计算机组成原理知识点整理.docx

一、概念LCMDR :控存数据寄存器，存放从控存读出的微指令2. CMAR :控存地址寄存器，用于存放微指令的地址，当采用增量计数器法形成后续微指令 地址时，CMAR有计数功能3. 系统并行性：并行包括同时性和并发性两个方面前者是指两个或多个事件在同一时刻发 生，后者是指两个或多个事件在同一时间段发生也就是说，在同一时刻或者同一时间段内 完成两种或两种以上性质相同或者不同的功能，只要在时间上互相重叠，就存在并行性4. 进位链：传递进位的逻辑电路5. 间接寻址：通过访存（若是多次间址还需多次访存）得到有效地址6. 微程序控制：采用与存储程序类似的方法来解决微操作命令序列的形成，将一条机器指令 编写成一个微程序，每一个微程序包含若干条微指令，每一条微指令包含一个或多个微操作 命令7. RISC :精简指令系统计算机，通过有限的指令条数简化处理器设计，以达到提高系统执行速度的目的8•中断隐指令：在机器指令系统中没有的指令，是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，功能包括保护断点，寻找中断服务程序入口地址，关中断9•周期挪用/周期窃取:DMA方式中由DMA接口向CPU申请占用总线，占用一个存取周期10.单重分组跳跃进位：n位全加器分成若干小组，小组内进位同时产生，小组与小组间采用 串行进位11•双重分组跳跃进位：n位全加器分为若干大组，大组内又分成若干小组，大组中小组的最 高进位同时产生，大组与大组间的进位串行传送12.超标量：在每个时钟周期内同时并发多条独立指令，即以并行操作方式将两条或两条以 上指令编译执行，在一个时钟周期内需要多个功能部件13 超流水线：将一些流水线寄存器插入到流水线段中，好比将流水线再分道，提高了原来流水线的速度，在一个时钟周期内一个功能部件被使用多次14.水平型微指令：一次能定义并执行多个并行操作的微命令。

从编码方式上来看，直接编 码、字段直接编码、字段间接编码、直接编码和字段直接和间接混合编码都属于水平型微指 令其中直接编码速度最快，字段编码需要译码，故速度受影响）15机器指令：机器指令由0、1代码组成，能被机器直接识别机器指令可由有序的微程序 来解释微指令也是由 0、1 代码组成，也能被机器直接识别16■机器字长:CPU —次能处理的数据位数，与CPU中寄存器位数有关17. 存储字长：存储器中一个存储单元（存储地址）所存储的二进制代码的位数，即存储器中的 MDR 的位数18. 指令字长：计算机指令字的位数19. 数据字长：计算机数据存储所占用的位数20. 向量地址：存放中断服务程序入口地址的存储单元地址，中断方式由硬件产生向量地址， 可由向量地址找到入口地址21. 寻址方式：是指确定本条指令的数据地址，以及下—条将要执行的指令地址的方法22. 同步控制方式：任何—条指令或指令中任何—个微操作的执行，都由事先确定且有统— 基准时标的时序信号所控制的方式，叫做同步控制方式23. 异步控制方式：异步控制不存在基准时标信号，微操作的时序是由专门的应答线路控制 的，即控制器发出某个微操作控制信号后，等待执行部件完成该操作时所发回的“回答”或“终 了”信号，再开始下—个微操作24. 直接编码：在微指令的操作控制字段中，每—位代表—个微命令。

25. 硬件向量法：利用硬件产生向量地址，再由向量地址找到中断服务程序的入口地址26. 多重中断：指CPU在处理中断的过程中，又出现了新的中断请求，此时若CPU暂停现行 的中断处理，转去处理新的中断请求，即多重中断27. 微操作命令：控制完成微操作的命令28. 微操作：由微操作命令控制实现的最基本操作29■高速缓冲存储器/Cache：为了提高访存速度，在CPU和主存之间增设的高速存储器，对 用户是透明的只要将CPU最近期需用的信息从主存调入缓存，这样CPU每次只须访问缓 存就可达到访问主存的目的，从而提高访存速度30. 流水线多发技术：为了提高流水线性能，设法在一个时钟周期内产生更多条指令的结果31. 总线判优：当总线上各个主设备同时要求占用总线时，通过总线控制器，按一定的优先 等级顺序确定某个主设备可以占用总线32. 总线：连接多个部件（模块）的信息传输线，是各部件共享的传输介质33. 指令流水：改变各条指令按顺序串行执行的规则，使机器在执行上一条指令的同时，取 出下一条指令，即上一条指令的执行周期和下一条指令的取指周期同时进行34. 算术溢出：是指计算机进行算术运算产生的结果超出机器所能表示的范围。

溢出有上溢 和下溢之分，从正方向超过了数的表示范围，称为上溢；从负方向超过了数的表示范围，则 称为下溢一般来说，计算机对于浮点数的下溢，则自动当作“0”来处理，不输出错误信息； 而产生的上溢，计算机则产生“溢出中断”，并输出溢出的错误信息，甚至停止程序的运行35. 存取时间和存取周期：存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间 （或读写时间），而连续启动两次独立的“读”或“写”操作（如连续的两次“读”操作）所需的最 短时间，称为存取周期（或存储周期）存取周期=存取时间+恢复时间36. 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位37. 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成38. 存储元件：存储一位二进制信息的无理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基 元或存储元，不能单独存取39. 存储字：一个存储单元所存放二进制代码的逻辑单位40. 指令系统：包括数据表示、寻址方式和指令集41•中断：指计算机在执行程序的过程中，出现某种非预期紧急事件，引起CPU暂停先行程 序的执行，转去处理此事件，处理完又返回现行程序执行的过程42.微地址：指微指令在控存中的储存位置43.10接口 : CPU与IO设备之间的连接部件44.IO端口 ：IO接口中的各种寄存器 A/'-二、简答1.什么是系统总线，系统总线又分几类，它们各有何作用，单向的还是双向的？系统总线是指CPU、主存、IO各大部件之间的信息传输线；按系统传输信息的不同分为数据总线、地址总线、控制总线； 地址总线是用来指出数据地址的，单向的；数据总线是用来传输各功能部件间的数据信 息的，双向的；控制总线是用来发出控制信号的，双向的。

2■什么是刷新，DRAM为什么要刷新，刷新方式有哪些？刷新是对 DRAM 定期进行的全部重写过程；原因是由于使用的动态原件电容因电容泄露引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充，为了避免源信息消失，因此安排定期刷新操作； 刷新方法：集中式、分散式、异步式3.IO 编址方式有哪些？简述其特点IO 与内存统一编址和独立编址统一编址:IO地址采用与主存单元地址完全一样的格式，设备与主存占用同一个地址 空间，CPU可像访问主存一样访问IO设备，不需要安排专门的IO指令独立编址：机器为IO设备专门安排一套完全不同于主存地址格式的地址编码，此时IO 地址和主存地址是两个独立空间，CPU需要专门的IO指令来访问IO地址空间4.什么是存储器带宽，提高访存速度措施有哪些？ 存储器带宽：每秒从存储器进出信息的最大数量（单位字/秒 字节/秒 位/秒）措施：①采用高速的存储元器件，比如双端口存储器，相联存储器；②加高速缓冲存储 器Cache :③调整主存结构，比如采用单体多字系统、多体并行系统5■什么是DMA方式？ DMA接口应具备哪些功能？DMA : 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IO设备之间进行，是一种完全由硬件执行的IO交换方式。

DMA接口功能：①对总线的控制能力，包括向CPU提出总线请求、发出DMA控制信 号、释放总线等；②提供交换数据的地址，包括源地址和目的地址；③控制数据块的长度； ④中断请求功能6. CPU 响应中断的条件是什么？响应中断后要自动完成什么操作？条件：CPU内允许中断触发器EINT为1操作：①保护断点，断点入栈；②寻找中断服务程序入口地址（硬件向量法、软件查询 法）；③关中断，EINT置06. 影响流水线性能主要因素是什么？采用什么解决办法？两个因素：①访存冲突②相关问题（控制相关、数据相关）解决办法：针对访存冲突：分设指令Cache和数据Cache ；采用指令预取技术，CPU内 设置指令队列；针对相关问题：控制相关采用优化编译等软措施,数据相关采用旁路技术等7. 微程序控制器中微指令的地址有几种形成方式？① 由微指令的下地址字段给出；② 根据机器指令的操作码形成③ 增量计数器法④ 根据各种标志决定微指令分支转移的地址⑤ 通过测试网络形成⑥ 由硬件产生微程序入口地址8. 机器主频是什么？主频和机器周期什么关系？机器时钟信号的频率即为机器主频,主频的倒数称作时钟周期,机器周期包含若干个时 钟周期9. 什么是指令周期、机器周期、时钟周期？三者有什么关系？指令周期：CPU取出并执行一条指令所需的全部时间，即完成一条指令的时间 机器周期：所有指令执行过程中的一个基准时间,通常以存取周期作为机器周期 时钟周期：机器主频的倒数,也称为节拍,是控制计算机操作的最小单位时间 一个指令周期包含若干个机器周期,一个机器周期又包含若干个时钟周期,每个指令周 期内的机器周期数可以不等,每个机器周期内的时钟周期数也可以不等10. 完整的总线传输周期包括哪几个阶段？简述每个阶段的工作。

① 申请分配阶段：由需要使用总线的主模块或主设备提出申请，经总线仲裁机构决定下 一传输周期的总线使用权授予某一申请者；② 寻址阶段：取得总线使用权的主模块，通过总线发出本次打算访问的从模块或从设备 的存储地址或设备地址及其有关命令，启动参与本次传输的从模块③ 传输阶段：主模块和从模块进行数据交换，数据由原模块发出经数据总线流入目的模块④ 结束阶段：主模块的有关信息均从系统总线上撤出，让出总线使用权11. 从计算机各个子系统角度分析，提高整机速度的措施有什么？针对存储器：咼速存储芯片、Cache、多体并行系统； 针对控制器：指令流水、超标量设计 针对运算器：改进运算方法，如快速进位链、两位乘 针对IO系统：DMA技术12. 总线通信控制有几种方式，简要说明各自特点 同步通信：通信双方由统一时标控制数据传送 异步通信：采用应答方式通信半同步通信：统一时钟，可插入等待信号 分离式通信：都是主设备，充分发挥总线的有效占用13. 程序中断五个阶段是什么？中断请求、中断判优、中断响应、中断服务、中断返回14. 常见集中式总线控制有哪几种？链式查询（最敏感）、计数器定时查询、独立请求方式（最快）15. CPU包括哪几个工作周期？每个工作周期有什么作用？取指周期：取出指令间址周期：取有效地址执行周期：取操作数 中断周期：保存程序断点16. 能不能说机器主频越快，机器速度就越快？为什么？不能机器速度不仅与主频有关，还与机器周期中所含的时钟周期数以及指令周期中所含的机 器周期数有关。

同样主频的机器，由于机器周期所含的时钟周期数不同，机器的速度也不同 机器周期中所含时钟周期数少的机器，速度越快此外，机器速度还与很多因素有关，如主存速度，机器是否有Cache，总线的数据传输 率，硬盘速度，机器是否采用流水技术等等17. 程序查询方式和程序中断方式有何异同？程序查询方式是用户在程序中安排一段输入输出程序，它由IO指令、测试指令和转移 指令等组成CPU —旦启动IO后，就进入这段程序，时刻查询IO准备的情况若未准备就 绪就踏步等待；若准备。