計算機組成原理 復習資料

1、復習資料第一章第一章計算機系統(tǒng)概論計算機系統(tǒng)概論1計算機的產(chǎn)生–1945年美國數(shù)學家馮.諾依曼博士發(fā)表《電子計算工具邏輯設計電子計算工具邏輯設計》論文，提出二進制表達方式和存儲程序控制計算機構想。–1946年美國賓西法尼亞大學研制成功世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC。重28噸，耗電150kW，占地170平米，用電子管18800個，每秒5000次加法。2計算機發(fā)展的幾個階段：電子管計算機、晶體管計算機、集成電路計算機、大規(guī)模集成電路計

2、算機、人工智能計算機。3微處理器的發(fā)展：第一代（4位4004、4位4040、8位8008）；第二代（8080、MC6800、6501、6502）；第三代（16位Intel8086，數(shù)據(jù)總線16位，地址總線20位，直接尋址范圍1MB）；第四代（32位80386，32位數(shù)據(jù)總線和32位地址總線，尋址4GB）；第五代（奔騰P5）；第六代（P6，高速奔騰PentiumPro），第七代（Itanium）。4摩爾定律：微型計算機的發(fā)展是以微處理器的

3、發(fā)展來表征的，微處理器的集成度每隔微型計算機的發(fā)展是以微處理器的發(fā)展來表征的，微處理器的集成度每隔18個月就會翻一番，芯片的性能也隨之提高一倍個月就會翻一番，芯片的性能也隨之提高一倍。5計算機的分類：（用途劃分）通用計算機和專用計算機；（信息形式和處理方式劃分）數(shù)字計算機、模擬計算機和數(shù)字模擬混和計算機；（規(guī)模劃分）巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機和單片機。6計算機的特點：快速性、通用性、準確性、邏輯性。7計算機的應用：科學計算、

4、實時控制、信息處理、計算機輔助技術（CAD、CAM、CAT、CAI）、辦公自動化、家用電器、人工智能。8計算機系統(tǒng)是由計算機硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)以及通信網(wǎng)絡組成的一個整體系統(tǒng)。9計算機的五大組成部件：運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備。核心是運算器。10存儲單元：計算機中保存一個字節(jié)的8位觸發(fā)器。每個單元對應編號稱為存儲單元地址。11軟件系統(tǒng)：為運行、維護、管理、應用計算機所編制的所有程序及文檔的總和。分為?系統(tǒng)軟件：包括操作系統(tǒng)

5、（如DOS、Windows、OS2、UNIX和Ware等）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、語言處理程序、服務性程序。?應用軟件：為解決各實際問題而編制的程序。12馮.諾依曼機具有如下基本特點：①計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五部分組成；②采用存儲程序的方式采用存儲程序的方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一存儲器中，由指令組成的程序可以修改；③數(shù)據(jù)以二進制碼表示數(shù)據(jù)以二進制碼表示；④指令由操作碼和地址碼組成；⑤指令在存儲器中按執(zhí)行順序存放指令在

6、存儲器中按執(zhí)行順序存放，由指令計數(shù)器指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序替增；⑥機器以運算器為中心，數(shù)據(jù)傳送都經(jīng)過運算器。要點：二進制數(shù)制和按照程序順序執(zhí)行。13虛擬機：通過配置軟件擴展功能后形成的與實際機無關的機器。它將提供給用戶的功能抽象出來，脫離了物理機。14計算機的語言④若CF=1，則運算結果的最高位產(chǎn)生了進位或借位；若CF=0，則運算結果未產(chǎn)生進位或借位。⑤若運算結果（低8位）中“1”的個數(shù)為偶數(shù)時候，PF=1；否則PF

7、=0。18控制標志①當中斷允許標志IF=1時，CPU開中斷，即CPU響應外設的中斷請求；當IF=0時，CPU關中斷，即CPU不響應外設的中斷請求。②當跟蹤標志TF=1時，CPU處于單步工作方式，即每執(zhí)行完成一條指令后，CPU自動產(chǎn)生類型為1的中斷，是程序單步執(zhí)行；當TF=0時，則CPU處于連續(xù)工作方式。③方向標志DF：當DF＝0時，執(zhí)行串操作指令后，變址寄存器自動遞增，當DF＝1時，則動遞減。即該標志可控制地址朝增加的方向或減少的方向改

8、變。19存儲單元地址：8086系統(tǒng)中，為了標識和存取每一個存儲單元，給每個存儲單元規(guī)定一個編號，這就是存儲單元的物理地址（簡稱PA）。20物理地址的形成物理地址的形成8086CPU的地址線是20位的，這樣最大可尋址空間應為220=1MB，其物理地址范圍從00000H～FFFFFH。而8086CPU寄存器都是16位的。那么，這1MB空間如何用16位寄存器表達呢？根據(jù)要求可把根據(jù)要求可把1M字節(jié)地址空間劃成若干邏輯段。每個邏輯段必須滿足兩個

9、條件：字節(jié)地址空間劃成若干邏輯段。每個邏輯段必須滿足兩個條件：①邏輯段的起始地址（簡稱段首址）必須是邏輯段的起始地址（簡稱段首址）必須是16的倍數(shù)，這就使段首址的最低的倍數(shù)，這就使段首址的最低4位總為位總為0，高，高16位正好裝入一個段寄存器中；位正好裝入一個段寄存器中；②邏輯段的最大長度為邏輯段的最大長度為64K，這樣某單元在段內(nèi)的相對位置可用，這樣某單元在段內(nèi)的相對位置可用16位段內(nèi)偏移地址表示。位段內(nèi)偏移地址表示。由于CPU只設置

10、了4個段寄存器，因此，CPU在當前某一時刻最多只能訪問4個段，即當前代碼段、當前堆棧段、當前數(shù)據(jù)段和當前附加數(shù)據(jù)段，它們的首址分別由CS、SS、DS、ES給出。物理地址=16D段地址段內(nèi)偏移地址PA＝（＝（CS）左移）左移4位＋（＋（IP）PA＝（＝（SS）左移）左移4位＋（＋（SP）PA＝（＝（DS或ES）左移）左移4位＋該變量的偏移地址＋該變量的偏移地址21堆棧是在主存中開辟的一片數(shù)據(jù)存儲區(qū)，這片存儲區(qū)采用的存儲方式是一端固定，另一

11、端堆活動。堆棧中數(shù)據(jù)的存取是遵循“先進后出”的原則。2280X86CPU有三種工作模式：實模式(RealMode)、保護模式(ProtectedMode)和系統(tǒng)管理模式SMM（SystemManagementMode）。23從器件角度看，計算機經(jīng)歷了五代變化。但從系統(tǒng)結構看，至今絕大多數(shù)計算機仍屬于（B）計算機。A并行B馮諾依曼C智能D串行24馮諾依曼機工作的基本方式的特點是（B）。A多指令流單數(shù)據(jù)流B按地址訪問并順序執(zhí)行指令C堆棧操作