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1、第一章 概述,机器语言 翻译和解释 虚拟机 现代多层计算机 冯诺依曼计算机（第一个存储程序 计算机）,第二章 计算机系统组成 数字计算机是由处理器（运算器和 控 制器）、存储器和输入输出设备组成 的互联系统。(图2-1). 2.1处理器（中央处理器） CPU ：计算机的“大脑” 功能 组成,2.1.1 CPU 组成 数据通路(图2-2) 数据通路周期 2.1.2指令执行 p36 1-7 取指、译码、执行循环 解释器(微程序) 硬处理器和解释器之间存在等（优点和缺点),2.1.3 RISC 和CISC 2.1.5 指令级并行 指令流水线 基本概念、时空图 等待时间、处理器带宽、吞吐率、加 速比计
2、算,2.2主存储器 存放程序和数据 2.2.1 存储位 位（b）、字节（B）、 BCD 2.2.2 内存编址 存储单元：最小的可编址单位 地址 字节编址、字编址 存储单元数与地址位数关系 访问（读写）存储器,2.2.3 字节顺序 小端派存储器 大端派存储器 2.2.4纠错码 码字，n=m+r 海明码距、编码的码距 编码的检错和纠错能力与码距（编码 的码距）的关系 奇偶校验 海明校验:m+r+12r,编码方法 找到出错位的方法 2.2.5高速缓存 Cache是为了解决CPU与主存速度不匹 配的问题，在CPU与主存之间设置的一个 高速度小容量的存储器。 工作原理 程序访问的局部性原理 命中率、平均
3、访问时间、效率计算 直接映像、组相联映像cache、内存地 址各段位数计算,替换算法及写策略 多级chche ，内容逐级包含 2.3辅助存储器 2.3.1层次存储结构 2.3.2磁盘 磁记录原理 磁道、扇区 道密度、位密度 格式化、非格式化容量 温彻斯特磁盘,多盘片的结构 柱面 磁盘寻址: 寻道，旋转延时 磁盘地址格式 磁盘容量、数据传输率计算 磁盘访问时间：寻道旋转延迟传输 时间 2.3.6 RAID盘（廉价磁盘的冗余阵列） RAID0 、RAID1、 RAID5 2.3.7 只读光盘（参数）,2.3.11虚拟存储器 1.基本概念 2.页式虚拟存储器 3.TLB 2.4 输入输出设备 2.4
4、.1 总线 每个输入输出设备有两部分组成： 控制器（包括绝大多数接口电路）和 设备本身,2.4.2 终端 显示器(显示存储器) 2.4.4 打印机（硬拷贝） 激光打印机打印过程 半色调（过渡色） 2.4.5 通信设备 调制解调器 调幅、调频 、调相 波特率、位率关系,2.4.7 字符编码 ASCII UNICODE 第三章 数字逻辑层 3.1门和布尔代数 3.1.1门 五种基本门功能 3.1.2 布尔代数 布尔函数描述(真值表、逻辑表达式）,314 等价电路 布尔表达式化简（恒等式应用） 3.2 基本数字逻辑电路 3.2.2组合逻辑电路 组合逻辑电路 多路复用器、译码器、比较器、PLA的 外特
5、性、使用 3.2.3算术电路 移位器 加法器（串行进位、进位保留、并行进 位加法器）,ALU 3.2.4 时钟 时钟周期、频率 时钟信号 :边沿信号,上升沿（下降沿） 电平信号,时间间隔 3.3 内存 时序电路 锁存器（电平触发）、触发器（边沿触 发）外特性、使用 寄存器 内存组成（分析电路）,缓冲器（三态门） 3.3.5 内存芯片 信号有效 3.3.6 RAM和ROM SRAM)、DRAM比较 ROM(只读存储器)特性、种类 闪存 RAM组织：计算芯片数、芯片地址 范围,3.4 CPU芯片和总线 3.4.1 CPU芯片 CPU芯片上的管脚类型 地址信号和数据信号的管脚数对计 算机性能影响 3
6、.4.2计算机总线 总线协议 主、从设备 总线接口芯片,3.4.3 总线宽度 地址和数据线的数量 3.4.4总线时钟 同步总线 异步总线 3.4.5 总线仲裁（概念） 3.6总线举例 总线带宽要求 3.6.4通用串行总线 USB（概念）,3.7 接口电路 3.7.1 PIO芯片8255A 3.7.2地址译码 第四章 微体系结构层 4.14.3 微体系结构层的设计可以看成是设计 一个程序，指令系统层的每条指令都是一 个由主程序调用的函数。在这种模型中， 主程序是一个简单的循环，它决定需要调 用的函数，然后调用该函数，循环往复。,微指令、微指令结构 微程序 指令和微指令的关系 4.4微体系结构层设
7、计 提高指令执行速度的方法 第五章 指令系统层 指令系统层是硬件和软件之间的接口 5.1 指令系统层概述 5.1.1指令系统层的性质 内核模式和用户模式。,5.1.2存储模式 字节、字、对齐 5.1.3 寄存器 专用寄存器和通用寄存器 标志寄存器（PSW） 5.1.4 5.1.7 指令 Pentium 4 的3种操作模式 UltraSPARC 寄存器窗口特性 8051寄存器的特性、 位操作,5.2 数据类型 5.2.1数值数据 真值和机器数 无符号数 真值 原码、补码、反码、移码 0的表示 符号扩展 定点数（整数）表示范围 浮点数表示 规格化浮点数 IEEE754标准,十进制数据 5.2.2非
8、数值数据类型 字符编码 字符串Character strings 布尔值、位图 指针 5.3指令格式 图5-6、图5-7 5.3.1指令格式设计原则 1. 指令长度,2.必须有足够的空间表示所有的操作类型 3.地址字段中位的数量 5.3.2扩展操作码 5.4寻址 5.4.1 寻址方式 有效地址 数据寻址和指令寻址 5.4.2 5.4.9 各种寻址方式的寻址过程,5.5. 指令类型 5.5.1 数据移动（传送）指令 5.5.2 双操作数指令 补码加减运算、判溢出 浮点加减运算步骤 逻辑运算应用 5.5.3单操作数指令 移位（算术移位） 5.5.4 比较和条件转移指令 5.5.5过程调用指令 5.5.6循环控制指令,5.5.7 I/O指令 1、忙等待的程序控制 I/O. 信息交换过程、优缺点 2、直接内存访问（DMA） I/O DMA控制器组成、操作步骤 5.6 控制流 5.6.1顺序控制流和转移 5.6.2过程 5.6.3 协同过程 5.6.4陷阱 5.6.5中断,1、中断的基本概念 2、中断过程 3、多重中断和中断屏蔽,
