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1、本资料来源计算机组成与体系结构总复习第一章 计算机系统概论 电子数字计算机的五个开展阶段 计算机系统的硬件组成冯.诺依曼计算机的设计思想、五大功能部件以及各自的功能 计算机的工作过程两阶段 计算机的主要性能指标字长、存储容量和运算速度第二章 运算方法和运算器 数值数据的表示n 数值数据的机器码表示：定点小数或整数的原码、补码、反码和移码表示以及各自的性质，相互间的转换n 定点数的表示方法及表数范围n 浮点数的表示方法尾数位数决定精度、阶码位数决定表数范围n 浮点数的规格化为何规格化、判断一个浮点数原码或补码是否是规格化第二章 运算方法和运算器 定点数的加减运算n 补码定点加减运算：XY补=X补
2、+Y补n 溢出及判别单符号位、双符号位的溢出判别 二进制并行加法器n 全加器的结果和进位表达式n 串行进位和并行进位每个进位表达式，式2.28；图2.3、图2.4n 二进制加减法器图2.3 第二章 运算方法和运算器 定点乘法运算n 原码一位乘法机器计算过程 定点除法运算n 原码恢复余数除法机器计算过程n 原码加减交替除法机器计算过程 定点运算器的组成与结构n ALU 部件74181 的设计思想、输入端的逻辑表达式n 先行进位部件74182 CLA n 运算器数据通路部件ALU、GRS/AC/锁存器、多路选择器、移位器、总线n 运算器的基本结构单总线、双总线和三总线第二章 运算方法和运算器 浮点
3、运算n 浮点加减运算对阶、尾数加减、规格化、舍入、溢出处理n 浮点乘法运算被乘数和乘数判0、阶码相加判溢出、尾数相乘、结果规格化n 浮点除法运算除数和被除数判0、阶码相减判溢出、尾数相除、结果规格化n 浮点运算器的结构、流水运算部件第三章 存储系统 存储器的分类 存储系统的设计目标及分级结构n 目标：尽可能快的存取速度、尽可能大的存储空间、尽可能低的单位成本n 解决方法：多级结构的存储器系统 Cache、主存、虚存 主存储器的性能指标存储容量、存储周期与存取时间、主存带宽、主存的可靠性、性价比第三章 存储系统 半导体基本存储元n 双极型半导体存储元n 静态存储器六管n 动态存储器四管、单管 破
4、坏性读出 半导体存储器芯片的组织n 一维地址译码方式n 二维地址译码的位选方式、字选方式n 静态SRAM 芯片的构成、2114 芯片n 动态DRAM 芯片2116 动态DRAM 的刷新方式n 集中刷新方式、分散刷新方式、异步刷新方式第三章 存储系统 主存器的构成及与CPU 的连接n 位扩展法、字扩展法、字位同时扩展法n 主存的设计实例 并行存储器n 双端口存储器n 多模块交叉存储器n 相联存储器第三章 存储系统 Cache 的基本原理Cache 的运行原理及作用；命中率、平均访问时间和效率 主存与Cache 的地址映射及变换n 地址映射、地址变换n 全相联映射方式的实现原理、地址变换过程，以及
5、优缺点n 直接映射方式的实现原理、地址变换过程，以及优缺点n 组相联映射方式的实现原理、地址变换过程，以及优缺点 Cache 的替换算法FIFO、LRU Cache 的写操作策略 写回法、全写法第三章 存储系统 虚拟存储器的基本原理n 虚拟存储器的运行原理及作用n 逻辑地址空间、逻辑地址、物理地址空间、物理地址 虚拟存储器的管理方式n 段式管理的原理、地址转换过程，以及优缺点n 页式管理的原理、地址转换过程，以及优缺点n 段页式管理的原理、地址转换过程，以及优缺点 使用快表加快虚、实地址变换n 快表、帧页表和外页表的功能 虚拟存储器的工作过程n 快表、内页表、外页表和帧页表联合工作第四章 指令
6、系统 指令n 指令和指令系统的概念n 指令的基本格式 n 地址码格式 三地址、二地址、一地址和零地址指令n 指令的操作码格式-固定长度操作码-可变长度操作码 用扩展操作码的方法设计指令格式第四章 指令系统 寻址方式n 寻址方式-指令的寻址方式 顺序寻址、跳跃寻址-操作数的寻址方式 堆栈n 存放器堆栈n 存储器堆栈的构成n 存储器堆栈的工作方式 进栈、出栈n 堆栈的应用 第四章 指令系统 指令的分类 指令系统的类型n CISC 的特点n RISC 的特点第五章 中央处理器 CPU 的基本功能 CPU 的基本组成n 运算器ALU、GRS、PSW、锁存器、移位器、总线n 控制器PC、IR、ID、时序
7、部件、微操作信号发生器、中断机构n 指令流、数据流n 微操作图5.2 指令周期n 指令周期、CPU 周期、节拍电位、节拍脉冲n CLA、ADD 指令的指令周期第五章 中央处理器 时序发生器n 时序信号的作用和体制n 时序信号发生器的组成w 时钟脉冲源w 节拍电位发生器循环移位存放器w CPU 周期信号发生器w 启停控制逻辑 控制器的基本控制方式n 同步控制方式定长指令周期，不定长指令周期、定长CPU 周期，变长CPU 周期、定长节拍电位n 异步控制方式n 联合控制方式第五章 中央处理器 组合逻辑控制器n 组合逻辑控制器的基本原理n 组合逻辑控制器的设计步骤指令执行流程、微操作信号的产生、硬件实现 微程序控制器n 微命令和微操作，微指令及其格式，微程序，微周期n 微程序控制器的组成及工作原理 图5.22 微命令编码水平型微指令直接表示法，字段直接编译法，字段间接编译法，混合表示法 微地址的形成方法n 计数器方式n 下址字段方式 断定方式n 多路转移方式 流水线的基本概念n 流水线的概念n 指令的重叠执行方式：顺序、一次重叠、二次重叠 流水线的表示方法：连接图、时空图 流水线的特点 流水线的分类n 流水处理级别分类n 流水线具有的功能分类n 流水段的连接分类n 功能段之间是否有反响回路分类n 其他分类 第五章 中央处理器 流水线技术