组成原理复习提纲

发布 2021-05-18 21:36:28 阅读 2563

sram的读/写过程。

2)(理解)动态存储器(dram)

存储位元。

dram存储器的组成。

芯片的封装技术。

dram的读/写过程。

dram的刷新。

掌握刷新周期的概念,集中式刷新、分散式刷新和异步式刷新。

2.(了解) 只读存储器。

3. (了解)高性能的主存储器。

三、(掌握)主存储器与cpu的连接。

1.存储器芯片介绍。

sram、dram、rom芯片提供的引脚信号。

与主存储器连接, cpu芯片提供的相关引脚一般有:地址线、数据线、访存控制信号mreq#和读/写控制信号r/w#等多种信号。

2.存储容量的扩展。

位扩展、字扩展、字位扩展。

3.主存储器与cpu的连接。

建议主存储器与cpu连接的操作步骤是:

根据cpu芯片提供的地址线数目,确定cpu访存的地址范围,并写出相应的二进制地址码;

根据地址范围的容量,确定各种类型存储器芯片的数目和扩展方法;

分配cpu地址线。

连接数据线、r/w#、mreq#等其他信号线。

需要说明的是,主存的扩展及与cpu连接在做法上并不唯一,应该具体问题具体分析。

四、高速存储器。

1.(了解) 双端口存储器。

2. (掌握)多体交叉存储器。

多体交叉存储器可以在不改变每个存储体存取周期的情况下,提高存储器的带宽。

多体交叉存储器的编址方法是这样的:cpu给出的存储器地址的低x位(2x=m),译码选择m个不同的存储体,剩下的高若干位则是存储字在存储体内的相对地址。连续的存储器字地址分布在相邻的不同存储体内,同一个存储体内的地址都是不连续的。

3.(理解)相联存储器。

4. 高速缓冲存储器cache (掌握。

cache是为了解决cpu与主存之间速度不匹配而采用了一项重要技术。

程序局部性原理。cache、主存与cpu三者之间的关系。

1) (掌握)cache的工作原理。

cache存放了主存中的部分副本。cpu与cache之间的数据交换以字为单位,而cache与主存之间的数据交换以字块为单位。一个块由若干字组成,是定长的,在cache中数据块大小称为行,在主存中数据块大小称为块,行与块是等长的。

计算机系统中有了cache以后, cpu访存读一个字时:… cpu访存写一个字时:…。读命中”、“读不命中”、“写不命中”、“写命中”

2)(掌握)cache的命中率。

或。3)(掌握)主存与cache的地址映射方式。

直接映射。

直接映射是一种多对一的映射关系,主存的一块只能拷贝到cache的一个特定行位置上去。在直接映射方式下,cache的行号j和主存的块号i有如下函数关系:

直接映射方式下cache的组织结构图。

直接映像的缺点是机制不灵活,cache命中率低。

全相联映射。

组相联映射。

组相联映射方式是前两种方式的折衷方案,它兼顾了二者的优点又尽量避免了二者的缺点。组相联方式将cache的行分成2c-r组,每组2r行。主存的字块存放到cache中的哪个组是固定的,至于映射到该组哪一行是灵活的,即有如下函数关系:

其中 0≤k≤2r -1

组相联映射方式下cache的组织结构图。

组相联映像的优点是大大增加了映射的灵活性,主存中一块可映射到cache 的2r块,提高了命中率。每次比较只是进行2r路比较,r 较小时,硬件开销不是很大。组相联映像通常采用2路、4路和8路比较,即取r=1,r=2,r=3。

4)(掌握)替换算法。

随机替换算法、先进先出算法(fifo)、最近最少使用算法(lru)

5) (了解)写策略:常用的写策略通常有写贯穿和写回两种。

6)(了解) cache的多层次设计。

单级cache与两级cache

统一cache和分离cache

cache一致性问题。

五.(了解)存储保护。

第四部分控制器。

指令系统提纲。

一、(掌握) 指令格式。

指令基本格式由操作码和地址码两部分组成。

二、 (掌握)寻址方式。

寻址方式分为指令寻址和数据寻址两大类。

指令寻址。

顺序寻址方式。

顺序寻址可通过程序计数器pc加1,自动形成下一条指令的地址;

跳跃寻址方式。

跳跃寻址则通过转移类指令实现。

数据寻址。

把指令的地址码字段称作形式地址,记为a。操作数的真实地址叫做有效地址,记作ea,它是由寻址方式和形式地址共同来确定的。

立即寻址。

opr=a

2.直接寻址。

ea=a opr=(a)

间接寻址。

存储器间接寻址:ea=(a) opr=((a))

寄存器寻址方式

1) 寄存器直接寻址方式。

opr=(r);opr在寄存器中。

2) 寄存器间接寻址方式。

ea=(r) opr=((r));opr在存储器中。

5.变址寻址。

ea=(ri)+a opr=((ri)+a);opr在存储器中。

6. 基址寻址

ea = rb)+ a opr=((rb)+a);opr在存储器中。

注意:在应用场合上,基址寻址面向系统,可以用来解决程序在主存中的重定位和扩大寻址空间等问题。而变址寻址是面向用户编程,用来访问字符串、向量和成批数据。

7.相对寻址。

ea=(pc)+a; 用于转移指令时,ea是下一条指令的地址。

偏移量a可正、可负,通常用补码表示,即可相对pc值向后或向前转移。若偏移量为n位,则相对寻址的寻址范围为 (pc)-2n-1~(pc)+2n-1-1。

8. 堆栈寻址 ( stack addressing )

堆栈的存取操作是先进后出。

堆栈:由若干个连续主存单元组成的。栈底是固定不变的,而栈顶是随着数据的入栈和出栈在时刻变化。压入和弹出指令操作如下:

压入指令 push r 将r寄存器内容压入堆栈。

其操作是:(sp)-1 sp

r) (sp)

弹出指令 pop r 从堆栈中弹出一个数据,送r寄存器。

其操作是:((sp)) ri

sp)+1 sp

三、(了解)指令类型。

四、 指令系统的设计技术。

(了解)指令系统的要求。

设计一个完善的指令系统应满足如下四个方面的要求:完备性、有效性、规整性、兼容性。

(掌握)操作码扩展技术。

五、 指令系统的发展演变。

简单指令系统 ciscrisc和cisc

(理解)risc的特点。

控制器》提纲。

一、控制器的组成及指令的执行。

(掌握)控制器的组成。

程序计数器(pc)、指令寄存器(ir)、指令译码器(id)、操作控制信号形成部件、时序信号产生器 、地址寄存器(ar)、数据寄存器(dr)

(掌握)指令周期。

1、指令周期的基本概念。

指令周期、机器周期、时钟周期的概念及相互的关系。

2、(掌握)各种指令的指令周期。

二、(了解)控制方式和时序的产生。

控制方式:同步控制方式、异步控制方式、联合控制方式。

时序脉冲发生器和启停控制。

三、 微程序控制器。

(掌握)微程序控制的基本概念。

微程序设计思想就是每条机器指令的功能都用一段相应的微程序来实现。

微操作、微命令、微指令、微周期、微地址、微程序的概念。

(掌握)微程序控制的基本原理。

模型机的数据通路,(会画各种指令的微程序流程图)

(掌握)微控器的组成框图7-16

四、微程序设计技术。

(掌握)微指令的编译法:直接控制法、字段直接编译法、字段间接编译法。

(掌握)微指令下址字段设计方法。

1、(掌握)微程序入口地址的产生。

也就是指令译码…,通常采用逻辑电路、prom来实现这种转移。

2、(掌握)后继微地址的产生。

1)计数器方式 μpc

这种方法类似于用程序计数器pc来作为机器指令地址的方法。这种方式是将微指令的下址字段分层两部分:转移控制字段bcf和转移地址字段baf。

2)判定方式(下址字段法)μar

在这种方式中,当微程序不产生分支时,后继微指令地址直接由微指令的下址字段给出;当微程序出现分支时,按测试判别字段和状态条件通过逻辑电路来形成后继微地址。这种方式中,μar代替了μpc。

(理解)微指令的格式类型:水平型微指令、垂直型微指令。

(了解)微程序控存和动态微程序设计。

(了解)毫微程序设计。

五、(理解)硬布线控制器。

又称为组合逻辑控制器,或常规逻辑控制器。

时序系统:时序信号一般采用指令周期—机器周期-时钟周期**体制。

硬布线控制器的设计方法。

硬布线控制器与微程序控制器的比较。

六、(了解) 流水线基本工作原理。

流水线工作方式的特点是:流水线分的工序越多,可同时运行的指令就越多,单位时间内可完成的指令也就越多,速度越快。流水线上每个阶段即每道工序的执行时间必须完全一致。

七、(了解)i/o(程序查询方式、中断、dma等)、总线。

计算机组成原理复习提纲

一 计算机系统概述 一 计算机发展历程 二 计算机系统层次结构 1.计算机硬件的基本组成 2.计算机软件的分类 3.计算机的工作过程 三 计算机性能指标 吞吐量 响应时间 cpu时钟周期 主频 cpi cpu执行时间 mips mflops。二 数据的表示和运算 一 数制与编码 1.进位计数制及其相...

《计算机组成原理》复习提纲

计算机组成原理 复习提纲。neumann计算机的体系结构 1.数据表示及运算采用二进制,指令及其他非数位信息也以二进制表示 2.存储程序控制。1 将计算机要解决的问题抽象为数学模型,并按顺序分解为解题的步骤。2 将计算机程序顺序存入存储器,将所需原始数据也存入存储器,这称为 程序存储 3 计算机将存...

计算机组成原理复习提纲 1

1.什么是cpu?什么是计算机主机?什么是i o设备?它们的功能分别是什么?cpu是 处理器,是运算和控制的核心,主机就是cpu 存储器 i o接口 总线。i o设备就是外设,功能是将计算机中处理的信息形式 二进制 与用户习惯的形式 图像 文字 声音等 进行交换。2 计算机是如何区分存储器中存储的信...