计算机原理知识点

（-）计算机组成原理之计算机系统导论（冯诺依曼计算机以及cpu,机器字长，MAR,存储单元，MDR,存储字长等）冯诺依曼计算机的构成：运算器’控制器，存储器，输入设备和输出设备计算机的硬件组成：.原始的冯诺依曼在结构上是以运算器为中心，而发展到现在，以转向以存储器为中心。，现在通常将运算器和控制器合称为cpuo中央处理器和主存储器（内存储器）合称为主机部分，除去主机部分以外的硬件装置，如输入设备，输出设备等，称为外围设备或外部设备ncpu（中央处理器）.负责与存储器交换数据。cpu一般使用两个内寄存器是MAR（存储地址寄存器）和MDR（存储数据寄存器）。MAR为下一次的读写数据指定位置’MDR存储从内存交换的数据。运算器：.计算机中进行数据加工的部件控制器：.计算机中进行控制指令的部件。完成一条指令的步骤：取指令，分析指令，执行指令。存储器：用来存放和程序和数据、是计算机能够实现存储程序的基础输入设备：向计算机中送入数据和程序的具有一定独立功能的设备，通过接口，总线和计算机主机连通，用于人机交互，入键盘，鼠标等。输出设备：将计算机处理结果以数字，字符（汉字），图像，声音等方式输出。常用输出设备有：打印机，显示器等。计算机系统由软件和硬件组成软件：它看不见摸不看，由人们事先编制的有各种特殊功能的程序组成。硬件：是指计算机的实体部分。各种看的见摸得看的电子元器件。计算机软件分为：系统软件和应用软件机器字长：是指cpu—次能处理数据的位数，通常与cpu的寄存位数有关字长越长，数的表示范围越大，精度越高存储单元：存储器中可存放一个字或若干字节的基本单位。为区别存储器中的存储单元，每个存储单元都有唯一的一个地址编码。存储单元一般应具有存储数据和读写数据的功能,以8位二进制作为一个存储单元，也就是一个字节。每个单元有一个地址，是一个整数编码，可以表示为二进制整数。15存储字长：一个存储单元存储一串二进制代码（存储字），这串二进制代码的位数称为存储字长。存储单元个数：存储器中存储单元的个数。MDR二存储字长，存储单元个数=2的MAR次幕存储容量:包括主存储量和辅存储量。19存储容量二存储单元个数•存储字长（单位是b,记得看单位）CPI:每条指令执行所用的时钟周期数。计算机的运算速度有很多指标，如：吞吐量，CPI,主频，响应时间，MIPS（百万条指令每秒）等。22.1KB=2的10次方B23.1B=2的3次方b24.1GB=2的30次方，1MB=2的20次方，1KB=2的10次方25.pc（程序计数器）：程序计数器是用于存放执行指令的地方.当执行一条指令时，首先需要根据PC中存放的指令地址，将指令由内存取到指令寄存器中，此过程称为“取指令”。与此同时，PC中的地址或自动加1或由转移指针给出下一条指今的地址。—.选择题完整的计算机系统应包括()A、运算器存储器控制器B、外部设备和主机C、主机和应用程序D、配套的硬件设备和软件系统我的答案：D()的功能是将机器语言转换成人类语言。A、控制器B、输入设备C、输出设备Ds存储器我的答案：C以下语句错误的是A、输入设备可以将机器语言转化为人类熟悉的形式B、存储器可以存储程序C、运算器可以进行逻辑运算D、数据在存储器中以二进制形式存在我的答案：A存储字长是指()A、存放在一个存储单元中的二进制代码组合B、存放在一个存储单元中的二进制代码位数C、存储单元的个数D、机器指令的位数我的答案：B()的功能是将人类语言转换成机器语言。A、控制器B、输入设备C、输出设备Ds存储器我的答案：B衡量每秒浮点运算次数的指标是()A、主频B、CPIC、MIPSDsFLOPS我的答案：D假设某存储器的MAR为8位，MDR为8位。该存储器中存储单元的个数为TOC\o"1-5"\h\zA、8B、64C、256D、16我的答案：C以下语句错误的是A、输入设备可以将机器语言转化为人类熟悉的形式B、存储器可以存储程序C、运算器可以进行逻辑运算D、数据在存储器中以二进制形式存在我的答案：A下列()属于应用软件。A、操作系统B、编译程序C、连接程序Ds文本处理我的答案：D衡量每秒执行百万条指令的是()。A、CPIB、主频C、MIPSD、FLOPS我的答案：C存储字是指()A、存放在一个存储单元中的二进制代码组合B、存放在一个存储单元中的二进制代码位数C、存储单元的个数D、机器指令的位数我的答案：A二.填空题完成一条指令分为一取出指令、一分析指令、_执行指令一三步。(请按顺序填写)2—CPI_是指执行一条指令所需时钟周期数。3.如果MAR12位，MDR8位，则所连接的存储器容量为_4_KBO4.地址为1001的存储单元中存放了一串二进制OOllOOOOo可知存储字为_00110000存储字长为—8_。5.1K=2的一L0_次方。冯诺伊曼计算机由—控制器—、运算器、存储器_、输入设备、输出设备_。—机器字长―是指CPU—次能处理数据的位数，与CPU中的—寄存器位数—有关。8o—个完整的计算机系统是由—软件—系统和—硬件—系统组成的。9.若MAR8位，MDR4位，则存储字长为4—位，存储单元的个数为—256—10.1G=2的_30_次方。计算机软件由—软件—和—硬件—两部分组成。存储容量二存储单元个数x存储字长一三.判断题计算机实体属于硬件。我的答案：V存储器的存储单元个数和MAR的位数有关。我的答案：V存储字长和MDR位数相同。我的答案：V程序计数器可以进行加1操作。我的答案：V每个存储单元的地址是互不相同的。我的答案：V存储容量指的是存储器中存放二进制信息的总位数我的答案：V存放在存储器中的指令要按地址访问。我的答案：V地址为101的存储单元中存放了一串二进制10011101.则存储字长为3O我的答案：x控制器可以指挥程序运行我的答案：V指令与数据都以二进制的形式存放在存储器中。我的答案：V优酷视频属于应用软件。我的答案：V每个存储单元的地址是唯一的。我的答案：V地址为101的存储单元中存放了一串二进制10011101,则存储字为lOOlllOlo我的答案：VMAR是存储器数据寄存器。我的答案：x根据存储字长可以计算出存储单元个数。我的答案：X显卡属于计算机硬件我的答案：V安卓系统属于应用软件。我的答案：x（二&三）计算机组成原理笔记整理之系统总线（总线判优方式，标准传输率，数据总线,地址总线与MDR,MAR的关系等）计算机的发展：第一代（1946—1957）:电子管.第二代（1958—1964）晶体管，第三代（1965-1971）集成电路，第四代（1971-至今）大规模集成电路LSI和超大规模集成电路VLSI总线：连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。总线分为：片内总线，系统总线，通信总线片内总线：芯片内部的总线。如在CPU芯片内部，寄存器与寄存器之间，寄存器与ALU之间都有片内总线连接。算罗单元（ALU）:是中央处理器CPU的一部分，用以计算机指令集中的执行算术与逻辑操作。某些处理器中，将ALU切分为两部分，即算术单元（AU）与逻辑单元（LU）系统总线：是指CPU,主存，I/O设备各大部件之间的信息传输线。由于这些部件通常安放在主板和插件板（插卡）上，故又称为板级总线或板间总线。系统总线按传输信息分为：数据总线，地址总线和控制总线数据总线：传输各部件之间的信息、其位数与机器字长，存储字长有关系。数据总线的位数，称为数据总线的宽度。双向传播。地址总线：用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存的地址或I/O设备的地址。地址线的位数与储存单元个数有关，如果地址线是n,那么存储单元个数是2的n次方。单向传输。控制总线：用来发出各种控制信号的传输线。单向传输通信总线：用于计算机系统之间或者计算机系统与其他系统之间的通信。通信总线按传输方式分为：串行通信和并行通信。串行通信：指数据在单条一位的传输线上，一位一位的按顺序分时传送，适合远距离传输数据并行总线：指数据在多条一位的并行传输线上，同时由源传送到目的地。适合近距离传输数据总线宽度指的是总线的位数。地址总线根数二MAR位数、MDR位数二数据总线根数总线结构通常分为：但总线结构和多总线结构总线控制分为：判优控制和通信控制。总线上的所连接的各类设备、按其对总线有无控制功能分为主设备（模块）和从设备（模块）两种总线判优控制可分集中式和分布式两种集中式判优方式分三种：链式查询，计数器定时查询和独立请求方式链式查询特点：对电路故障敏感，容易扩充设备、离控制设备越近，优先使用权越高。BS总线忙，BR总线请求，BG总线同意计数器定时查询特点：可以自己设置初值，优先次序可改变独立请求方式特点：响应速度快总线通信控制：常分为四种：同步通信，异步同信，半同步通信，分离通信计算比特率和波特率：标准传输率：(lB=8b)异步通信可用于串行传递与并行传递习题一：—.单选题以下说法错误的是。A、数据总线是双向的B、地址总线是单向的C、地址总线和存储单元个数有关Ds远距离传输适合用并行传输方式正确答案：D地址总线有4根，则对应的存储单元的个数为？TOC\o"1-5"\h\zA、4B、8C、16Ds32正确答案：C二.填空题3总线上信息传递的方式有—串行—和_并行—两种。—系统总线—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。按连接部件的不同，总线通常可以分为—片内总线—、一系统总线―和—通信总线。按照传输内容的不同，系统总线分为—数据总线_、地址总线―和—控制总线,分别用来传输数据信息，地址信息和控制信号。地址总线有10根，数据总线有8根，则对应的MAR寄存器是—10_位的，MDR寄存器是8位的。解析：地址总线根数二MAR位数，MDR位数等于数据总数数据线16根，地址线12根，则与之相联的存储器的容量是_3—KB.9—串行通信总线—（串行通信总线/并行通信总线）更适合远距离传输。若数据总线的根数为8根，则总线宽度为（8）位。总线工作频率为80MHz,总线宽度为16b,贝IJ总线的数据传输率为_16—MBps.解析:80X16/8数据传输率二总线宽度/8x工作频率图中编号9的线，属于数据总线的是—4,9_,属于地址总线的是—1,6_解析：根据系统总线定义可知指CPU,主存，1/0设备各大部件之间的信息传输线.所以这里的1,4,6,9属于系统总线，再看MAR和MDR可知，1,6是地址总线，4,9是数据总线三.判断题若存储器的容量是2的10次方*8b,则需要数据线8根，地址线10根。正确答案：对每一根信息传输线都是一次只能传输1个二进制位。正确答案：错每一根信息传输线都是一次可以传输多个二进制位。正确答案：错ACC累加器和ALU算术逻辑运算单元之间是由片内总线连接的。正确答案：对地址总线有4根，则对应的MDR寄存器是4位的。正确答案：错数据总线有4根，则对应的MAR寄存器是4位的。正确答案：错地址总线上信息流动的方向都是从CPU发出的。正确答案：对控制总线上信息流动的方向和信息的功能有关。.正确答案：对图中的5号线属于片内总线。正确答案：对在链式查询方式下，越靠近控制器的设备()。A、得到总线使用权的机会越多，优先级越高B、得到总线使用权的机会越少，优先级越低C、得到总线使用权的机会越多，优先级越低D、得到总线使用权的机会越少，优先级越高我的答案：A在三种集中式总线裁决中,()方式对电路故障最敏感A、链式查询B、计数器定时查询C、独立请求D、都一样我的答案：A在异步串行传输系统中,假设每秒传输100个数据帧,其字符格式规定包含1个起始位,6个数据位,1个奇校验位,1个终止位，则波特率为()bpso我的答案：900在异步串行传输系统中,假设每秒传输100个数据帧,其字符格式规定包含1个起始位,7个数据位,1个奇校验位,1个终止位，则比特率为()bpso波特率*数据位/总位数我的答案：700集中式的总线判优控制分为、和三种。我的答案：链式查询，计时器定时查询，独立请求方式在独立请求方式中，每个设备都有自己的总线请求线和总线同意线。我的答案：V计数器定时查询方式对电路故障很敏感。我的答案：x(四.1)计算机原理组成笔记——存储器(主存储器，半导体存储芯片等)L存储器是计算机系统的记忆设备、用来存放程序和数据存储器按存储介质分类：半导体存储器：存储元件由半导体器件组成的存储器，具有易失性磁表面存储器：在金属或塑料基体表面涂一层磁性材料作为记录介质，具有非易失性，磁芯存储器：由硬磁材料组成的环状元件，具有非易失性光盘存储器：具有非易失性存储介质：指能存储0和1两种代码并能区分两种状态的元器件或物质存储器按存取方式分类：随机存储器（RAM）:RAM是一种可读/写存储器，根据存储信息原理不同，又分为静态RAM和动态RAM，只读存储器：只能对存储器的内容读出，不能写入@串行访问存储器：对存储单元进行读/写操作时，与物理位置有关，又分为顺序存取存储器（如磁带）和直接存取存储器存储器按在计算机中的分类：存储器有三个性能指标：容量、速度和每位价格（位价）cpu不能直接访问辅存，辅存只能与主存交换信息存储系统层次结构：主要体现在缓存——主存和主存——辅存缓一主存层次主要解决cpu和主存速度不匹配问题，cpu速度快，主存速度慢主存一辅存层次主要解决存储系统的容量问题’辅存容量比主存大，可以存放大量暂时无用的信息。在不断发展中，主存一辅存层次逐渐形成了虚拟存储系统。主存储器主存的基本组成和主存与cpu的联系主存的主要技术指标是：存储容量和存储速度存储容量:存储速度：由存取时间和存取周期来表示存储时间：指启动一次存储器操作到完成该操作所需的全部时间存取周期：指存储器进行连续两次存储器操作所需的最小时间间隔，通常存取周期大于存储时间半导体存储芯片半导体存储芯片的基本组成：地址线是单向的，数据线是双向的19.控制线主要有读/写控制线与片选线两种半导体存储芯片的译码驱动方式有两种：线选法和重合法(四.2)计算机组成原理笔记——存储器(静态RAM和动态RAM的区别，动态RAM的刷新,ROM……)■随机存取存储器■随机存取存储器：按存储信息的原理不同分为：静态RAM和动态RAM静态RAM(SRAM):用触发器工作原理存储信息，但电源掉电时，存储信息会丢失具有易失性。存储器的基本单元电路：存储器中用于寄”0”和”1”代码的电路动态RAM(DRAM):靠电容存储电荷的原理存储信息，具有不易失性动态RAM的刷新分为三种：集中刷新，分散刷新，异步刷新，刷新与行地址有关集中刷新：在规定的一个刷新周期内，对全部存储单元集中一段时间进行逐步刷新，此刻必须停止读/写操作。存取周期(0.5us)分散刷新：指对每行存储单元的刷新分散到每个存储周期内完成。不存在停止读写操作的死时间，但存取周期长了，正个系统速度慢了，存取周期(lus)异步刷新：是集中刷新和分散刷新的结合.存取周期(0.5us)静态MAR和动态MAR的比较：只读存储器(ROM):是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。其特