计算机组成原理知识点
计算机组成原理知识点
第1章 计算机系统概论
计算机分类和应用
- 计算机分类
- 电子模拟计算机：数值由连续量来表示，运算过程也是连续的
- 电子数字计算机： 按位运算
- 专用计算机：最有效、最经济、最快速的计算机，但适应性差
- 通用计算机：适应性强，但损失了效率、速度、经济性；
- 巨型机
- 大型机
- 中型机
- 小型机
- 微型机
- 单片机
- 计算机应用
- 科学计算
- 自动控制
- 测量和测试
- 信息处理
- 事务处理
- 管理应用
- 教育和卫生
- 家用电器
- 人工智能
计算机的硬件
- 冯﹒诺依曼计算机的特点
- 计算机由五大部件组成。
- 指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址访问。
- 指令和数据用二进制表示。
- 指令由操作码和地址码组成。
- 存储程序，按顺序执行。
- 以运算器为中心。
计算机硬件主要技术指标
计算机的软件
- 软件的组成和分类
- 系统程序
- 各种服务型程序；如诊断程序、排错程序、练习程序等
- 语言程序；如汇编程序、编译程序、解释程序等
- 操作系统
- 数据库管理系统
- 操作系统分为三种
- 批处理操作系统(主流)(BPOS)
微型机中一般用磁盘操作系统（DOS）- 分时操作系统(TSOS)
- 实时操作系统(RTOS)
- 应用程序
用户利用计算机来解决某些问题的编制的程序
计算机系统的层次结构
- 多级组成的计算机系统
- 微程序设计级(硬件级)
- 一般机器级(机器语言级)(硬件级)
- 操作系统级(混合级)
- 汇编语言级
- 高级语言级
- 软件和硬件逻辑等价性
固化：软件和硬件间的实体
第一章概要总结
- 系统软件不等同于操作系统，是包括操作系统
- 位是构成计算机的最小信息单位，存储单元是CPU访问存储器的最小单位
- 软件和硬件不是等价的
- CPU由运算器和控制器组成
- 汇编语言级不是硬件级
- CPU区分指令和数据通过在指令周期不同阶段
- ALU是算术逻辑运算单元
- 控存是存微程序
- 主存性能指标是存储容量，存取时间，存储周期，存储带宽
- 区分指令和数据的方法
- 时间上：
取指周期取的是指令，执行周期取的是数据- 空间上：
从代码段取出的是指令，从数据段，堆栈段，附加段取出的是数据
- ROM是只读存储器
- RAM是随机读写存储器（内存条是RAM）
- 程序装入内存，PC指向第一行，CPU取出，PC+1
本文最初由作者security发布于csdn，剽窃可耻
第2章 运算方法和运算器
数据和文字的表示方法
- 数据格式
- 格式：定点、浮点
- 定点(数值范围有限,硬件简单)(小数点位置、纯小数、纯整数)
Xn Xn-1 Xn-2 …X2 X1 X0
0代表正号，1代表负号
纯小数：0<=|x|<=1-2n
定点纯整数：0<=|x|<=2n-1- 浮点(范围大、硬件复杂)
任意进制数 N=RexM
(M:尾数，一般为纯小数，e为比例因子的指数，是一个整数，R为基数，是常数，一般为2、8、16)
- 浮点数表示方法
- ES Em-1… E1E0 MS MS-1 … M1 M0
- ES是阶符，Em-1… E1E0 是阶码（由定点整数组成，表示范围）
- MS是数符，MS-1 … M1 M0是尾数（由定点小数组成，表示精度）
- 浮点数规格化表示
- 阶码：用移码表示，偏移值为128
- 尾数：
- 用原码表示：尾数最高数值位为1
- 用补码表示：尾数符号位和最高数值位不同
- IEEE754标准(32bit\64bit)
- 阶码用移码表示，偏移值为127(全0全1有特殊用途)；
- 尾数用原码表示
- 隐含基值为2
- 移码
- 一般用于表示浮点数阶码
- 移码值增大，对应数值也大，便于浮点运算时阶码比较
- 阶码用移码表示时，机器0与逻辑0表示相同
真值 x=(-1)Sx(1.M)x2E-127
思考题
754标准