发布时间 : 星期二 文章计算机组成原理复习要点及答案更新完毕开始阅读
计算机组成原理课程复习要点
1、 总线、时钟周期、机器周期、机器字长、存储字长、存储容量、立即寻址、直接寻址、MDR、MAR等基本概念。
总线：连接多个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接收相同的消息。分为片内总线，系统总线和通信总线。
时钟周期：也称为振荡周期，定义为时钟频率的倒数。时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
机器周期：完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成 存储容量：存储容量是指存储器可以容纳的二进制信息量，用存储器中存储地址寄存器MAR的编址数与存储字位数的乘积表示。即：
存储容量 = 存储单元个数 * 存储字长
立即寻址：立即寻址的特点是操作数本身设在指令字内，即形式地址A不是操作数的地址，而是操作数本身，又称之为立即数。数据是采用补码的形式存放的把“#”号放在立即数前面，以表示该寻址方式为立即寻址。
直接寻址：在指令格式的地址字段中直接指出操作数在内存的地址ID。在指令执行阶段对主存只访问一次。 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。
主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。
CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。
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。
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。
存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，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。 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。
机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 指令字长：一条指令的二进制代码位数。
CPU：Central Processing Unit，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主要由运算器和控制器组成。 PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数形成下一条指令地址。 IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放当前正在执行的指令。
CU：Control Unit，控制单元（部件），为控制器的核心部件，其功能是产生微操作命令序列。
ALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是进行算术、逻辑运算。 ACC：Accumulator，累加器，是运算器中既能存放运算前的操作数，又能存放运算结果的寄存器。 MQ：Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。
X：此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此表示操作数寄存器，即运算器中工作寄存器之一，用来存放操作数；
MAR：Memory Address Register，存储器地址寄存器，在主存中用来存放欲访问的存储单元的地址。
MDR：Memory Data Register，存储器数据缓冲寄存器，在主存中用来存放从某单元读出、或要写入某存储单元的数据。 I/O：Input/Output equipment，输入/输出设备，为输入设备和输出设备的总称，用于计算机内部和外界信息的转换与传送。
MIPS：Million Instruction Per Second，每秒执行百万条指令数，为计算机运算速度指标的一种计量单位。 2、 机器指令的执行过程，CPU工作周期的划分。
机器指令的执行过程：取指令→分析指令→执行指令。
CPU工作周期划分为：取指周期（取指令）、间址周期（取地址）、执行周期（取操作数）、中断周期（存程序断点）。 3、 同步通信、异步通信的基本概念，工作特征，及应用场合。
同步通信：
通信双方由统一时标控制数据传送。时标通常由CPU的总线控制部件发出，也可以由各部分的各自的时序发生器发出，但必须由总线控制部件发出的时钟信号对它们进行同步。优点是规定明确、统一，模块间的配合简单一致。缺点是主、从模块时间配合属于强制性“同步”，必须在限定时间类完成规定的要求。
同步通信一般用于总线长度较短、各部件存取时间比较一致的场合。
在同步通信的总线系统中，总线传输周期越短，数据线的位数越多，直接影响总线的数据传输率。 异步通信：
通信双方由不同时标控制数据传送。没有公共的时间标准，采用应答方式（不互锁、半互锁、全互锁三种类型）。 异步串行通信的数据传送率用波特率来衡量。波特率是指单位时间内传送二进制数据的位数，单位用bps（位/秒）表示，记做波特。
异步通信一般应用于并行传送或串行传送。
4、 微程序控制器、硬连接控制器的基本概念及应用场合。
微程序控制器：
采用微程序控制方式的控制器称为微程序控制器。所谓微程序控制方式是指微命令不是由组合逻辑电路产生的，而是由微指令译码产生。一条机器指令往往分成几步执行，将每一步操作所需的若干位命令以代码形式编写在一条微指令中，若干条微指令组成一段微程序，对应一条机器指令。
硬连接控制器：
硬连线控制器，是由基本逻辑电路组成的，对指令中的操作码进行译码， 并产生相应的时序控制信号的部件，又称组合逻辑控制器。 硬连线控制器由指令部件、地址部件、时序部件、操作控制部件和中断控制部件等组成。
5、 I/O编址的基本概念，编址方式，以及它们的特点和要求。
I/O编址：存储器是由一个个存储单元构成的，为了对存储器进行有效的管理，就需要对各个存储单元编上号，即给每个单元赋予一个地址码，这叫编址。经编址后，存储器在逻辑上便形成一个线性地址空间。
编址方式：
1）统一编址：将I/O地址看作是存储器地址的一部分。占用了存储空间，减少了主存容量，但无需专用的I/O指令。 2）不统一编址：I/O地址和存储器地址是分开的，所有对I/O设备的访问必须有专用的I/O指令。不占用主存空间，
故不影响主存容量，但需要I/O专用指令。
6、 指令周期、机器周期、时钟周期的划分及相互关系。
指令周期：取指周期{PC→MAR→地址线；1→R；M（MAR）→MDR；
MDR→IR；OP（IR）→CU；（PC）+1→PC}
间址周期{Ad（IR）→MAR；1→R；M（MAR）→MDR；
MDR→Ad（IR）}
执行周期{
1、非访存指令：清除累加指令CLA（0→ACC）
累加器取反指令COM（ACC→ ACC） 算数右移一位指令SHR（L（ACC）→R(ACC)， ＡＣＣ０→ＡＣＣ０）
循环左移一位指令ＣＳＬ（L（ACC）→R(ACC）
ＡＣＣ０→ＡＣＣ０）
停机指令ＳＴＰ（０→Ｇ） ２、访存指令：
（１）加法指令ＡＤＤ Ｘ： Ａｄ（ＩＲ）→ＭＡＲ； １→Ｒ；
M（MAR）→MDR；
（ＡＣＣ）＋（ＭＤＲ）→ＭＤＲ；
另外：ＡＤＤ AX BX：在该指令执行阶段无需访存，只需完成（AX）+（BX）→ AX的操作； （2）存数指令STA X： Ad（IR）→MAR；
1→W； ACC→MDR； MDR→M（MAR）；
（3）取数指令LDA X； Ad（IR）→MAR； 1→R；
M（MAR）→MDR； MDR→ACC； 3、转移类指令：
（1）无条件转移指令 JMP X：Ad（IR）→PC； （2）条件转移指令 BAN X；
指令地址（累加器结果A0=1）为负：程序按原顺序执行； 累加器结果不为负（A0=0）：A0*Ad（IR）+A0*（PC）→PC
}
机器周期：确定机器周期时，通常需要分析机器指令的执行步骤及每一步所需的时间，以最复杂指令功能所需的时间为基准。访存一次存储器的时间即为机器周期。
时钟周期：在一个机器周期里可以完成若干个微操作，每个微操作度需要一定的时间，可用时钟信号来控制产生每一个微操作命令。
机器周期、时钟周期和节拍的关系：
指令周期、机器周期、节拍和时钟周期的关系：
7、 总线的基本概念，工作特点，对部件分时共享使用的要求。
总线：连接多个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。总线上信息的传送有并行和串行两种。总线分为片内总线、系统总线（地址总线、数据总线、控制总线）和通信总线三种。分时和共享是总线的两个基本特性。
总线特点：机械特性（尺寸、形状、管脚数 及 排列顺序） 电气特性（传输方向 和有效的 电平 范围） 功能特性（每根传输线的 功能） 时间特性（信号的 时序 关系）
共享：多个部件连接在同一组总线上，各部件间相互交换的信息可以通过这组总线传送。 分时：同一时刻只能在一对部件之间传送信息，系统中多个部件不能同时传送信息。 8、 存储器的基本概念，主要性能指标及相关概念。
存储器分类：
按存储介质分类（半导体（易失）、磁表面、磁芯、光盘存储器） 按存取方式分类：
存取时间和物理地址无关（随机访问）：随机存储器、只读存储器。 存取时间和物理地址有关（串行访问）：顺序存取、直接存储器。
按计算机中的作用分类：主存（RAM，ROM）、闪存、高速缓冲存储器（Cache）、辅助存储器（磁盘，磁带、光盘）