群3划划重点计组15研考知识点

第一章计算机硬件组成（不同种类的计算机种类不同）输入设备（把人们编好的程序和原始数据送到计算机中，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式）输出设备（将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机）运算器（对信息进行处理和运算的部件）控制器（按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机有条不紊地自动工作）存储器（用来存放程序和数据的部件）指令系统界面接口，反映硬件的功能，硬件设计的基础固件指那些存储在能永久保存信息的器件中的程序，是具有软件功能的硬件机器字长（寄存器，运算器，内总线）指参与运算的数的基本位数，由加法器、寄存器的位数决定，一般等于内部寄存器的大小第二章原码-127~127、补码-128~127、反码-127~1278421码：一位十进制换成四位二进制给定机器数长度，编码----真值算术移位（正数都补0，负数有三种情况）[x]补-----[-x]补连同符号位在内每位取反，末位加1阶码、尾数、底、规格化阶码：范围和小数点的位置尾数：精度。总长度确定的浮点数，若要求表示的精度越大，尾数位数应该越长，表示范围越小。在满足范围内的前提下，尽量增加尾数的位数规格化标志？判断方法。1/r<|M|<1奇偶校验及其应用表示范围

原码

补码

反码定点整数最大正数 2^（n-1）-12^（n-1）-12^（n-1）-1

最小负数 -2^(n-1) -2^(n-1)+1-2^(n-1)+1-1的表示形式 10000001 11111111111111100的表示形式定点小数表示范围给定浮点格式，编码（机器数）----真值，浮点数表示范围第三章指令格式，设计操作数种类数决定操作码长度直接寻址范围决定一个地址码长度指令地址长度=地址个数*一个地址码长度指令字长一个地址=寻址方式段+形式地址段寻址方式数决定寻址方式段长度形式地址段长度决定直接寻址的范围间接寻址范围。变址寻址范围。立即数寻址范围从多地址开始设计，需要多少个就占用多少个第四章半加器、全加器的逻辑表达式数值位逻辑进位逻辑四位并行加法器快速进位链(G=AB,P=A异或B)减少进位延迟时间，提高加法运算速度C1=G1+P1*C0C2=G2+P2*G1+P2*P1*C0C3=G3+P3*G2+P3*P2*G1+P3*P2*P1*C0C4=G4+P4*G3+P4*P3*G2+P4*P3*P2*G1+P4*P3*P2*P1*C0补码加减法[X+Y]补=[X]补+[Y]补[X-Y]补=[X]补+[-Y]补原码一位乘法运算器的结构框图浮点数运算浮点数的四则运算：运算步骤，具体计算浮点数加减1、对阶，小阶向大阶对齐（化成大的，小数点向左移）2、尾数加减3、尾数结果规格化（六种情况）4、舍入（恒舍法、舍0置1）5、溢出判断（由双符号位阶码的符号决定，与尾数无关）浮点数乘法1、阶码相加2、尾数相乘3、尾数结果规格化浮点数除法1、尾数调整（被除数小于除数）2、阶码相减3、尾数相除尾数规格化：左规、右规的条件，尾数是什么情况下需要进行左规、右规第五章时间局部性如果一个存储单元被访问，则可能该单元会很快内访问（循环）空间局部性如果一个存储单元被访问，则该单元周围的单元很快被访问（向量、数组、树）直接映射方式主存地址映射（主存标识+组号+块内字地址）计算cache容量（块号位数+块内地址位数）主存标识位数+数据块位数了解虚拟存储器必须建立在主存-辅存结构上分隔地址空间，解决主存的容量问题和实现程序的重定位基于程序局部性原理容量由计算机地址总线的数量决定逻辑地址：用户编程的地址（大）物理地址：实际的主存单元的地址（小）提高存储器性能Cache、虚存、并行交叉存储体采用多个模块组成的寄存器，每个模块有着相同的容量和存取速度。每个模块都可以看做是一个独立的存储器高位交叉编址的多体存储器（不同请求源并行访问）t=nT顺序存储，一个体存满后，再存入下一个体（例）优点是利于扩充，缺点是串行工作，带宽受到限制低位交叉编址的多体存储器（相同请求源并行访问）t=T+(n-1)t1程序放在相邻的体中，同一模块的地址都是不连续的双端口存储器具有两组相互独立的地址线、数据线和读写控制线，进行并行的独立操作（可能同一时间两个端口同时操作存储器同一个单元，造成冲突）设置BUSY标志首地址0000H，末地址（容量-1）容量3K，末地址0C00H-1第六章CPU的功能指令控制、操作控制、时序控制、数据加工CPU结构框图/数据通路图常用寄存器，怎么连线（MAR,MDR接口）指令周期三级时序（机器周期、节拍、工作脉冲或时钟周期）关系（每个。。。若干个）取指周期、取值过程将PC中的内容送至MAR，并送地址总线AB从控制单元经控制总线送到存储器数据寄存器MDR将MDR内容送至指令寄存器IR将PC的内容递增，为取下一条指令做好准备同步控制方式：各项操作由统一的时序信号控制常用寄存器通用寄存器：存放原始数据和运算结果专用寄存器：程序计数器（存放正在执行的指令地址或接着要执行的下条指令地址）指令寄存器（存放从存储器中取出的指令）存储器数据寄存器MDR（暂时存放由主存储器读出的一条指令或一个数据字）存储器地址寄存器MAR（保存当前CPU所访问的主存单元的地址）状态标志寄存器PSW（存放程序状态字）微命令：电平型和脉冲型电平型：维持一个节拍的时间。在时钟周期宽度时间内进行数据通路操作脉冲型微命令的作用：用脉冲边沿进行操作定时组合逻辑控制器：基本原理、设计步骤书微操作控制信号=f(指令代码，时序信号，状态信号)一条机器指令-----一段微程序机器指令对应的微程序的入口地址如何获得p207工作程序的长度与微程序长度的关系微指令=微操作控制字段+顺序控制字段各字段的作用直接提供或经分段译码后提供一步操作所需的微命令微操作控制字段编码方法（计算）直接控制操作控制字段中的各位分别可以直接控制计算机，每一个独立的二进制位代表一个微命令，每个微命令对应并控制数据通路中的一个微操作。分段编码（互斥的微命令，相容的微命令）操作字段分为若干个小段，每段内采用最短编码法（L>=log2N）互斥性的微命令分在同一段，兼容性的微命令分在不同段每个小段中包含信息位不能太多，与数据通路结构相应每个小段还要留出一个状态，表示本字段不发出命令假设某计算机共有256个微命令，采用直接控制法要256位，最短编码法要8位，采用字段直接编码法，若四位为一个段，每段可表示15个互斥的微命令，则操作控制字段只需72位，分成18个段，在同一时刻可以并行发出18个不同的微命令。18连接CPU内的寄存器与算术逻辑运算部件；CPU内部总线(ALU总线)模型机数据通路框图：选择器ALU选择器移位器R0功能控制…………R0~R3C、DSP、PC+1CPU内总线移位控制选择控制R1R2R3CDMARMBRIRPCPSWSPCPR0CPR1CPR2CPR3CPCCPDR0~R3C、DPSWMBR控制逻辑内存MI/OSIRCPPCCPPSWCPSPCPMAREMARCPMBRSMBR地址数据控制置入19地址信息选择器AALU选择器B移位器R0功能控制…………R0~R3C、DSP、PC+1CPU内总线移位控制选择控制R1R2R3CDMARMBRIRPCPSWSPCPR0CPR1CPR2CPR3CPCCPDR0~R3C、DPSWMBR内存MI/OSIRCPPCCPPSWCPSPCPMAREMARCPMBRSMBR地址数据控制置入打入PC→选择器A→ALU→移位器→内总线→MAR打入→ALU→移位器→内总线→PCPC→A→C0→取指地址：顺序执行时后继指令地址：第八章课上最熟悉的总线