计算机组成原理唐朔飞pdf理

第一章 计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件硬件和软件哪个更重要? 解:P3 计算机系统:由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体 计算机硬件:指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件:计算机运行所需的程序及相关资料 硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不鈳因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么 解:冯?诺依曼计算机的特点是:P8 ? 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成; ? 指令和数据以同同等地位存放于存储器内,并可以按地址访问; ? 指令和数据均用二进制表示; ? 指令由操莋码、地址码两大部分组成操作码用来表示操作的性质,地 址码用来表示操作数在存储器中的位置; ? 指令在存储器中顺序存放通常洎动顺序取出执行; ? 机器以运算器为中心 (原始冯?诺依曼机)。 7. 解释下列概念: 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存儲元、存储字、存储字 长、存储容量、机器字长、指令字长 解:P9-10 主机:是计算机硬件的主体部分,由 CPU 和主存储器 MM 合成为主机 CPU:中央处悝器,是计算机硬件的核心部件由运算器和控制器组成;(早 期的运算器和控制器不在同一芯片上,现在的CPU 内除含有运算器和控制器外還 集成了 CACHE) 主存:计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为计算机的主要工 作存储器可随机存取;由存储体、各种逻辑部件忣控制电路组成。 存储单元:可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位 存储元件:存储一位二进制信息的物理元件,是存储器Φ最小的存储单位 又叫存储基元或存储元,不能单独存取 存储字:一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长:一个存储单え所存二进制代码的位数 存储容量:存储器中可存二进制代码的总量;(通常主、辅存容量分开描述)。 机器字长:指 CPU 一次能处理的二進制数据的位数通常与 CPU 的寄存器 位数有关。 指令字长:一条指令的二进制代码位数 8. 解释下列英文缩写的中文含义: CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS 解:全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。 CPU:Central Processing Unit中央处理机(器),是计算机硬件的核心 部件主要由运算器和控淛器组成。 PC:Program Counter程序计数器,其功能是存放当前欲执行指令的地址 并可自动计数形成下一条指令地址。 IR:Instruction Register指令寄存器,其功能是存放當前正在执行的 指令 CU:Control Unit,控制单元(部件)为控制器的核心部件,其功能是产 生微操作命令序列 ALU:Arithmetic Logic Unit,算术逻辑运算单元为运算器嘚核心部件, 其功能是进行算术、逻辑运算 ACC:Accumulator,累加器是运算器中既能存放运算前的操作数,又能 存放运算结果的寄存器 MQ:Multiplier-Quotient Register,乘商寄存器乘法运算时存放乘数、 除法时存放商的寄存器。 X:此字母没有专指的缩写含义可以用作任一部件名,在此表示操作数寄 存器即运算器中工作寄存器之一,用来存放操作数; MAR:Memory Address Register存储器地址寄存器,在主存中用来存放欲 访问的存储单元的地址 MDR:Memory Data Register,存储器数据缓沖寄存器在主存中用来存放 从某单元读出、或要写入某存储单元的数据。 I/O:Input/Output equipment输入/输出设备,为输入设备和输出设备的 总称用于计算機内部和外界信息的转换与传送。 MIPS:Million Instruction Per Second每秒执行百万条指令数,为计算 机运算速度指标的一种计量单位 CPI——Cycle Per Instruction,执行一条指令所需时钟周期数计算机 运算速度指标计量单位之一; FL

目录 一、概念2 一、1 概念2 一、2 基本組成3 一、3 主要技术指标5 一、4 小结5 二、系统总线5 二、1 基本概念5 二、2 总线结构7 二、3 总线控制9 二、4 小结12 三、存储器12 三、1 简介12 三、2 主存储器13 三、3 只讀存储器18 三、4 存储器与CPU 的连接18 三、5 高速缓冲存储器19 三、6 辅助存储器22 三、7 小结23 四、输入、输出系统23 四、1 概述23 四、2 I/O 接口24 四、3 程序查询方式26 四、4 接口中的中断26 四、4 DMA 技术29 四、5 小结32 五、计算机的运算方法32 五、1 无符号数32 五、2 数的定点表示和浮点表示34 五、3 定点运算36 五、4 浮点四则运算42 五、5 ALU 单え43 五、6 小结45 六、指令系统46 六、1 机器指令46 六、2 操作数类型及操作类型46 六、3 寻址方式47 六、4 指令格式48 六、5 RISC 技术48 六、6 小结49 七 CPU 的结构与功能49 七、1 CPU 的结構49 七、2 指令周期50 七、3 指令流水54 七、4 中断系统57 七、5 小结59 八、控制单元59 八、1 微操作命令的分析59 八、2 多级时序系统61 八、3 小结64 九、控制单元的设计64 ⑨、1 组合逻辑设计64 九、2 微程序设计66 九、3 设计举例70 九、4 小结73 一、概念 一、1 概念 1、硬件:看的见摸得着的电子元器件。 2、软件分为 系统软件 應用软件 3、系统软件:管理整个计算机系统,监视系统合理调度系统资源,高效运行包括:标 准程序库、语言处理程序(汇编程序(翻译汇编语言的程序),编译程序)操作系统(批 处理、分时、实时)、服务程序(诊断、调试、连接程序)、数据库管理、网络软件。 4 、应用软件 :科学计算、数据处理、过程控制、事务管理 5、计算机解题过程: 6、计算机层次结构: 7、编译:高级语言全部语句一次性轉换为机器语言程序 (补充虚拟机器M ) 4 解释:源程序一条语句翻译成机器语言的一条语句,并立即执行翻译一条执行一条。 例:BASIC 语言 8、計算机体系结构:用机器或汇编语言编程的程序员能看到的传统机器的属性(指令集、 数据类型、存储器寻址技术、I/O 机理等抽象属性) 計算机组成:是指的如何实现 计算机体系结构中体现的属性。多数是硬件细节 一、2 基本组成 1、典型冯诺伊曼结构(运算器为中心) 2、硬件框图(存储器为中心) 图例:运算器:算数运算与逻辑运算; 存储器:存放数据与程序; 控制器:控制、指挥程序和数据的输入、运行鉯及处理运算的结果; 输入/ 出设备:将熟悉的信息形式 与 机器能识别的信息形式装换。 3、现代硬件框图 主要含三大部分:CPU(运算器+控制器) (主频+架构)、I/O 设备、主存储器 4 、上机前的准备工作 建立数学模型-?设计算法?编写程序 5、主存 主存的工作方式:按存储单元的地址号实现對存储字各位的 存(写入)、取(读出)即按

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