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計算機組成原理高分筆記-筆記

計算機考研四大件之一,計算機組成原理。充電中ing…

計算機系統概述(硬體+軟體)

馮 · 諾依曼體系結構:運算器、控制器、儲存器、I/O裝置 運算器+控制器=CPU;CPU+主儲存器=主機;I/O裝置=外部裝置 軟硬體在邏輯上是等效的 系統軟體+應用軟體=計算機軟體 程式語言=機器語言+組合語言+高階語言 編譯程式,解釋程式,彙編程式

資料的表示和運算

10,2,8,16 BCD碼:8421 ASCII碼,漢字編碼,大小端,校檢碼 原碼,反碼,補碼,溢位 浮點數 算術邏輯單元

儲存器層次結構

儲存器 RAM,ROM, 效能指標:儲存容量=儲存字數*字長,單位成本=總成本/總容量,儲存速度=資料傳輸率=資料的寬度/儲存週期 金字塔儲存器結構

Flash儲存器都是按照塊來讀取資料的,而不是位元組。 主儲存器=記憶體條 高速緩衝儲存器Cache。Cache與主存之間的對映方式:直接對映,全相聯對映,組相聯對映。 Cache應該與主存中的內容保持一致,但CPU對Cache的寫入會改變Cache中的內容,這時就導致cache與主存的內容不一致。於是,如何一致就是一個需要解決的問題,由此延伸出了cache的寫操作策略虛擬儲存器。它是一個邏輯模型,不存在物理儲存器。訪問時必須進行虛實地址交換。主要是為了解決主存的容量問題。 外儲存器。

指令系統

指令=操作碼(分定長操作碼與不定長操作碼)+地址碼(也叫運算元欄位)

零地址指令、一地址指令、二地址指令、三地址指令、四地址指令

定址方式:指令定址,資料定址

RISC 和CISC 是目前設計製造微處理器的兩種典型技術。

CISC:Complex Instruction Set Computer。inter ,amd RISC:Reduced Instruction Set Computer。Compaq,IBM,HP,mips,SUN

中央處理器

中央處理器就是CPU呀 CPU功能:指令控制,操作控制,時間控制,資料加工,中斷處理

匯流排

這部分內容是我一直想看的,總是在說什麼系統匯流排南橋北橋,迷迷糊糊。

為什麼會出現匯流排結構?

匯流排結構相反的是分散結構,早期計算機都是分散結構,但隨著外設越來越多,線纜越來越多,分散結構在增減外設的時候不容易實現,太麻煩,所以設計成匯流排結構。分3類:單匯流排,雙匯流排,三匯流排。效能指標:匯流排寬度,匯流排頻寬。

為什麼會出現匯流排仲裁?

由於匯流排是一種共享結構,所以會出現資源枯竭,多個裝置搶匯流排控制權的問題。為了解決該問題,採用匯流排仲裁部件,合理的選擇一個主裝置來獲得匯流排控制權。兩種方式:集中仲裁方式,分佈仲裁方式。

匯流排操作完成一次,被稱為一個匯流排週期。4個階段:申請分配,定址,傳送資料,結束。 匯流排標準都有什麼?

系統匯流排標準:ISA(最早), EISA(32位CPU), VESA(32位CPU-多媒體), PCI(32/64位CPU,支援即插即用), PCI-Express(最新標準,全面取代PCI和AGP) 裝置匯流排標準:IDE(CPU-磁碟), AGP(記憶體-顯示卡), USB, SATA(硬碟-主機板)

輸入/輸出系統

I/O黑歷史:

  1. 早期階段(程式查詢方式)的淘汰原因:I/O裝置與主存所有的訊息交換都必須通過CPU,及其浪費時間;I/O與CPU緊密捆綁,增刪外設非常不方便。
  2. 介面模組和DMA階段(中斷方式和DMA方式):的淘汰原因:使用了匯流排連線方式,實現了CPU與I/O裝置的並行工作,但在主機與I/O交換資訊時,CPU仍然要中斷現行程式。
  3. 具有通道階段的結構:通道是負責I/O裝置及實現主存-IO裝置通訊的部件,一個特殊的、依附於CPU的處理器。
  4. 具有I/O處理器的階段:xxxx

I/O系統:軟體,硬體 I/O裝置分類:輸入,輸出,輸入+輸出 為什麼要有I/O介面?

因為出現了以下問題:

  1. 有些IO口速度太慢,和CPU相差太大
  2. 一臺機器會有多臺IO裝置
  3. 有些裝置是序列傳輸資料,而CPU是並行傳送

IO介面是主機和外設的橋樑,所有傳輸資訊都要先放在IO介面中,所以IO口必須有暫存器,用來儲存資訊,這些暫存器就叫IO埠。 每一臺IO裝置都通過IO介面連到系統總線上。

發現一個讀這套書的方法:在本書的最後附錄部分,有歷年真題考點統計表。對照統計表,一個考點一個考點從前面找內容,會比老老實實看目的性強得多。