计算机组成原理笔记

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• A :____运算器_ • B :____控制器_ • C :____存储器__ • D :____输入设备__ • E :____输出设备__

• 寄存器与存储器

• 相同:两者都是用来存放计算机信息的硬件。 • 不同

• 组成部件不同

• 寄存器由触发器组成

• 存储器由大规模集成电路组成

• 速度

• 寄存器速度快 • 存储器速度慢

• 容量

• 寄存器个数少,且位数有限 • 存储器的容量大

计算机中有两种信息在流动

☐ 控制信息:即操作指令,其发源地是控制器,它分散流向各个部件。 ☐ 数据信息:它受控制信息的控制,从一个部件流向另一个部件。 ☐ 指令流——取指周期,内存→控制器

数据流——执行周期,内存←→运算器

Cpu的性能

1、主频/时钟周期:主时钟的频率f,主频的倒数称为cpu的时

钟周期

2、Cpu执行时间,表示cpu执行一般程序搜占用的cpu时间

3、MTPS 表示平均每秒执行多少百万条定点指令数

4、FLOPS 表示每秒执行浮点操作的次数,用来衡量机器浮点操

作的性能

•为提高表示精度,规定

☐当尾数的值不为0时,其绝对值应≥0.5(即尾数域的最高有效位应为1);

☐否则,修改指数,同时移动小数点。

•原码规格化

☐正数为0.1××…×的形式;

☐负数为1.1××…×的形式。

•补码规格化

☐正数为0.1××…×的形式;

☐负数为1.0××…×的形式。

•32位浮点数

•64位浮点数

☐S是尾数的符号位(即数符),占1位,安排在最高位。

☐M是尾数的数据部分,用小数表示。

☐E是阶码(含阶码的符号位),阶符采用隐含方式,

通常用移码表示。

奇偶校验码

原理:在每组代码中增加一个冗余位,使合法编码的最小码距由1增加到2。如果合法编码中有奇数个位发生了错误,这个编码就将成为非法的代码。增加的冗余位称为奇偶校验位

设浮点数x=Mx•2Ex,y=My•2Ey,其运算步骤如下:

❶对阶

∆E=Ex-Ey

⏹小阶向大阶看齐,对阶完成后两个浮点数的阶码(即指数)相同。

❸尾数运算

M=Mx+My(M=Mx-My)

❸规格化处理

⏹规格化数:正数00.1××···×,负数11.0××···×

⏹当尾数的符号位出现01或10时,要执行右规——尾数右移1位,阶码加1。

⏹当尾数的符号位和最高有效位出现11.1××…×或00.0××…×时,要执行

左规——尾数左移1位,阶码减1。

❹舍入处理:0舍1入

❺判溢处理

已知某存储器存储容量为4096(64*64),以下两种不同的译码方式下需要的译码输出线各是多少?

☐单译码方式:4096

☐双译码方式:128=64+64

刷新周期:从上一次对整个存储器刷新结束到下一次对整个存储器全部刷新一遍为止的这段时间间隔,一般为2ms,4ms或8ms。

例子模块化存储器设计。已知某8位机的主存采用半导体存储器,地址码为18位,若使用4K*4位的RAM芯片组成该机所允许的最大主存空间,并选用模块条的形式,问:

①若芯片模块条为32K*8位,共需几个模块条?

②每个模块内共有多少片RAM芯片?

③主存共需多少RAM芯片?CPU如何选择各模块条?

解题过程如下:

①主存地址为18位,所以最大存储容量为218=256KB,现每个存储条容量为32KB,所

以主存共需256K/32K=8个模块条。

②每个模块条的容量为32K*8位,RAM芯片为4K*4位,所以每个模块条内共有

(32K/4K)*(8/4)=16片RAM芯片。

③主存共有8*16=128片RAM芯片。CPU用A17A16A15通过3:8译码器来选择模块条。

比较单总线、多总线的性能特点

在单总线结构中,CPU与主存之间、CPU与I/O设备之间、I/O设备与主存之间、各种设备之间都通过系统总线交换信息。单总线结构的优点是控制简单方便,扩充方便。双总线结构又分为面向CPU的双总线结构和面向存储器的双总线结构。面向CPU的双总线结构中一组总线是CPU与主存储器之间进行信息交换的公共通路,称为存储总线。另一组是CPU与I/O设备之间进行信息交换的公共通路,称为输入/输出总线(I/O总线)。外部设备通过连接在I/O总线上的接口电路与CPU交换信息。随着对微机性能越来越高的要求,现代微机的体系结构已不再采用单总线或双总线的结构,而是采用更复杂的多总线结构

4、

磁表面存储器的优点:

存储容量大,位价格低;

记录介质可以重复使用;

记录信息可以长期保存而不丢失,甚至可以脱机存档;

非破坏性读出,读出时不需要再生信息。

磁表面存储器的缺点:存取速度较慢,机械结构复杂,对工作环境要求较高

面向对象程序设计的

1、基本的特征:抽象、封装、继承、多态

2、优点:

1、可提高程序的重用性

2、可控制程序的复杂性

3、可改善程序的可维护性

4、能够更好滴支持大型程序设计

5、增强了计算机处理信息的范围

6、能很好地适应新的硬件环境

C++语言特点

—、全面兼容C

二、增加面向对象的基制

1、抽象数据类型