【笔记】计算机组成原理知识点

1.存储器的容量应该包括主存容量和辅存容量。主存容量指带的是指主存中存放二进制代码的总位数。即：

存储容量 = 存储单元个数 x 存储字长

2.总线：总线是连接多个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。

总线分为：数据总线（ 传输各功能部件的信息数据，是双向传输总线，其位数与机器字长，存储字长有关，一般为8位，16位，32位），地址总线（主要用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元与I/O设备的地址），控制总线（发出各种控制信号的传输线）。

3.存储系统的层次结构：缓存---主存层次和主存----辅存层次.cpu和缓存、主存都能直接交换信息，但是辅存需要通过主存才能和CPU交换信息。

缓存-主存：主要解决CPU和主存速度不匹配问题  
主存-辅存：主要解决存储系统的容量问题 

4.主存的技术指标：存储容量，存储速度，存储带宽。

5.只读存储器：掩模ROM(只读存储器),PROM(一次性编程只读存储器),EPROM(可擦除可编程存储器)。

6.存储器与CPU相连：地址线连接，数据线连接，读\写命令线连接，片选线连接，合理选择存储芯片(RAM是用户编程设置的，ROM是用户存放系统程序与标准子程序)。

7. 

Cache命中率=cache命中访问时间/（cache总命中时间+主存访问时间）*100%

 Cache-主存系统访问的效率=（访问Cache时间/平均访问时间）*100%；

 平均访问时间=cache命中访问时间+主存命中访问时间 

主存命中访问时间=（1-cache命中率）*主存访问时间

8.Cache--主存地址映射

由主存地址映射到Cache地址称为地址映射。地址映射分为：直接映射(固定的映射关系)，全相映射(适用于灵活性大的)，组相联映射（前两者的折中）

9.替换策略问题：先进先出算法（FIFO），近期最少使用算法（LRU），随机法。

10.输入输出系统 :i/o指令：将数据从I/O设备输入主机。将数据从主机输出至I/O设备。状态测试。形成某些操作命令。I/O指令的设备码相当于设备的地址。

11.I/O设备遍址方式：统一遍址方式和不统一遍址方式。

统一遍址方式就是将I/O地址看做是存储器地址的一部分。 
不统一遍址就是指I/O地址和存储器地址是分开的。不统一遍址不占主存空间。 

12.I/O设备大致分为三大类：人机交互设备、计算机信息的存储设备、机-机通信设备。

13.I/O接口通常是指主机与I/O设备之间设置的一个硬件电路及其相应的软件控制。端口分为：数据端口，控制端口，状态端口。

14.BCD码：用四位二进制代码来表示一位十进制数，称为二--十进制编码，简称BCD（Binary Coded Decimal）码。

15.补数的概念：假定M为模，若数a和b满足a+b=M，则称a，b互为补数。假如a是负数，则补数b是a(mod M).

结论： 
    一个负数可用它的正补数来代替，而这个正补数可以用模加上负数本身求得。 
    一个正数和一个负数互为补数时，它们的绝对值之和即为模。 
    正数的补数即该正数本身。 

符号位：0表示正数，1表示负数。

[X]原 =	X	0≤X ＜2n
	2n－X	－ 2n ＜ X ≤ 0

如果是小数：

[X]原 =X (0≤X ＜1)

[X]原 =1－ X （－1 ＜ X ≤ 0)

 

注:n表示为整数的位数，正数可以直接在整数前加符号位0，这里符号位与数值部分要使用度好分开，负数直接使用上述公式。

16.补码的定义：

①小数补码的定义

[X]补 = X ( 0≤X ＜1)

[X]补=2+X （－1 ≤ X ＜ 0）

②整数补码的定义 

[X]补 =	X	0≤X ＜2 n
	2n+1＋X	－ 2n ≤ X ＜ 0

 

17、反码的定义

①小数反码的定义 

[X]反 =	X	0≤X ＜1
	2－2n-1－X	－1 ＜ X ≤ 0

例如：   X=+0.1011      [X]_反= 01011
         X=－0.1011     [X]_反= 10100

②整数反码的定义

[X]反 =	x	0≤X ＜2n
	2n+1－1－X	－ 2n ＜ X ≤ 0

结论：正数的反码，补码，原码都与自身相同。 
        当所求为负时： 
                 反码为先求原码符号位不变再按位取反。 
                补码为反码最低位加1.  
                原码 为整数是2ⁿ⁺¹－1,小数为1-x。      
            

 

18.数据寻址方式：立即寻址，直接寻址，隐含寻址，间接寻址。寄存器寻址，寄存器间接寻址，基址寻址，变址寻址，相对寻址。

19.RISC与CISC的相比：优点：充分利用VLSI芯片的面积，提高计算机运算速度，便于设计、可降低成本提高可靠性，有效支持高级语言程序。

20.指令周期：CPU每取出并执行一条指令所需要的全部时间称为指令周期。

 

21.微程序：指待一条机器指令，每个微程序包含有若干条微指令，每一条微指令对应一个或几个微操作命令。微指令的基本格式：共分为两个字段，操作控制+顺序控制。