1、【計算機組成原理】科學研究和工程技術計算是計算機最早的領域。信息處理是計算機應用的最廣泛的領域。計算機系統分為硬件和軟件兩大部分。硬件是實體部件，是看得見摸得著的。軟件是管理計算機所編制的所有程序及文檔的總和。馮諾依曼思想：a 計算機工作采用存儲程序和程序控制方式（核心）。b計算機內部采用二進制c計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備組成。馮諾依曼計算機工作方式的基本特點是按地址訪問并順序執行指令。5運算器是計算機的運算、處理部件。核心是累加寄存器。存儲器是用來存儲程序和數據。分為內存儲器和外存儲器，cpu直接訪問內存間接訪問外存。控制器是計算機中發號施令的部件、控制所有其他部件有

2、條不紊的工作。輸入（鍵盤和鼠標）輸出(打印機)設備是獲得外部信息與處理結果提供給外部世界。外存儲器同時兼有輸入輸出功能。計算機分四代：電子管計算機，晶體管計算機，集成電路計算機，大規模集成電路計算機。高級語言與機器語言轉換工具是編譯系統或解釋系統。cpu與存儲器一起構成了計算機的主機。計算機軟件分為系統軟件（如操作系統）和應用軟件（如輔助設計cad 、數據處理軟件）。定點數：定點表示法規定機器中所有數的小數點位置固定不變。定點整數：所有機器數的小數點位置在最低位之后，符號位任在最高位，其余的數值的有效部分。定點整數是純整數，浮點數：小數點位置可以任意移動通過移動小數點的位置，任意一個二進制都可

3、以表示成階碼和尾碼兩部分。n=2e（2的e次方）*se是階碼，是純整數，s是尾數，是純小數。并且尾數要表示成規格化形式，即尾數的絕對值=0.5判斷溢出的方法：單符號位檢測方法（雙高法），變形補碼檢測方法。浮點運算:完成浮點加法和減法運算，需要進行對階求和（差）規格化和舍人等步驟。定點運算的構成：alu陣列乘除器寄存器組多路開關三態緩沖器數據總線存儲器：計算機系統中的存儲器件，用來存儲程序和數據存儲介質：構成存儲器的物理介質（存儲元），它是能存儲二進制的0和1兩種代碼的介質，存儲器最小的存儲單位為基本存儲元（存儲元）存1位二進制，即0或1，若干戈基本存儲元（8個）=一個存儲單元（1個字節），許多

4、存儲單元組成一個存儲器。存儲器分類：（對其要求：容量大，速度快，成本低，一個存儲器中同時兼顧三方面很困難）存儲介質劃分：半導體存儲器，磁表面存儲器，光材料存儲器存儲器讀寫功能劃分：可讀寫存儲器，只讀存儲器存儲方式劃分：隨機存取存儲器，順序存取存儲器在計算機系統中作用：內存（ram:隨機存取存儲器 rom：只讀存儲器），外存存儲器系統：chche（高速緩沖存儲器主要強調快速存取，以便使存取速度和cpu的運算速度向匹配）內存(cpu直接訪問內存) 外存(硬盤，軟盤，光盤，優盤,速度慢，容量大，每位價格低)存儲器的層次結構主要體現：chche內存和內存外存這兩個層次上基本存儲元：存儲一位二進制信息0

5、或1，使組成存儲器的基礎和核心sram存儲器：存儲體 地址譯碼器 讀寫控制電路組成存儲體：基本存儲元的集合地址譯碼器：作用是選中某一個基本存儲元（是一個輸入輸出系統），然后再讀寫控制電路的配合下進行讀或寫操作讀寫控制電路：作用是完成已被選中的基本存儲元的讀寫操作dram存儲器為什么要刷新：應需要定時充電，補充泄露的電荷（動態比靜態慢，因要刷新）sramm和dram比較：dram的存儲器的基本存儲單元是電容，需要定時充電刷新，要有專門的刷新電路，它的存取速度比較慢,集成度高，容量大，功耗小，每位的價格低;sram的存儲器的基本存儲元是觸發器，不用刷新，集成度低，容量小，功耗大，每位價格高，一般d

6、ram用作內存，sram用作cache內存的性能指標：主要是存儲容量（存儲單元的總數） 存取時間（訪問時間）程序局部性原理：程序和數據在內存中的存放具有局部性，想對于整個內存的空間來說，程序和數據連續的放在一起是以小簇，程序內部的運行也有局部性，程序時順序運行的，相鄰的指令時近期就要被cpu訪問的指令.cache: cache存儲體，還有cache控制器，可以和內存控制器結合 cpu與cache間數據交換以字尾單位，cache與內存間數據交換以塊尾單位指令就是指示計算機執行操作的命令，機器語言程序就是這些指令的組合。指令格式就是指令用二進制代碼表示的結構格式，一般可分為操作碼和操作數兩部分操作

7、碼：每一條指令都有一個操作碼，操作碼表示該指令應進行什么性質的操作。指令是一串二進制代碼，不同的指令其操作碼部分的位數和具體的編碼都不同。操作數：操作實數即操作的對象。根據操作數的個數，有無操作數指令、單操作數指令、雙操作數指令、多操作數指令。雙操作數指令的分類：1） 存儲器存儲器型指令2）寄存器寄存器型指令3）寄存器存儲器型指令4）多操數指令 指令字長度：一條指令是一串二進制代碼，稱為指令字。一個指令字中包含的二進制代碼的位數稱為指令字長度。指令助記符：計算機只能識別、執行二進制的機器語言。因此，匯編語言必須轉換成相應的二進制指令。risc技術：精簡指令系統計算機簡稱risc，即其指令系統是

8、簡單的，與其對應的是復雜指令系統計算機，簡稱為cisc。cisc存在的問題（1）指令系統龐大（2）大部分指令使用率很低4.2指令的尋址方式：順序尋址方式。跳躍尋址方式：當執行到程序中的轉移指令時，指令的尋址就采取跳躍尋址方式。操作數的尋址方式1）指令中的操作數部分就是操作數本身，該操作數稱為立即數2）操作數在cpu中的通用寄存器或累加器中。3）操作數在內存單元中堆棧尋址方式堆棧是一種數據結構，有“先進后出”的特點。通常把內存的一部分用作堆棧，即存儲器堆棧，數據的進棧出棧操作只能在棧頂進行。中央處理器cpu（central processing unit）是計算機系統的核心，主要包括運算器和控制

9、器兩個部件。它有四方面的功能：1指令控制2.操作控制3.時間控制4.數據加工傳統的cpu由運算器和控制器組成現代的cpu由運算器.控制器.cache組成cpu有六種寄存器1.數據緩沖寄存器 它用來暫時存放從內存讀出的一條指令 包括（1.）作為cpu與內存.輸入/輸出設備之間信息傳送的中轉站 。(2. ）.補償cpu與內存.輸入/輸出設備之間在操作速度上的差別。2.指令寄存器3.程序寄存器4.地址緩沖寄存器5.累加寄存器5.狀態條間寄存器指令周期：cpu從主存中取出一條指令到執行完這條指令所需的時間。指令周期常常用cpu周期數來表示。微程序控制的基本思想微程序設計技術是利用軟件方法來設計硬件的一

10、門技術。 是仿照通常解題程序的方法，把操作控制信號編成所謂的微指令，存放到一個只讀存儲器（即控制存儲器），當機器運行時，一條接著一條地讀出這些微指令，從而產生機器所需要的各種操作控制信號，使相應部件執行所規定的操作。微命令 控制部件通過控制線向執行部件發出的各種控制命令。微操作 執行部件接受微命令后所進行的操作在一個cpu周期中，一組實現一定操作功能是我微命令的組合，構成一條微指令。它由操作控制和順序控制組成。微程序控制器由控制存儲器、微指令寄存器和微指令地址形成部件三部分組成。對控制存儲器的要求是速度快。讀出周期要短。微指令寄存器用來存放從控制存儲器中讀出的一天微指令。地址轉移邏輯承擔修改為

11、地址的任務。早期的計算機采用的是串行處理。計算機的并行處理技術主要有三種形式：時間并行；空間并行；時間并行+空間并行。 流水線中的相關問題：資源相關沖突；數據相關沖突；控制相關沖突總線：是構成計算機的互聯機構，是多個系統功能部件之間進行數據傳遞的公共通路。總線的特征：(1)機械特征：指總線的機械連接方式(2)電氣特征：每一根線上信號的傳送方向及有效電平范圍(3)功能特征：描述總線中每一根線的功能(4)時間特征：定義了每一根線在什么時間內有效行傳送64為數據，總線時鐘頻率升為133mhz，總線帶寬是多少總線的分類：內部總線、系統總線（數據總線、地址總線、控制總線）、通信總線硬盤容量=(512字節

12、/扇區）*（扇區/磁道）*（磁道數/盤面）*盤面數中央處理器和內存構成主機，除主機外的硬件設備都稱為外部設備。外部設備按功能可分為：輸入設備，輸出設備，外存設備，其他設備。輸入是計算機工作的起點，輸入設備將外部信息通過一定轉換后送入計算機。常用的文字輸入設備：鍵盤，手寫板，語音輸入設備等。坐標定位設備：鼠標，軌跡球，操縱桿，觸摸屏。 圖像輸出設備：掃描儀，數碼相機，數碼攝像機，數碼攝像頭。輸出設備將儲存在計算機內部的信息以各種形式反饋給用戶，主要包括：顯示器，打印機。顯示器包括：crt顯示器，液晶顯示器（即lcd），等離子顯示器，顯示卡。lcd可視角度：lcd的特有指標，指在屏幕的一側仍可清晰看見屏幕影像的最大角度，可視角度越大越好，一般左右對稱。打印機包括：針式打印機，噴墨打印機，激光打印機。硬盤：工作原理：通過磁層的磁化來儲存信息。主要組成：磁頭，盤片，控制電路。信息存儲在盤片上，由磁頭負責讀/寫。磁道：在盤片的盤面上劃分的一組同心的圓圈。扇區：磁道上被劃分成的區域。磁盤容量=（512字節/扇區）（扇區數/磁道）（磁道數/盤面）盤面數軟驅的組成：盤