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1、计算机组成原理复习要点题型分布选择题 20 分；填空题 30 分；判断题 10 分；计算题 20/25 分；简答题 20/15 分每章重点内容第一章概述1、什么是计算机组成输入设备输出设备设备级组成版块级组成物理组成芯片级组成计算元件级组成机组成逻辑组成设备级组成寄存器级组成2、诺依曼体系结构计算机的特点（ 1） 硬件由五大部份组成（运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备）（ 2） 软件以 2#表示。（ 3） 采用存储程序所有的程序预先存放在存储器中 ，此为计算机高速自动的基础； 存储器采用一维线性结构；指令米用串行执行方式。控制流（指令流）驱动方式；（4） 非诺依曼体系结构计算机数据流计
2、算机多核（芯）处理机的计算机3、计算机系统的层次结构（1）从软、硬件组成角度划分层次结构（ 2）从语言功能角度划分的层次结构虚拟机：通过软件配置扩充机器功能后，所形成的计算机，实际硬件并不 具备相应语言的功能。第二章数据表示1、各种码制间的转换及定点小数和定点整数的表示范围（1） 原码：计算规则：最高位表示符号位；其余有效值部分以2#的绝对值表示。如：（+0.1011 ）原 =0.1011;（ -0.1001 ）原 =1.1001（+1011 ）原 =01011;（-1001 ）原 =11001注意：在书面表示中须写出小数点，实际上在计算机中并不表示和存储小数点。原码的数学定义若定点小数原码序
3、列为 X 原=XX0.X1X2.Xn共n+1位数，贝当1X0X 原=1-X=1+|x|若定点整数原码序列为X0X1X2.XnX 原=XX 原=2n-X=2n+|x|当 0X-1共 n+1 位数，贝当 2n X 0当 0 X-2n说明：在各种码制（包括原码）的表示中需注意表示位数的约定，果不同，如：即不同的位数表示结以 5 位表示，则（ -0.1011 ）原 =1.1011以 8 位表示，则（ -0.1011 ）原 =1.10110000 的原码有二种表示方式：小数：（ +0.0000 ）原 =0.0000 ，（ -0.0000 ）原 =1.0000 整数：（ +00000 ）原=00000 ，
4、（-00000 ）原 =10000符号位不是数值的一部分，不能直接参与运算，需单独处理。约定数据位数的目的是约定数据的表示范围，即：小数：-1X1整数： -2n X X0X 反=( 2-2-n ) +X若定点整数反码序列为X0X1X2.XnX 反=XX 反=( 2n -1 ) +X 当 0X- 2n当 0X-1共 n+1 位数，贝当 2n X 0(3) 补码：计算规则：正数的补码与原码同；负数的补码是反码的最低加1。如：正数：(+0.1011) 原=(+0.1011) 反=(+0.1011) 补=0.1011;负数：(-0.1001) 原=1.1001(-0.1001) 反=1.0110(-0
5、.1001) 补=1.0111数学定义( X) 补=M+X ( MOD M ) 其中： M 表示模，即容器的最大容量。若定点小数补码序列为若定点整数补码序列为X0.X1X2.Xn X0X1X2.Xn共共n+1n+1位数，则位数，则M=2 ;M= 2n+12、为什么计算机中数值类型的数据以补码表示补码的符号位是数值的一部分，可以参与运算。0 的补码表示具有唯一性。补码的表示范围比原码、反码大。3、常见寻址方式的特点(1) 寻址方式：获得指令或操作数的方式。(2) 指令寻址：由程序计数提供即将要执行的指令的地址。(3) 操作数寻址：与具体的寻址方式有关。操作数寻址方式应说明是源操作数 还是目标操作
6、数的寻址方式。4、采用多种寻址方式的目的 ( 缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 ) 缩短指令长度 ，扩大寻址空间 ,提高编程的灵活性。5、如何减少指令中地址数的方法采用隐地址 ( 隐含约定 ) 可以简化指令地址结构，即减少指令中的显地址数。6、外设的编址方式 ( 在任何一种方式每个外设都有一个独立的地址)(1) I/O 与主存统一编址，即 I/O 是看作是主存的延伸。(2) I/O 与王存单独编址：I/O 编址到设备级，即一个I/O 只有一个地址。I/O 编址到寄存级，即一个I/O 有多个地址。7、指令系统优化的趋势 ( CISC、RISC)(1) CISC( 复杂指令系统计算机 )
7、从编程角度出发，希望指令系统中包含的指令尽可能多， 每条指令中的操作信息 尽可能多。该类指令系统一般包含 300-500 指令。为提高机器效率，采用了向量 化、超标量、超长指令字等技术。（ 2） 指令系统的发展趋势早期：面向用户编程，采用 CISC 技术现代：面向系统、向高级语言靠近，采用RISC 技术（ 3） 实际上 CISC 和 RISC 均是当前的发展 （优化）趋势第三章存储器1、 存储器的按工作原理和存取方式的分类（ 1） 物理原理分类： A、磁芯 B、半导体存储器 C、磁表面存储器 D、光盘存 储器 E、其它存储器（ 2） 存取方式的划分： A、随机存取存储器（ RAM ）B、只读存
8、储器（ ROM ）2、 存储器的三级层次结构及各层次的功能（1） 主存 :基本要求：随机访问、工作速度快、具有一定容量；功能：存放当前执行的指令和数据。（ 2） 外存 :基本要求：容量大、成本低、一定的速度功能：长期保存数据；作为主存的外援存储器。外存也可采用多级存储结构。（ 3） cache 基本要求：速度足够快、一定容量功能： CPU 与主存的缓冲，匹配主存与CPU 的速度。内容：是当前主存中最活跃数据的副本。内容形成的依据：程序局部性原理：时间和空间局部性。3、 静态与动态存储器间的区别、动态存储器为什么还需要刷新及刷新有分类（1）根据信息表示方式分为：动态存储器 （DRAM ）:以电容
9、中的电荷表示信息，需动态刷新；静态存储器 （SRAM ）:以双稳态信息。（ 2） 需动态刷新：因为动态存储器是依靠电容上的存储电荷暂存信息，而电容上存储的电荷会逐渐减变弱所以需要刷新。（ 3） 刷新的分类： A、集中刷新 B、分散刷新 C、异步刷新。4、 校验码：奇偶、循环校验码（CRC ）计算（ 1）奇/偶校验：奇/偶校验：使校验码中“ 1”的个数和为奇 /偶数 ,主要用于主存校验。例：有效信息： 01101011, 则 奇校验码： 011010110 偶校验码： 011010111 （2） 循环校验码A、编码原理：现假设有：有效信息： M ;除数 G （生成多项式）有：M/G=Q+R/G此
10、时，可选择 R 作为校验位，则MR 即为校验码B、校验原理：( M-R ) /G=Q+O/G说明：以接收到的校验码除以约定的除数，若余数为0, 则可认为接收到的数据是正确的。例：有效信息 1101 ，生成多项式样1011 ，求循环校验码解：有效信息1101(k=4) , 即卩 M(x)=x3+x2+x0生成多项式1011(r+1=4 即 r=3), 即 G(x)=x3+x1+x0M(x) ?x3=x6+x5+x3 ，即 1101000 ( 对 1101 左移三位 )M(x) ?x3/G(x)=1101000/1011=1111+001/1011即 1010 的 CRC 是：1101001计算过
11、程校验过程1011 11 1010001011 FllOIOOl?10111100 eion 1110 eioii 10111100wo101001011000余数为 001余数与出错序号间处理存在对应模式，该模式只与只与码制和生00? 余数为成多项式有关 ,与具体的码字无关。3 生成多项式满足的条件：循环校验码的来源任一位发生错误都应使余数不为0;不同的位发生的错误余数应不同。用的生成多项式 :CCITT :G(x)=x16+x15+x2+1IEEE ： G(x)=x16+x12+x5+15、存储器的扩展(1) 位扩展：例： 2KX 4 芯片组成 2K X 8特点：(1) 片选信号连接在一起，二个芯片分别提供高低位的数据;(2) 芯片的地址线直接与 AB 按位连接。(2) 字扩展例： 2KX 4 芯片组成 4KX 4特点：AB 高位地址通过译码形成芯片的片选信号；AB 低位地址通过译码连接芯片的低位地址；（3）综合扩展例： 4KX 4 芯片组成 16K X 86、数据传输率的计算1R=（单位 bps）cpu 主频7、 提高存储性能（速度、容量）的措施A、双端口存储器 ,B、并行主存系统 C、高速缓存 D、虚拟存储
