【计算机组成原理笔记(2)】期末复习
【计算机组成原理笔记】期末复习
按考试大纲划分
1 | 重点:相关概念、原理,例题 |
相关概念、原理、方法说明以及分析比较
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什么是计算机?
计算机的定义为:接受使用者输入指令与数据,经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后,以产生或存储成有用的数据
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主存储器与磁介质存储器在工作速度方 面的指标有什么不同 ? 为什么磁盘存储器采用 两个以上的指标来说明其工作速度 ?
主存储器速度指标主要有存取速度和 存取周期 ,而磁介质存储器速度指标为平均存 取时间 ,这是因为磁介质存储器采用顺序存取 或直接存取方式 。 磁盘存储器的平均存取时间 至少应当包括平均寻道时间和平均等待时间。因为磁盘存储器首先需要将磁头移动到指定的磁道上 ,然后将记录块旋转到磁头的 下方才能进行读写 。
cache和虚拟内存
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- 答:相同点:
1)出发点相同,二者的出发点都是为了提高存储系统性能价格比,都是力图使性能接近高速存储器,而价格接近低速存储器;
2)原理相同,都利用了程序运行局部性原理。
不同点:
1)目的不同,cache-主存解决速度差异,而主存-辅存解决主存容量不足问题
2)数据通路不同:CPU与cache和主存皆有直接访问数据通路,而辅存则没有与CPU直接相通的数据通路
3)透明性不同:cache管理完全由硬件完成,对系统程序和应用程序均透明,而虚存管理由软件(操作系统)和硬件共同完成,对系统程序不透明
4)未命中时的损失不同:由于cache、主存、辅存存取时间差别不一,因此虚存未命中时的损失将远大于cache未命中时的损失。
- 答:相同点:
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请说明中断和程序调用,分析比较它们的联系与区别。
中断是外围设备用来“主动”通知CPU,准备送出输入数据或接收输出数据的一种方法。通常,当一个中断发生时,CPU暂停它的现行程序,而转向中断处理程序,从而可以输入或输出一个数据。当中断处理完毕后,CPU又返回到它原来的任务,并从它停止的地方开始执行程序。
用中断方式交换数据时,每处理一次I/O交换,约需几十微秒到几百微秒。对于一些高速的外围设备,以及成组交换数据的情况,仍然显得速度太慢。
直接内存访问(DMA)方式是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。这种方式既考虑到中断响应,同时又要节约中断开销。此时,DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制,数据交换不经过CPU,而直接在内存和外围设备之间进行,以高速传送数据。主要优点是数据传送速度很高,传送速率仅受到内存访问时间的限制。
与中断方式相比,需要更多的硬件。
DMA方式适用于内存和高速外围设备之间大批数据交换的场合。
⑴中断方式是程序切换,需要保护和恢复现场;DMA方式除了开始和结束,不占用CPU的任何资源
⑵中断请求的响应时间只能发生在每条指令执行完毕的公操作阶段;DMA请求的响应时间可在每个机器周期结束时
⑶中断传送过程完全依赖CPU执行指令实现;DMA传送过程不需要CPU的干预,DMA控制器控制数据传送过程,数据传输速率非常高,适合于高速外设的成组数据传送
⑷DMA请求的优先级高于中断请求
⑸中断方式具有对异常事件的处理能力,DMA方式仅局限于完成传送数据块的I/O操作
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不要搞太深,具体看完书就参照习题课ppt
计算题
定点数补码、变形补码加减运算
[!NOTE]
待补充
磁盘有关参数计算
课本238页






显示器有关参数计算




总线带宽等计算
总线带宽等于数据总线的宽度乘以总线的时钟频率除以完成一次数据传送用的时钟周期数
可能会问数据传输率、还有总线带宽的变化。

设计分析题
存储器设计分析,包括选片、字位拓展
课本139页




指令格式、寻址方式设计分析
课本59页



指令系统、指令周期、硬布线控制器、微程序控制器、数据通路


微操作序列设计分析


中断优先级设计分析


没搞懂???
按课本章节划分
第二章
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本章学习要求
- 了解:无符号数与带符号数,真值和机器数等
概念 - 掌握:原码、补码、反码表示法以及三种码制
与真值之间的转换方法 - 掌握:定点数和浮点数的表示范围
- 理解:浮点数阶码的移码
- 理解:IEEE754浮点数标准
- 掌握:常见的字符编码方法(ASCII码)、汉
字国标码、区位码、机内码、字型码 - 掌握:8241码、2421码和余3码
- 掌握:奇偶校验位及其形成方法
- 了解:海明校验码和循环冗余校验码
储备知识
- 了解:无符号数与带符号数,真值和机器数等
对于数据,它是计算机加工处理的对象,数据的机器参差表示会影响计算机的结构和性能。其中数据有无符号数和有符号数之分,其中带符号数据根据编码的不同又有原、补、反码的区别。
计算机中,数字通常由固定数量的位来表示,所以有一个固定的范围。比如8位二进制的原码的0,可以表示为正零和负零。但是补码没有正零负零的区别,10000000的负零,转化为补码是-128也就是10000000一样的数。而溢出,就是指进行算术运算时结果超过了计算机原来用的数的位数范围。
在二进制补码系统中,溢出通常通过检查运算结果的符号位来检测。
在日常生活中,我们用正负号加绝对值来表示的数值就叫做真值。
前后缀表示法,后缀B、Q、D、H的分别是二进制、八进制、十进制、十六进制的表示。前缀0b、B为二进制,0o、0、o为八进制,0x、H的前缀为十六进制。
在计算机中使用的表示数的形式称为机器数,常见的机器数又原码、反码、补码三种不同的表现形式。
移码就是在真值上加了一个偏置值,相当于真值在数轴上向正方向平移了一段距离。
浮点数区别于定点数,小数点不是像定点数那样固定在最高有效数位之前,符号位之后的。它的小数点需要真正的占据一个二进制位。定点小数的小数点位置固定在最高有效数位之前,符号位之后,小数点不占据位置。


浮点数的存储和定点数有很大的区别;

其中:R与M的基数相同,也就是进制。一般为2。



而IEEE 754标准限定了浮点数的表示方式,规定尾数用原码表示。还有阶码的选择。
考完总结
考完对答案,人都似了。感觉看的课本全部没用,认真做去年卷子,背答案都有用。概念全部都搞混了。复习的时间还最长,昨晚复习到4点。我感觉今天可以通宵了。今天直接看老师划得重点和ppt。对于试卷题目,直接做,不会的直接背。背不下来直接默(发疯了)
上面的是感受,具体的试卷情况是:显示器参数计算没算对(汉字显示2字节),没复习的指令系统没写,中断优先级的只写了第一问,补码加减算错成溢出,存储器设计乱写了。感觉没分了。。。