计算机组成原理(第二版)唐朔飞----各章节知识点
第一章知识总结（一）
2017-04-19 马辉 安阳师院mh 一个完整的计算机系统包括了硬件和软件两个子系统。
硬件部分按冯诺依曼观点分为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件。它们之间用系统总线进行连接。系统总线按传输内容分地址总线、数据总线和控制总线三类。
软件部分包括系统软件和应用软件两类，它们通常使用机器语言、汇编语言和高级语言三种计算机语言进行编写。由于机器硬件电路只能识别用0、1编写成的机器语言程序，所以用汇编或高级语言编写的源程序在运行前需使用汇编程序、编译程序或解释程序进行翻译。
软件的狭义观点是：软件是人们编制的具有各类特殊功能的程序，广义观点是：软件是程序以及开发、使用和维护程序需要的所有文档。
为了简化对复杂的计算机系统的理解，对计算机系统进行了层次结构划分，通常分为微程序机器、传统机器语言机器、操作系统虚拟机、汇报语言虚拟机、高级语言虚拟机等。从不同角度、层次理解机器的功能与使用方法，简化了需要掌握的知识内容。
虚拟机：依赖于一定的系统软件，所体现出的具有某种结构、功能和使用方法的计算机。
计算机组成原理关注传统机器语言机器M1和微程序机器M0，它们是实际机器，所看到的机器功能与结构由硬件电路直接实现。
冯诺依曼关于计算机结构的观点： 1、计算机由五大功能部件组成。 2、指令和数据均用二进制数表示，以同等地位存放于存储器中。 3、存储器按地址进行访问。 4、指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。 5、指令在存储器内按顺序存放，通常被顺序执行，在特定条件下，可根据运算结果或设定的条件改变执行顺序。
6、机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。
现代大部分机器仍采用“存储程序”思想构建，仍属于冯诺依曼结构的计算机。
典型的冯诺依曼计算机以运算器为中心，现代计算机转化为以存储器为中心。
现代计算机可认为由三大部分组成：CPU（包含了运算器和控制器、及高速缓存）、I/O设备及主存储器。CPU和
主存合起来称主机（及电源、总线与I/O接口），I/O设备也称外设。
运算器的核心是算术逻辑单元ALU，控制器的核心是控制单元CU。外存（辅存）属于I/O设备。
第一章知识总结（二）
2017-04-20 马辉 安阳师院mh 存储元件（或称存储基元、存储元）：能存放一位二进制代码“0”或“1”的电路。
存储单元：包含若干存储元，可存放一串二进制代码，通常对每一个存储单元分配一个唯一的单元地址。 存储字：一个存储单元中所存放的二进制代码内容。
存储字长：一个存储字二进制代码的位数。
主存的工作方式就是按存储单元的地址号来实现对存储字各位的存（写入）、取（读出）。这种存取方式称为按地址存取，即按地址访问存储器（访存）。
MAR：存储器地址寄存器，用来存放欲访问的存储单元的地址。
MDR：存储器数据寄存器，用来存放从存储单元读出的代码或准备写入某存储单元的代码，其位数与存储字长相等。
如若MAR为16位，MDR为32位，则配套存储容量为2的16次方 乘于32位，即2Mb或256KB。
ALU：算术逻辑单元
ACC（或A、或AC）：累加器 MQ：乘商寄存器 X：操作数寄存器
PC：程序计数器，存放欲执行指令的地址。
IR：指令寄存器，存放当前正执行的指令代码。
CU：控制单元，分析当前指令所需完成的操作，并发出各种微操作命令序列，用以控制所有被控对象。
机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU中的通用寄存器位数一致。
存储容量：包括主存容量和辅存容量，存储器能存放二进制代码量的表示。可以用总位数表示，或用字节数表示，主存更通常用单元数乘于存储字长表示。
主频：CPU工作所使用的时钟信号的频率。主频取导为时钟周期，表示一个时钟信号持续的时间长度。 MIPS：每秒钟执行多少百万条指令。（GIPS）
CPI：执行一条指令所需的时钟周期个数。
FLOPS：每秒浮点运算次数。（MFLOPS或GFLOPS或TFLOPS） 第二章知识总结
2017-04-21 马辉 安阳师院mh 1946年，第一台电子数字计算机ENIAC诞生于美国宾夕法尼亚大学，它采用电子管构造，使用十进制运算。
早期计算机的更新换代集中体现在组成计算机基本电路的元器件上，按此可以把计算机发展分为：第一代，电子管计算机；第二代，晶体管计算机；第三代，中小规模集成电路计算机；第四代，大规模、超大规模集成电路计算机。
现代计算机作为一门独立学科迅猛发展，是由于微处理器的出现、软件技术的完善及应用范围的不断扩宽所带来的必然结果。
1971年，美国Intel公司研制成世界上第一个4位的微处理器芯片4004。
摩尔定律：微芯片上集成的晶体管数目每3年翻两番。
微型计算机的发展在很大程度上取决于微处理器的发展，而微处理器的发展又依赖于芯片集成度和处理器主频的提高。
计算机的应用： 科学计算 数据处理
计算机控制（工业控制、实时控制等） 网络应用（电子商务、网络教育、电子政务等）
多媒体应用（电子动画、虚拟现实等） 办公自动化 管理信息系统
CAD / CAM / CIMS / CAI
人工智能（模式识别、语音识别、专家系统、机器人、自然语言理解等）
第三章知识总结（一）
2017-05-02 马辉 安阳师院mh 总线：是连接多个部件的信息传输线，是各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，理论上，允许多个部件同时从总线上接收相同的信息。
从不同角度可以有不同的总线分类方法：
按数据传送方式：并行传输总线和串行传输总线
按总线使用范围：计算机总线、测控总线、网络通信总线
按传输方向：单向总线和双向总线 按连接部件的不同：片内总线、系统总线、通信总线
片内总线：为并行总线，该组线路可传各种类型信息
系统总线：为并行总线，按传输信息的不同，再分为数据总线、地址总线和控制总线三个组成部分。 通信总线越来越多用串行总线
总线的使用要考虑如下总线特性：机械特性、电气特性、功能特性、时间特性
总线的性能指标最重要的是总线带宽（或叫总线数据传输率），单位时间内总线上传输数据的位数，以每秒传输多少位或多少字节表示。 注意区分MBps和Mbps
关键因素：一秒能传多少次，每次能传多少位。
总线标准：
ISA：工业标准结构总线 EISA：扩充的工业标准结构总线 VESA：视频电子标准协会总线 PCI：外围部件互连总线 AGP：加速图形端口总线 USB：通用串行总线 PCI-Express总线 RS-232C总线
第三章知识总结（二）
2017-05-03 马辉 安阳师院mh 总线主设备：对总线有控制权的设备或模块
总线从设备：没有总线控制权，只能响应主设备发来的总线命令的设备或模块 理解：
1、在有些系统中主设备、从设备不是固定的
2、主设备不一定就是向总线发送数据信息的设备
总线判优控制（总线仲裁）：分配总线控制权，决定谁是主设备
判优控制分为集中式和分布式两大类 集中式细分为：
1、链式查询：需三根线完成控制，但优先级固定，对故障敏感 2、计数器定时查询：优先级灵活 3、独立请求：需2n根线完成控制，速度最快
通常将完成一次总线操作的时间称为总线周期，可分为4个阶段
申请分配阶段；寻址阶段；传数阶段；结束阶段
但对只有一个主设备的简单系统，可只需寻址和传数两个阶段。
总线通信控制主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调如何配合。通常用四种方式：同步通信、异步通信、半同步通信、分离式通信。
同步通信：通信双方由统一时标信号控制数据传送。（按双方工作速度，确定一个时间标准，对双方动作的时间配合固定下来，什么时间就该干什么，完成通信过程，理论上任何设备间都可采用，通常用在速度较一致的设备间。）
异步通信：没有公共的时钟标准，允许双方速度不一致，采用应答信号（握手信号）联络，决定双方的操作。
异步通信的应答方式按联系紧密程度分不互锁、半互锁和全互锁三种。
异步并行通信中有专门线路传输应答信号，但异步串行通信中为传输应答信号和信息，通常要约定传输字符格式，如：1个起始位（低电平），5～8个数据位，1个奇偶校验位，1或1.5或2个终止位（高电平）。传送时起始位后面紧跟的是传送字符的最低位。起始位至终止位构成一帧。
计算机组成原理(第二版)唐朔飞----各章节知识点
