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1、选联：1.计算机的性能指标计算机的性能指标吞吐量吞吐量：表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量。响应时间响应时间：表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。利用率利用率：在给定时间间隔内系统被实际使用的时间所占的比率，用百分比表示。处理机字长处理机字长：指处理机运算器中一次能够完成二进制数运算的位数，如：32 位、64 位。总线宽度总线宽度：一般指 CPU 中运算器与存储器之间进行互连的内部总线的二进制位数。存储器容量存储器容量：存储器中所有存储单元的总数目，通常用 KB、MB、TB、PB 等表示。存储器带宽存储器带宽：单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用
2、 B/S 表示。主频主频/时钟周期时钟周期：CPU 的工作节拍受主时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟。主时钟的频率 f 叫 CPU 的主频，度量单位是 MHz、GHz。主频的倒数叫 CPU 的时钟周期 T，度量单位是 s、ns。T=1/f。MIPS：表示单位时间内执行的指令数。MIPS=指令数（程序执行时间 106）MFLOPS：表示每秒百万次浮点操作的次数。MFLOPS=程序中的浮点操作次数（程序执行时间 106）CPU 执行时间执行时间：表示 CPU 执行一段程序所占用的 CPU 时间。CPU 执行时间=CPU 时钟周期数 CPU 时钟周期CPI：表示执行一条指令所需的平均时钟周期数。
3、CPI=执行某段程序所需的 CPU 时钟周期数程序包含的指令条数2.在存储器中把保存一个数的 16 个触发器称为一个存储单元存储单元，每个存储单元都有编号称为地址地址，存储器所有存储单元的总数称为存储容量；磁盘存储器和光盘存储器-外存外存储器储器；半导体存储器-内存储器内存储器。控制器指令形式：操作码操作码+地址码地址码 每一个基本操作叫做一条指令指令，结算某一问题的一串指令程序叫做该问题的计算程序计算程序。将解题的程序存放到存储器中称为存储程序存储程序，控制器依据存储的程序来控制全机协调地完成计算任务叫做程序控制程序控制。指令和数据放在同一个存储器称为冯诺依曼结构冯诺依曼结构。指令和数据存放
4、在两个存储器称为哈佛结构哈佛结构。一台计算机有几十种基本指令，构成了该计算机的指令系统指令系统。取指令的一段时间叫取指周期取指周期；执行指令一段时间叫执行周期执行周期。早期把运算器和控制器合在一起称为中央处理机中央处理机 CPU，目前 存储器 也放入到 CPU 中称为中央处理器中央处理器。位位是数字计算机的最小信息单位，把组成一个字的二进制位数叫做字长字长。某字代表要处理的数据则称为数据字数据字，若某字为一条指令，则称为指令字指令字。一般来讲，取指周期中从内存读出的信息流是指令流指令流，它流向控制器；而在执行器周期中从内存读出的信息流是数据流数据流，它从内存流向运算器。3.二进制代码位是存储器
5、中最小的存储单元称为存储位元存储位元；由若干个存储位元组成一个存储单元存储单元；由若干个存储单元组成一个存储器存储器。存储介质：半导体存储器和磁表面存储器存取方式：随机存储器随机存储器任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关。 （半导体存储器） 顺序存储器顺序存储器存取时间和存储单元的物理位置有关。 （磁带存储器）存储内容可变性：只读存储器（只读存储器（ROM）只读不写；随机读写存储器（随机读写存储器（RAM）既能读出也能写入信息易失性：非易失性存储器非易失性存储器磁性材料做成的存储器易失性存储器易失性存储器半导体读写存储器 RAM系统中的作用：内部存储器控制存储器
6、、主存储器、高速缓冲存储器 （半导体存储器）外部存储器辅助存储器 （磁盘）存储器分级结构：cache(半导体存储器，高速小容量，内存) 主存储器（半导体存储器，内存）外存储器（磁盘/磁带/光盘存储器，低成本大容量，外存，大容量辅助存储器）字存储单元：字存储单元：存放一个机器字的存储单元，相应的单元地址叫字地址。字节存储单元：字节存储单元：存放一个字节的单元，相应的地址称为字节地址。存储容量：存储容量：指一个存储器中可以容纳的存储单元总数。存储容量越大，能存储的信息就越多。存取时间存取时间存储器访问时间：指一次读操作命令发出到该操作完成，将数据读出到数据总线上所经历的时间。通常取写操作时间等于读
7、操作时间，故称为存储器存取时间。存储周期：存储周期：指连续启动两次读操作所需间隔的最小时间。通常，存储周期略大于存取时间，其时间单位为 ns。存储器带宽：存储器带宽：单位时间里存储器所存取的信息量，通常以位/秒或字节/秒做度量单位。4.地址映射方式有三种：地址映射方式有三种：全相联映射：映射方法（多块对多行）主存内容可以装入到 cache 的任意行。地址变换标记实际上构成了一个目录表。块号+字，根据块号，试用小容量直接映射: 映射方法（多块对一行）如：映射方法（多块对一行）如：i= j mod m （m 是 cache 的行数）主存第 j 块内容拷贝到 Cache 的 i 行Tag(s-r)
8、+行号（r）+字（W） 比较 tag ，适用大容量组相联映射：前两者的组合Cache 分组，组间组间采用直接映射方式，组内组内采用全相联的映射方式Cache 分 u 组，每组有 v 行。映射方法（一块对一组，组内对多行） q= j mod u 主存第 j 块内容拷贝到 Cache 的 q 组中的某行5.写操作策略：写操作策略：写回法：换出时，对行的修改位进行判断，决定是写回还是舍掉。全写法：写命中时，Cache 与内存一起写。写一次法：与写回法一致，但第一次 Cache 命中时采用全写法6.CPU 功能：功能：指令控制（程序的顺序控制）操作控制（一条指令由若干操作信号实现）时间控制（指令各个操
9、作实施时间的定时）数据加工（算术运算和逻辑运算）7.寄存器功能寄存器功能：数据缓冲寄存器 DR：作为 ALU 运算结果和通用寄存器之间信息传送中时间上的缓冲。补偿 CPU 和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。指令寄存器 IR：用来保存当前正在执行的一条指令。程序计数器 PC：确定下一条指令的地址。数据地址寄存器 AR：保存当前 CPU 所访问的数据存储器中单元的地址。通用寄存器：状态字寄存器（PSW）：保存由算术指令和逻辑指令运算或测试结果建立的各种条件代码。8.总线的分类总线的分类：一个单总线系统中的总线可分三类：内部总线CPU 内部连接各寄存器及运算器之间的总线；系统总线CPU 同计算
10、机系统的其他高速功能部件（如：存储器、通道等）互相连接的总线；I/O 总线中、低速 I/O 设备之间互相连接的总线。总线的特性总线的特性1)物理特性：指总线的物理连接方式，包括总线的根数、总线的插头、插座的形状、引脚线的排列方式等。2)功能特性：描述总线中每一根线的功能。 （地址/数据总线的宽度、控制总线包括 CPU 发出的各种控制命令，请求信号和仲裁信号，外设与 CPU 的时序同步信号，中断信号，DMA 控制信号等）3)电气特性：定义每一根线上信号的传递方向及有效电平范围。 （输入输出信号高电平有效等）4)时间特性：定义了每根线在什么时间有效。这是因为只有规定了总线上各信号有效的时序关系后，
11、CPU 才能正确无误地工作。9.总线仲裁总线仲裁：可以成为主方的模块启动一个总线周期，一个a)CPU 模块（公平策略）b)I/O 功能模块（优先级策略）可以成为从方的模块响应主方请求，可有多个c)CPU 模块d)存储器模块集中式仲裁：链式查询方式离总线仲裁器最近的设备具有优先级计数器定时查询方式与上类似，优先级，但增加线数使优先级可改变独立请求方式每一个共享总线的设备均有一对总线请求和授权线，优先次序控制很灵活。分布式仲裁：每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。优先级仲裁策略10. 总线数据传送模式总线数据传送模式：1、读、写操作：读从方到主方；写主方到从方2、块传送操作：主方掌管总线直到整个操作完成3、写后读、读修改写操作：主方掌管总线直到整个操作完成4、广播、广集操作：广播一个主方对多个从方进行写操作广急多个从方数据在总线上完成 AND 或 OR 操作，用以检测多个中断源。填图：1.存储器；运算器；控制器；适配器2.浮点数的标准格式： S（31/63） E（2330/5262） M（022/051）3.指令格式：4.CPU 模型操作码字段操作码字段地址码字段地址码字段
