重點和難點計算機組成原理

1、第一章第一章計算機系統概論計算機系統概論重點本章重點突出計算機組成的概貌和框架，由此簡潔明了地了解計算機內部的工作過程實際上是指令流和數據流在此框架內由IO→存儲器→CPU→存儲器→IO的過程，是通過逐條取指令、分析指令和執(zhí)行指令來運行程序的。同時要了解到當今計算機盡管發(fā)展到千變萬化的程度，但其最根本的組成原理還是基于馮諾依曼的結構。1.馮諾依曼體系結構存儲程序和程序控制是馮諾依曼型計算機的設計思想。存儲程序的概念是將解題程序（連同必須

2、的原始數據）預先存入存儲器；程序控制是指控制器依據存儲的程序控制全機自動、協調地完成解題任務。馮諾依曼體系結構開創(chuàng)了程序設計的時代，到目前為止，絕大多數計算機仍沿用這一體制。2.計算機的結構和功能(1)功能從本質上來說，計算機的結構和功能運作都很簡單?；竟δ埽簲祿幚?、數據存儲、數據傳送、控制。(2)結構計算機是以某種方式與其外部環(huán)境交互的實體。概括地說，與外部環(huán)境的所有連接可以劃分為外圍設備和通信線路。主要有4種結構組件：中央處理單

3、元（CPU）：控制計算機的操作并完成數據處理主存儲器：存儲數據IO：在計算機及其外部環(huán)境之間傳輸數據系統互連：為CPU、主存和IO之間提供某些通信機制難點本章概念、名詞較多，這些只是為進一步深化學習打下基礎，因此嚴格講本章沒什么難點，只要建立計算機組成的框架即可。對指令和數據都以0或1代碼存于存儲器中，計算機如何區(qū)分它們這一問題，應特別注意重點理解。第二章計算機的發(fā)展和應用第二章計算機的發(fā)展和應用重點了解從1946年ENIAC誕生到二十

4、世紀五、六十年代，由于構成計算機的元器件發(fā)展變化（由電子管→晶體管→集成電路），使計算機的性能有了很大提高，每隔6至7年，計算機便更新換代一次，運算速度約提高一個數量級。而到了二十世紀七十年代，自從Intel公司生產了第一個微處理器芯片后，隨著集成度成倍的提高，以每隔18個月芯片上的晶體管數就翻一番的速度使計算機得到極為廣泛的應用，以至整個社會從制造時代進入到信息時代，出現了知識大爆炸，從而要激發(fā)學習本課程的積極性和主動性。第三章系統總

5、線第三章系統總線重點要求了解隨著計算機的發(fā)展，應用領域的不斷擴大，IO設備的種類和數量也越來越多。為了更好地解決IO設備與主機之間連接的靈活性，計算機的結構從分散連接發(fā)展成總線連接。由于各個子系統都通過總線交換信息，這就產生了總線的瓶頸問題，影響了計算機的速度。為了克服總線瓶頸又產生了多總線結構，進一步為了設計簡化，便于維護，有利于批量生產，又提出了各種總線標準。特別是為了解決眾多部件爭用總線，必須對總線進行判優(yōu)控制和通信控制。1.總線

6、仲裁。當多個主設備同時爭用總線控制權時，由總線仲裁部件以優(yōu)先權或公平策略進行仲換策略和命中率。第五章輸入輸出系統第五章輸入輸出系統重點輸入輸出系統是人機對話和人機交互的紐帶和橋梁。由于輸入輸出設備工作速度與計算機主機的工作速度極不匹配.為此，既要考慮到輸入輸出設備工作的準確可靠，又要充分挖掘主機的工作效率，因此要求掌握主機與IO交換的三種控制方式，即程序查詢、程序中斷和DMA，以及它們各自所需的硬件及軟件支持。1.程序中斷方式。中斷：計

7、算機在執(zhí)行正常程序的過程中，出現某些異常事件或某種請求時，處理機暫停執(zhí)行當前程序，轉而執(zhí)行更緊急的程序，并在執(zhí)行結束后自動恢復執(zhí)行原先程序的過程。特點:硬件結構較查詢方式復雜些服務開銷時間較大；主程序與設備并行運行CPU效率較高；具有實時響應的能力。2.中斷處理過程。中斷處理過程為：中斷請求→中斷源識別判優(yōu)→中斷響應→中斷處理→中斷返回中斷源：引起中斷事件的來源。判優(yōu)：找出優(yōu)先級最高的中斷源給予響應。中斷源識別：采用的方法有：①軟件查詢

8、法；②硬件排隊法；③矢量中斷。CPU響應中斷的條件：①至少有一個中斷源請求中斷；②CPU允許中斷；③當前指令執(zhí)行完。中斷響應的工作由硬件自動完成：①關中斷；②保留斷點信息；③轉到中斷處理程序入口。中斷處理由軟件（中斷處理程序）完成。3.DMA傳送方式。解決與CPU共享主存的矛盾。(1)停止CPU訪問內存。CPU效率低；(2)周期挪用。適用于外設讀取周期大于內存存取周期；(3)DMA與CPU交替訪問。適用于CPU工作周期比內存存取周期長得

9、多的情況。難點要對處理中斷的各類軟、硬件技術運用自如；要認清周期竊取的含義；要分清CPU響應中斷和允許周期挪用的時間。第六章計算機的運算方法第六章計算機的運算方法重點要認識到計算機內部的各種運算與人們習慣的運算是不同的，不僅運算方法有差異，就是數的表示也不同。要求掌握計算機中有符號數、無符號數、定點數和浮點數的各種表示，以及移位、定點補碼加減運算、定點原碼一位乘和兩位乘及補碼Booth算法、定點原碼和補碼加減交替除法，以及浮點補碼加減運