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计算机组成原理课程教学要求和复习要点了解：指对事物有初步的认识，包括对概念、常识的必要记忆，但不要求清楚明白其内在规律或工作原理。理解：指对事物有比较深入地认识，不仅包括对概念、常识的记忆，而且要求清楚明白其内在规律或工作原理，并能用自己的言语加以陈述说明。掌握：指对事物理解的基础上，能够对所学知识加以运用。注：这是老师给的一份复习资料，我家一整理，不过不是很全。书本上的P18-21的例题一定要做，考试出了类型题。还有一些事原题。P113的表4.5考试考了，给出算法写方式。P119的图，又出类型题P140那两个图考试出来了没事最后一题没最好把前面的那些图也记一记，不是每次都一样的。P182 第八题。重要，但是没有考16题知识点靠了。按照下面的来复习第一章 计算机系统概论1.1 计算机的分类了解计算机的分类方法。总体上两大类：电子模拟计算机和电子数字计算机数字计算机分为专用计算机和通用计算机通用计算机分为超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机1.2 计算机的发展简史了解计算机的发展简史第一代1946-1957，电子管计算机第二代1958-1964，晶体管计算机第三代1965-1971，中小规模集成电路计算机第四代1972-1990，大规模和超大规模集成电路计算机第五代1991年后，巨大规模集成电路计算机1.3 计算机的硬件1）理解计算机硬件的组成要素（图1.2）2）理解程序、指令的概念。以及存储程序和程序控制的概念。1、计算机硬件的组成元素：存储器、运算器、控制器、适配器、输入输出设备、系统总线P6图1.22、每一个基本操作就叫做一条指令，解算某一个问题的一串指令序列，叫做该问题的计算程序。将解题的程序（指令序列）存放到存储器中成为存储程序，控制器依据存储的程序来控制全机协调地完成计算任务叫做程序控制。1.4 计算机的软件1）掌握系统软件和应用软件的概念2）理解软件的发展演变1、系统程序用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能及用途，包括各种服务性程序、语言程序、操作系统和数据库管理系统应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。2、机器语言、汇编语言、算法语言、操作系统、数据库管理系统1.5 计算机系统的层次结构了解计算机系统的层次结构（图1.7）第一级是微程序设计级或逻辑电路级第二级是一般机器级，也称为机器语言级第三级是操作系统级第四级是汇编语言级第五级是高级语言级第二章 运算方法和运算器2.1 数据与文字的表示方法1）掌握定点数、浮点数的表示方法（例1、例2）*2）掌握数的机器码的原码、反码、补码表示方法（例3、4、5）*3）理解字符和字符串的表示方法4）掌握奇偶校验的原理和方法1、例一、若浮点数x的754标准存储格式为（41360000）16，求其浮点数的十进制数值。解：将16禁止数展开后，可得二进制格式为0 100 0001 0011 0110 0000 0000 0000 0000S 阶码8位-尾数（23位）-指数e = 阶码 - 127 = 10000010 - 01111111 = 00000011 = （3）10包括隐藏位1的尾数1.M = 1.011 0110 0000 0000 0000 0000 = 1.011011于是有X = （-1）S * 1.M * 2e =+（1.011011）* 23 = +1011.011 = （11.375）10例二、将数（20.59375）10转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式。解：首先分别将整数和分数部分转换成二进制数：20.59375 = 10100.10011然后移动小数点，使其在第1、2位之间10100.10011 = 1.010010011 * 24 e = 4于是得到： S = 0，E = 4+ 127 =131，M = 010010011最后得到32为浮点数的二进制存储格式为：0100 0001 1010 1100 0000 0000 0000 = （41A4C000）162、2.2 定点加法、减法运算1）掌握定点补码加法和减法的运算方法*2）掌握运算益处概念以及检测方法*3）理解基本二进制加法/减法器电路的工作原理及其特点2.3 定点乘法运算1）了解不带符号阵列乘法器的算法和逻辑图2）理解对2求补电路工作原理及带符号阵列乘法器的组成逻辑图。2.4 定点除法运算1）了解原码除法算法原理和并行除法器的算法和逻辑图第三章 内部存储器3.1 存储器概述1）了解存储器的分类2）理解存储器的分级结构3）掌握主存储器的技术指标*1、存储器的分类：（1）存储介质：半导体存储器和磁表面存储器 如磁盘存储器，磁带存储器（2）存取方式：随机存储器（半导体存储器）和顺序存储器（磁带存储器）（3）存储内容可变性：只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）（4）信息易失性：易失性存储器（半导体材料RAM）和非易失性存储器（磁性材料）（5）系统中的作用：内部存储器（半导体存储器）和外部存储器（磁盘）；也可分为主存储器、高速缓冲存储器、辅助存储器（磁盘）、控制存储器2、存储器的分级：高速缓冲存储器（cache（cpu能访问）：是计算机系统中的一个高速小容量半导体存器，速度快，容量小主存储器（cpu能访问）：用来存放计算机运行期间的大量程序和数据，能和cache交换数据和指令，由MOS半导体存储器组成外存储器P66图3.1：磁盘存储器，磁带存储器和光盘存储器。容量大，位成本低3、主存储器的技术指标：存储容量存储时间：一次读操作命令发出到该操作完成，将数据读出到数据总线上所经历的时间，通常读操作和写操作时间一样存储周期：连续启动两次读操作所需间隔的最小时间。存储周期略大于存取时间，单位，ns存储器带宽：单位时间里存储器所存储的信息量，单位、位/秒，字节/秒。存取时间、存储周期、存储器带宽3个概念反映主存的速度指标3.2 SRAM存储器1）掌握SRAM存储器的存储特性*2）理解基本SRAM的逻辑结构3）了解SRAM的读/写周期波形图（时序图）1、SRAM的存储特性：SRAM是用一个锁存器（触发器）作为存储元。只要直流供电电源一直加在这个记忆电路上，它就无限期地保持记忆的1状态或0状态。如果电源断电，那么存储的数据（1或0）就会丢失。 SRAM的优点是存取速度快，但容量不如DRAM大任何一个SRAM都有三组信号线与外部打交道：地址线、数据线、控制线。P68图3.22、 基本的SRAM逻辑结构，采用双译码方式以便组织更大的存储容量，译码方式的实质是二级译码，第一级行译码和列译码的独立译码。然后再存储阵列中完成第二级交叉译码。3、 SRAM的读写周期波形图3.3 DRAM存储器1）掌握DRAM存储器的存储特性*存储容量极大，常用作计算机的主存储器。由一个MOS晶体管和电容器组成的记忆电路,MOS管作为开关使用，当电容器充满电荷为1，当电容器没有电荷为0。读出过程也是刷新过程。输入缓冲器和输出缓冲器总是互锁。，未作操作的存储元要定期刷新。2）理解DRAM芯片的逻辑结构刷新3）理解DRAM刷新技术刷新周期：必须定期刷新，以保持它们原来的记忆的正确信息。典型标准是每8ms到16ms必须刷新一次，某些期间的刷新周期可以大于100ms刷新操作：集中式刷新：DRAM的所有行在每一个刷新周期中都被刷新。分散式刷新：每一行的刷新插入到正常的读/写周期之中。如DRAM有1024行，如果刷新周期为8ms，则则每一行必须每隔8ms/1024=7.8us进行一次刷新4）掌握存储器容量的扩展1.字长位数扩展：给定字长位数较短，不满足设计要求的存储器字长，此时需要用多片给定芯片来扩展字长位数，P73.例2d=设计要求的存储器容量/已知芯片存储容量2字存储容量扩展：给定的芯片存储容量较小，不满足设计要求的总存储器容量，此时需要用多片给定芯片来扩展字数P73.例33.存储器模块条;用一定数量的存储器芯片（8个RAM芯片），组成一个存储容量固定的存储模块。常称：内存条3.4 只读存储器和闪速存储器了解常见只读存储器的种类及其特性1掩模ROM：一个内容固定的ROM，一旦ROM芯片做成，就不能改变其中的存储内容。 2.可编程ROM：可编程ROM有PROM、EPROM和E2PROM三种。PROM是一次性编程，EPROM是光檫除可编程刻度存储器E2PROM是电檫除可编程只读存储器3.5 并行存储器1）了解双端口存储器的特性双端口存储器由于同一个存储器具有两组相互独立的读写控制电路而得名。由于进行并行的独立操作，因而是一种高速工作的存储器。2）理解多模交叉存储器的编址特点及其特性的一个由若干模块组成的主存储器是线性编址的。顺序方式：访问地址按顺序分配给一个模块后，接着又分配给下一个模块分配访问地址。添加模块扩充方便、带宽受到限制交叉方式：先将4个线性地址0.1.2.3依次分配给M0.M2.M3模块，再将线性地址4.5.6.7依次分配给M0.M1.M2.M3模块.知道全部线性地址分配完毕为止。可以实现多模块流水式并行存取，大大提高存储器的带宽。3.6 Cahe存储器1）掌握Cache的功能，理解Cache的基本原理*功能：cache能高速地向CPU提供指令和数据，从而加快了程序的执行速度。CPU与cache之间的数据交换是以字为单位，而cache与主存之间的数据交换是以块为单位。2）掌握Cache命中率h、平均访问时间ta及访问效率e的计算方法*在一个程序执行期间，设Nc表示cache完成存取的总次数，Nm表示主存完成存取的总次数，h定义为命中率，则有： h=Nc/(Nc+Nm)若tc表示命中式的cache访问时间，tm表示未命中时的主存访问时间，1-h表示未命中率，则cache/主存新系统的平均访问时间ta为： Ta=h tc+(1-h)tm我们追求的目标是，以较小的硬件代价是cache/主存系统的平均访问时间ta越接近越好。设r=tm/tc表示主存慢于cache的倍率，e表示访问效率，则有： e=tc/ta=tc/(h tc +(1-h)tm)=1/h+(1-h)r=1/r+(1-r)h P94 例63）理解主存与Cache的地址映射方法4）了解Cache替换策略及写操作策略第四章 指令系统4.1 指令系统的发展与性能要求了解计算机对指令系统性能的要求4.2 指令格式掌握指令的一般格式*4.3 指令和数据的寻址方式掌握指令和数据的寻址方式，掌握有效地址EA的算法及其表示方法*4.5 典型指令1）掌握典型指令的分类*2）掌握RISC指令系统的特点*第五章 中央处理器5.1 CPU功能和组成掌握CPU的功能和基本组成（含主要寄存器）*5.2 指令周期1）掌握指令周期、CPU周期（机器周期）和时钟周期的概念*2）掌握典型指令的执行流程及其分析方法*3）掌握指令周期的方框图表示方法*4）掌握指令周期流程图的表示方法*5.3 时序产生器和控制方式了解时序信号的作用和体制，理解时序的控制方式5.4微程序控制器1）理解微程序控制原理*2）理解微操作和微命令*3）理解微程序控制器的原理框图4）掌握微指令格式和微程序设计技术*5.5 硬布线控制器了解硬布线控制器的设计思路5.7 流水CPU1）理解并行处理基本方式、流水CPU的结构和时空图2）理解流水线的主要问题（资源相关、数据相关和控制相关）5.8 RISC CPU掌握RISC机器的特点*第六章 总线系统6.1 总线的概念和结构形态1）了解总线的基本概念和总线的结构形态（单总线和多总线）2）掌握总线的内部结构，掌握三大总线的基本特性6.2 总线接口1）掌握信息传送方式（串行和并行方式）2）掌握总线接口的概念及其功能*6.3 总线总裁掌握集中式总裁三种方式的特点*6.4 总线的定时和数据传送模式1）理解同步定时和异步定时的概念2）了解总线数据传送的四种模式第八章 输入输出系统8.1 外围设备的速度分级与信息交换方式1）了解外围设备的速度分级2）了解外围设备的信息交换方式8.2 程序查询方式1）理解外部设备的编址方式及其特点2）理解程序查询方式的接口电路（图8.2）*3）理解程序查询输入/输出方式的流程图（图8.3）*8.3 程序中断方式1）理解中断的概念和中断处理流程图（图8.5）2）掌握中断方式的基本I/O接口逻辑及其功能（图8.6）3）掌握单级中断的概念和单级中