计算机组成原理复习重点笔记
计算机组成原理+计算机体系结构
学科基础必修课
研究生入学考试全国联考45分，占比30%
64学时，4学分，上课56，实验8
教材：计算机组成原理(第二版 ) 唐朔飞 高等教育出版社
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第1篇 概论
第1章：计算机系统概论 第2章：计算机的发展与应用
第2篇 计算机系统硬件结构
第3章：系统总线 第4章：存储器 第5章：输入输出系统
第3篇 中央处理器 第6章：计算机的运算方法 第7章：指令系统 第8章：CPU的结构和功能
第4篇：控制单元 第9章：控制单元的功能 第10章：控制单元的设计
第一篇 概论
第1章：计算机系统概论
1.1 计算机系统简介
1.1.1 计算机的软硬件概念
硬件：计算机的实体，如主机、外设等
软件：由具有各类特殊功能的程序组成
系统软件：用来管理整个计算机系统，例如：语言处理程序、操作系统、服务性程序、数据库管理系统网络软件
应用软件：按任务需要编制成的各种程序
1.1.2 计算机系统的层次结构
- 从使用语言的角度，按功能可以把现代通用的计算机系统看成是由多个机器级组成的一个层次结构。
- 各机器级的实现技术-----翻译、解释、或者是翻译和解释的结合。
1.1.3 计算机体系结构和计算机组成
1.计算机系统结构
计算机系统结构是指多级层次结构中机器语言机器级的结构，它是软件和硬（固）件的主要交界面，是让编制的机器语言程序、汇编语言源程序以及由高级语言源程序编译生成的机器语言目标程序能在机器上正确运行所应看到的计算机属性。
- 硬件能够直接识别和处理的数据类型和格式的数据表示；
- 最小可寻址单位、寻址种类、地址计算等的寻址方式；
- 通用/专用寄存器的设置、数量、字长、使用约定等的寄存器组织；
- 操作类型、格式、控制机构等的指令系统；
- 内存的最小编址单位、编址方式、容量、最大编址空间等的存储系统组织；
- 中断的分类、分级、中断处理程序功能及入口地址等的中断机构；
- 操作系统机器级的管态和目态的定义和切换；
- I/O设备的连接、使用方式、流量等的机器级I/O结构；
- 系统各部分的信息保护方式和保护机构；
2.计算机组成
- 是计算机系统结构的逻辑实现。
- 主要指的是计算机硬件系统在逻辑上是如何组织的。
- 计算机组成主要与计算机操作的并行度、重叠度及部件的共享度等有关，直接影响系统的速度和价格。
计算机组成设计要确定的方面一般包括：
- 数据通路宽度；
- 专用部件的设置；
- 各种操作对部件的共享程度；
- 功能部件的并行度；
- 控制机构的组成方式；
- 缓冲和排队技术；
- 预估预判技术；
- 可靠性技术等。
1.2 计算机的基本组成
1.2.1 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， 可按地址寻访
- 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
- 以运算器为中心
1.2.2 计算机硬件框图
1. 以存储器为中心的计算机硬件框图
2.现代计算机硬件框图
1.2.3 计算机的工作步骤
程序 —— 运算的 全部步骤
指令 —— 每一个步骤
编程举例：
指令格式举例：
计算 ax2 + bx + c 程序清单：
2.计算机的解题过程
(1)存储器的基本组成
- 存储一个二进制位的物理器件叫存储元。
- 地址码相同的多个存储元构成一个存储单元。每个存储单元赋予一个地址号。
- 若干个存储单元构成存储体。
- 多个存储体构成存储器。
- MAR 存储器地址寄存器，反映存储单元的个数
- MDR 存储器数据寄存器，反映存储字长
设 MAR = 4 位，MDR = 8 位， 存储单元个数 16，存储字长 8
(2)运算器的基本组成及操作过程
(3)控制器的基本组成
(4)主机完成一条指令的过程
1.3 计算机硬件的主要技术指标
1.机器字长
CPU 一次能处理数据的位数与 CPU 中的寄存器位数有关。
1.4 本书结构
编写于2022年12月13日；
距离考试还有一周+不满两天。