群3劃劃重點計組15研考知識點

第一章計算機硬件組成（不同種類的計算機種類不同）輸入設(shè)備（把人們編好的程序和原始數(shù)據(jù)送到計算機中，并且將它們轉(zhuǎn)換成計算機內(nèi)部所能識別和接受的信息方式）輸出設(shè)備（將計算機的處理結(jié)果以人或其他設(shè)備所能接受的形式送出計算機）運算器（對信息進(jìn)行處理和運算的部件）控制器（按照人們預(yù)先確定的操作步驟，控制整個計算機有條不紊地自動工作）存儲器（用來存放程序和數(shù)據(jù)的部件）指令系統(tǒng)界面接口，反映硬件的功能，硬件設(shè)計的基礎(chǔ)固件指那些存儲在能永久保存信息的器件中的程序，是具有軟件功能的硬件機器字長（寄存器，運算器，內(nèi)總線）指參與運算的數(shù)的基本位數(shù)，由加法器、寄存器的位數(shù)決定，一般等于內(nèi)部寄存器的大小第二章原碼-127~127、補碼-128~127、反碼-127~1278421碼：一位十進(jìn)制換成四位二進(jìn)制給定機器數(shù)長度，編碼----真值算術(shù)移位（正數(shù)都補0，負(fù)數(shù)有三種情況）[x]補-----[-x]補連同符號位在內(nèi)每位取反，末位加1階碼、尾數(shù)、底、規(guī)格化階碼：范圍和小數(shù)點的位置尾數(shù)：精度?？傞L度確定的浮點數(shù)，若要求表示的精度越大，尾數(shù)位數(shù)應(yīng)該越長，表示范圍越小。在滿足范圍內(nèi)的前提下，盡量增加尾數(shù)的位數(shù)規(guī)格化標(biāo)志？判斷方法。1/r<|M|<1奇偶校驗及其應(yīng)用表示范圍

原碼

補碼

反碼定點整數(shù)最大正數(shù) 2^（n-1）-12^（n-1）-12^（n-1）-1

最小負(fù)數(shù) -2^(n-1) -2^(n-1)+1-2^(n-1)+1-1的表示形式 10000001 11111111111111100的表示形式定點小數(shù)表示范圍給定浮點格式，編碼（機器數(shù)）----真值，浮點數(shù)表示范圍第三章指令格式，設(shè)計操作數(shù)種類數(shù)決定操作碼長度直接尋址范圍決定一個地址碼長度指令地址長度=地址個數(shù)*一個地址碼長度指令字長一個地址=尋址方式段+形式地址段尋址方式數(shù)決定尋址方式段長度形式地址段長度決定直接尋址的范圍間接尋址范圍。變址尋址范圍。立即數(shù)尋址范圍從多地址開始設(shè)計，需要多少個就占用多少個第四章半加器、全加器的邏輯表達(dá)式數(shù)值位邏輯進(jìn)位邏輯四位并行加法器快速進(jìn)位鏈(G=AB,P=A異或B)減少進(jìn)位延遲時間，提高加法運算速度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補碼加減法[X+Y]補=[X]補+[Y]補[X-Y]補=[X]補+[-Y]補原碼一位乘法運算器的結(jié)構(gòu)框圖浮點數(shù)運算浮點數(shù)的四則運算：運算步驟，具體計算浮點數(shù)加減1、對階，小階向大階對齊（化成大的，小數(shù)點向左移）2、尾數(shù)加減3、尾數(shù)結(jié)果規(guī)格化（六種情況）4、舍入（恒舍法、舍0置1）5、溢出判斷（由雙符號位階碼的符號決定，與尾數(shù)無關(guān)）浮點數(shù)乘法1、階碼相加2、尾數(shù)相乘3、尾數(shù)結(jié)果規(guī)格化浮點數(shù)除法1、尾數(shù)調(diào)整（被除數(shù)小于除數(shù)）2、階碼相減3、尾數(shù)相除尾數(shù)規(guī)格化：左規(guī)、右規(guī)的條件，尾數(shù)是什么情況下需要進(jìn)行左規(guī)、右規(guī)第五章時間局部性如果一個存儲單元被訪問，則可能該單元會很快內(nèi)訪問（循環(huán)）空間局部性如果一個存儲單元被訪問，則該單元周圍的單元很快被訪問（向量、數(shù)組、樹）直接映射方式主存地址映射（主存標(biāo)識+組號+塊內(nèi)字地址）計算cache容量（塊號位數(shù)+塊內(nèi)地址位數(shù)）主存標(biāo)識位數(shù)+數(shù)據(jù)塊位數(shù)了解虛擬存儲器必須建立在主存-輔存結(jié)構(gòu)上分隔地址空間，解決主存的容量問題和實現(xiàn)程序的重定位基于程序局部性原理容量由計算機地址總線的數(shù)量決定邏輯地址：用戶編程的地址（大）物理地址：實際的主存單元的地址（?。┨岣叽鎯ζ餍阅蹸ache、虛存、并行交叉存儲體采用多個模塊組成的寄存器，每個模塊有著相同的容量和存取速度。每個模塊都可以看做是一個獨立的存儲器高位交叉編址的多體存儲器（不同請求源并行訪問）t=nT順序存儲，一個體存滿后，再存入下一個體（例）優(yōu)點是利于擴(kuò)充，缺點是串行工作，帶寬受到限制低位交叉編址的多體存儲器（相同請求源并行訪問）t=T+(n-1)t1程序放在相鄰的體中，同一模塊的地址都是不連續(xù)的雙端口存儲器具有兩組相互獨立的地址線、數(shù)據(jù)線和讀寫控制線，進(jìn)行并行的獨立操作（可能同一時間兩個端口同時操作存儲器同一個單元，造成沖突）設(shè)置BUSY標(biāo)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、時序控制、數(shù)據(jù)加工CPU結(jié)構(gòu)框圖/數(shù)據(jù)通路圖常用寄存器，怎么連線（MAR,MDR接口）指令周期三級時序（機器周期、節(jié)拍、工作脈沖或時鐘周期）關(guān)系（每個。。。若干個）取指周期、取值過程將PC中的內(nèi)容送至MAR，并送地址總線AB從控制單元經(jīng)控制總線送到存儲器數(shù)據(jù)寄存器MDR將MDR內(nèi)容送至指令寄存器IR將PC的內(nèi)容遞增，為取下一條指令做好準(zhǔn)備同步控制方式：各項操作由統(tǒng)一的時序信號控制常用寄存器通用寄存器：存放原始數(shù)據(jù)和運算結(jié)果專用寄存器：程序計數(shù)器（存放正在執(zhí)行的指令地址或接著要執(zhí)行的下條指令地址）指令寄存器（存放從存儲器中取出的指令）存儲器數(shù)據(jù)寄存器MDR（暫時存放由主存儲器讀出的一條指令或一個數(shù)據(jù)字）存儲器地址寄存器MAR（保存當(dāng)前CPU所訪問的主存單元的地址）狀態(tài)標(biāo)志寄存器PSW（存放程序狀態(tài)字）微命令：電平型和脈沖型電平型：維持一個節(jié)拍的時間。在時鐘周期寬度時間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)通路操作脈沖型微命令的作用：用脈沖邊沿進(jìn)行操作定時組合邏輯控制器：基本原理、設(shè)計步驟書微操作控制信號=f(指令代碼，時序信號，狀態(tài)信號)一條機器指令-----一段微程序機器指令對應(yīng)的微程序的入口地址如何獲得p207工作程序的長度與微程序長度的關(guān)系微指令=微操作控制字段+順序控制字段各字段的作用直接提供或經(jīng)分段譯碼后提供一步操作所需的微命令微操作控制字段編碼方法（計算）直接控制操作控制字段中的各位分別可以直接控制計算機，每一個獨立的二進(jìn)制位代表一個微命令，每個微命令對應(yīng)并控制數(shù)據(jù)通路中的一個微操作。分段編碼（互斥的微命令，相容的微命令）操作字段分為若干個小段，每段內(nèi)采用最短編碼法（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個小段中包含信息位不能太多，與數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)相應(yīng)每個小段還要留出一個狀態(tài)，表示本字段不發(fā)出命令假設(shè)某計算機共有256個微命令，采用直接控制法要256位，最短編碼法要8位，采用字段直接編碼法，若四位為一個段，每段可表示15個互斥的微命令，則操作控制字段只需72位，分成18個段，在同一時刻可以并行發(fā)出18個不同的微命令。18連接CPU內(nèi)的寄存器與算術(shù)邏輯運算部件；CPU內(nèi)部總線(ALU總線)模型機數(shù)據(jù)通路框圖：選擇器ALU選擇器移位器R0功能控制…………R0~R3C、DSP、PC+1CPU內(nèi)總線移位控制選擇控制R1R2R3CDMARMBRIRPCPSWSPCPR0CPR1CPR2CPR3CPCCPDR0~R3C、DPSWMBR控制邏輯內(nèi)存MI/OSIRCPPCCPPSWCPSPCPMAREMARCPMBRSMBR地址數(shù)據(jù)控制置入19地址信息選擇器AALU選擇器B移位器R0功能控制…………R0~R3C、DSP、PC+1CPU內(nèi)總線移位控制選擇控制R1R2R3CDMARMBRIRPCPSWSPCPR0CPR1CPR2CPR3CPCCPDR0~R3C、DPSWMBR內(nèi)存MI/OSIRCPPCCPPSWCPSPCPMAREMARCPMBRSMBR地址數(shù)據(jù)控制置入打入PC→選擇器A→ALU→移位器→內(nèi)總線→MAR打入→ALU→移位器→內(nèi)總線→PCPC→A→C0→取指地址：順序執(zhí)行時后繼指令地址：第八章課上最熟悉的總線