随机存取存储器。DRAM即动态随机存取存储器
- 设tc为命中时的Cache访问时间,tm为未命中时的主存访问时间,1-h表示未命中率,则Cache-主存系统的平均访问时间ta为ta=htc+(1-h)tm
- 0磁道(最外圈)的位密度为最低位密度;
- 道密度DtDt = 1/P
- n沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数;
- n单位:道/英寸(tpi)
- 位密度Db
- n磁道单位长度上能记录的二进制代码位数;
- n单位:位/英寸(bpi) 。
- 存储容量=记录面数×每面磁道数×磁道容量
- 平均寻址时间等于平均寻道时间与平均等待时间之和;
- 数据传输率:Dr = Db × V,Db数据传输率 = 每条磁道的容量 × 磁盘转速
- 误码率 出错信息位数与读出信息的总位数之比,通常采用循环冗余码来发现并纠正错误。
- 输入输出系统的发展概况 :分散连接 (CPU 和 I/O设备 串行 工作 程序查询方式);总线连接(CPU 和 I/O设备 并行 工作 中断方式 DMA 方式 )
- 输入输出系统的组成 :I/O 软件;I/O 硬件
- I/O 设备与主机的联系方式 :I/O 设备编址;设备选址
- 联络方式 :立即响应;异步工作采用应答信号 ;同步工作采用同步时标
- 连接方式:辐射式连接,总线连接。
- i/o设备与主机信息传送的控制方式:程序查询方式,程序中断方式,DMA方式
- 数据线:根数等于存储字长的位数或字符的位数。命令线:传输CPU想设备发出的命令信号,其根数与命令信号多少有关。状态线:将i/o设备状态报告主机。设备选择先(地址线):传送设备码,根数取决i、o指令中设备码的位数。
- 传送数据功能:数据缓冲寄存器暂存准备交换的信息,与数据线项链;选址功能:当设备选择线的设备码与本设备码相符时,发出设备选中信号SEL;反映i/o设备工作状态的功能,用于触发器D和工作触发器B标志设备状态;传送命令功能:命令寄存器存放i/o指令中的命令码,只有SEL信号有效,才接受命令线上的命令码。
- 设备类型:按数据传送方式:并行接口+串行接口;按功能选择的灵活性分类:可编程接口+不可编程接口;按通用性:通用接口+专用接口;按数据传送的控制方式?:中断接口+DMA接口。
- 中断处理过程是由硬件和软件结合来完成的。
- 为什么要使用中断?解决速度问题,使CPU和I/O并行工作;对意外情况(如磁盘损坏、运算溢出等)能够及时处理。是实时控制领域中,及时响应外来信号的请求。
- INTR:中断请求触发器(=1有请求);MASK:中断屏蔽触发器(=1被屏蔽);D:完成触发器
- 中断触发器EINT;
- 中断服务程序的流程:保护现场;中断服务;恢复现场;中断返回。
- DMA接口功能:向CPU申请DMA传送;处理总线控制权的转角;管理系统总线、控制数据传送;确定数据传送的首地址和长度,修正传送过程中的数据地址和长度;DMA传送结束时,给出操作完成信号。
- DMA组成:主存地址寄存器(AR)和字计数器(WC)、数据缓冲寄存器(BR)、控制逻辑、中断机构、设备地址寄存器(DAR)
- 原码:正数时前面补0,负数补1;注意整数时变换符号位,小数时变换个位;;x=+1110 [x]原=0,1110;x=-1110 [x]原=2的4次方+1110=1,1110 ; x=+0.1101 [x]原 = 0.1101 ;x = -0.1101 [x]原=1-(-0.1101) = 1.1101; 特殊:[+0]原=0,0000 [-0]原=1,0000
- 补码:正数的补码为原码本身,负数补码为原码除符号位外取反加一(当真值为负数时,原码是补码除符号位外取反加一)。x = +1010 [x]补 = 0,1010;x=1011000 [x]补 =2的(7+1)次方 +(1011000 ) =1,0101000 特殊:[+0]补=0,0000=[-0]补
- 反码:正数的反码为原码本身,负数的反码为原码除符号位外每位取反。 x = -0.1010 [x]反 =1.0101 ,特殊:[+0]反= 0,0000 [-0]反= 1,1111
- 总结:最高位为符号位,“,”(逗号整数);“.”(小数点小数);对于正数,原码 = 补码 = 反码;对于负数 ,符号位为 1,其 数值部分 原码除符号位外每位取反末位加 1得到补码,原码除符号位外每位取反得到反码。
- 已知 [y]补 求[-y]补:[y]补连同符号位在内每位取反,再末位加1 即得[-y]补;
- 移码:[x]移 = 2的n次方 + x(2的n次方>x ≥-2的n次方);x=10100 [x]移=2的5次方 + 10100= 1,10100 ;x= –10100 [x]移=2的5次方–10100=0,01100 特点: [+0]移 = [ 0]移,最小真值的移码为全 0
- 补码与移码只差一个符号位 :x = +1100100 [x]补 = 0,1100100 [x]移= 1,1100100
- 定点表示:小数:数符.数值;整数:数符,数值。原码与反码的小数范围为–(1–2的-n次方)~+(1–2的-n次方)整数范围为–(2的n次方–1)~+(2的n次方–1)注意,原码与反码范围相同;补码:小数范围为–1~+(1–2的-n次方) ,整数范围为–2的n次方~+(2的n次方–1)
- 浮点表示:N = S× r的j次方 S 尾数 r 基数 j 阶码; 当 r = 2 N = 11.0101=0.110101*2的10(注意,这个10是2进制,表示十进制的2)次方
- (好像是存储在计算机内)浮点数实际上是用一对定点数(阶码和尾数)来表示的。 阶符+阶码的数值部分+(小数点位置)数符(小数点位置)+尾数
- 浮点数:上溢:阶码>最大阶码 ;下溢:阶码<最小阶码(下溢时按机器零处理)。设机器数字长为 24 位,欲表示±3万的十进制数,除阶符、数符各 取1 位外,阶码、尾数各取几位? 解:∵2的14次方=16384 2的15次方=32768 ∴15 位二进制数可反映 ±3 万之间的十进制数 即2的15次方(m可取4,5,6···因为2的4次方为16) × 0.×××···××× 答:最大精度取m=4,n=18
- 移位运算:正数全补0;负数时原码补0,反码补1,补码左移补0右移补1。
- 运算时连同符号位一起运算,进位丢弃。设 A = 0.1011,B = – 0.0101 [A + B]补=0 . 1 0 1 1 +1 . 1 0 1 1 =1 0 . 0 1 1 0 = [A + B]补 ∴ A + B = 0 . 0 1 1 0
- 溢出判断:一位符号位判溢出:参加操作的 两个数符号相同,其结果的符号与原操作 数的符号不同,即为溢出。
- 程序:用于解决实际问题的一系列的指令;
- 指令:使计算机执行某种操作的命令。从层次结构看,分成:微指令+机器指令。
- 指令系统:一台计算机中所有机器指令的集合。
- 指令格式:操作码字段op(操作特性与功能),地址码字段(操作数的地址)。操作码字段为8位,则指令系统中的指令数目为28=256条。
- 机器字长:运算器一次能处理的二进制数的位数。
- 指令字长:一个指令字中包含二进制代码的位数;指令字长由操作码长度、操作码地址长度和个数共同决定。
- 指令系统可分为固定字长指令、可变字长指令。
- 指令有半字长、单字长、双字长、多字长等不同的长度类型。
- 陷阱:意外事故的中断。
- 寻址方式:确定本条指令的操作数地址,吓一跳欲执行指令的指令地址。有指令寻址+数据寻址两种方式。
- 指令寻址:分为 顺序寻址和跳跃寻址。
- 偏移寻址:直接寻址和寄存器间接寻址方式的结合。包括基址寻址,变址寻址,相对寻址。
- CISC:复杂
- RISC:简化
以下为我总结的必掌握部分(想高分?下面的全搞会)
另计算机组成原理(第二版唐朔飞)319页7.3也需要掌握。
下面是可能会出的题,丰富知识面,高手可追求掌握。
掌握了这些,计算机组成原理卷面分九十分以上是稳了。
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