計算機組成原理復習提綱

第1章計算機系統(tǒng)概論馮。諾依曼計算機的特點P3CPI以及與執(zhí)行時間的關系P17CPI：執(zhí)行一條指令所需的平均時鐘周期數(shù)；MIPS：每秒百萬指令數(shù)，即單位時間內執(zhí)行的指令數(shù)；第2/3章運算方法和運算器補碼的特點：P34例2.14IEEE754浮點數(shù)標準P41C語言中的數(shù)據(jù)類型P37掌握定點數(shù)的補碼加減法和溢出判斷P86、87；運算器ALU的功能：邏輯運算和算術運算3補碼特點0有唯一的表示法數(shù)據(jù)表示范圍定點小數(shù)：-1≤X<1定點整數(shù):-2n≤X<2n

（若n=3，則-8≤X<8）加減運算規(guī)則[X±Y]補＝[X]補±[Y]補

(mod2)只要結果不溢出，可將補碼符號位與數(shù)值位一起參與運算。4例2：x＝＋1101，ｙ＝＋0110，求ｘ－ｙ。判斷是否溢出，并給出相應的Z（零標志）、V（溢出標志）和C（進位標志）。解:[ｘ]補＝01101，[ｙ]補＝00110，[－ｙ]補＝11010[ｘ－ｙ]補＝[ｘ]補＋[－ｙ]補＝01101＋11010

＝100111

＝00111

∴ｘ－ｙ＝＋011101101＋)11010100111Cn=Cn-1=1；V=1⊕1=0，即結果無溢出。Z=0,V=0,C=1第4章內部存儲器存儲器容量的擴展方法P143/P73（白）Cache-主存地址映射方法，組相聯(lián)映射P157分段式存儲器的特點P181、18203二月202467.主存與cache的地址映射地址映射的方式全相聯(lián)映射、直接映射、組相聯(lián)映射7主存中的任意字塊可調進cache的任一行中；1、全相聯(lián)映射主存塊地址塊內地址s位w位在主存塊寫入Cache時，同時將塊地址存于cache行的標記部分中；特點：沖突概率小，Cache的利用高。比較器難實現(xiàn)，需要一個訪問速度很快代價高的相聯(lián)存儲器。適用于小容量的Cache00162103564785906171301561277位標記位2位塊內地址行號標記tagCAM主存塊號主存地址格式：92、直接映射主存中的每一塊數(shù)據(jù)只能調入Cache的特定行中；設Cache有m行，主存塊號

j=t*m+i,只能調入cache的第i行中。只需記錄商t就可定位主存塊號j。主存標記tCache行號i塊內地址s位w位s-r位r位特點：硬件簡單,成本低。如果塊號相距m整數(shù)倍的兩個塊存于同一cache，會發(fā)生沖突?？赡苄枰l繁置換數(shù)據(jù)。適合大容量Cache00(0)10(0)21(10)3456715(127)0110181274位標記位3位行號2位塊內地址行號標記tagCAM主存塊號主存地址格式：11組相聯(lián)映射是直接映射和全相聯(lián)映射的一種折中方案。將Cache中的行等分為若干組，主存中的每一塊只能映射到Cache的特定組中，但是可調入到該組的任一行中；組間為直接映射，組內為全相聯(lián)映射。Cache一組包含v行，稱為v路組相聯(lián)映射。3、組相聯(lián)映射12組數(shù)主存地址格式特點：靈活性：比直接映射靈活（主存可映射到組內任一塊）；快速性：比全相聯(lián)比較次數(shù)少，只需組內全部比較；主存標記Cache組號塊內地址s-r位r位w位s位0110181274位標記位3位組號2位塊內地址組號標記tagCAM主存塊號主存地址格式：001121(10)2(18)3456715(127)第5章指令系統(tǒng)指令格式、操作碼的擴展P201，例5.1指令的格式、助記符、機器碼的關系PC的位數(shù)和什么相同RISC指令系統(tǒng)的特點P204/P121(白中英)15指令的一般格式指令字（簡稱指令）表示一條指令的機器字。指令格式指令字用二進制代碼表示的結構形式，由操作碼字段和地址碼字段組成。操作碼字段：表征指令的操作特性與功能；地址碼字段：通常指定參與操作的操作數(shù)的地址。操作碼字段OP地址碼字段A160000A1A2A3......1110A1A2A3

11110000A1A2......11111110A1A2

111111110000A1......111111111110A111111111

11110000......11111111

1111

111115條三地址指令15條二地址指令15條一地址指令16條零地址指令此指令系統(tǒng)共具有61條指令4位操作碼8位操作碼12位操作碼16位操作碼操作碼擴展舉例第6/7章中央處理機PSWR程序狀態(tài)字寄存器指令和微指令的關系CPU控制器的兩種類型和特點流水段時間的設置P288流水線的冒險以及數(shù)據(jù)冒險的分析P296非常簡單CPU的設計(卡帕里第六章習題1、2)微指令的格式和控制存儲器的容量18機器指令與微指令的關系一條機器指令對應一個微程序，一個微程序由若干條微指令序列組成的；從指令與微指令，程序與微程序，地址與微地址的一一對應關系來看，前者與內存有關，后者與控制存儲器有關。19順序控制部分的P1、P2為判別測試標志；若為00，則順序尋址微指令；若為01、10，則跳躍尋址微指令。直接地址20~23位順序尋址時，直接地址即為下一條微指令地址；跳躍尋址時，則要對直接地址修改，得到下條微指令地址；微指令基本格式20

例.已知某計算機采用微程序控制方式，其控存容量為512×32位，微程序可以在控存中實現(xiàn)轉移，可控制微程序轉移的條件有6個，采用直接編碼方式，后繼微指令地址采用多路轉移方式。微指令字長32位，格式如下，請說明微指令中3個字段分別應為多少位。由控存單元數(shù)可知共512個，則每個控存單元地址位為9位，則微指令中的后繼微指令地址位數(shù)為9位；可控制微程序轉移的條件為6個，且按照直接控制編碼，則測試條件位數(shù)為6位；剩下的為操作控制字段可用位數(shù)32－9－6＝17位；微操作編碼測試字段下址第6章總線系統(tǒng)總線帶寬（數(shù)據(jù)傳輸率）P333/P185(白)2、有關總線標準的正確描述P344：A、引入總線標準便于設備互換和新設備的添加B、主板上的處理器總線和存儲器總路線通常是專用總線C、I/O總線通常是標準總線，所以PCI總線是標準總線22(1)某總線在一個總線周期中并行傳送4個字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設一個總線周期等于4個總線時鐘周期，總線時鐘頻率為33MHz，則總線帶寬是多少?一個總線周期

T=4/f=4/(33×106)一個總線周期的傳送的數(shù)據(jù)量D=4B總線帶寬Dr=D/T=D×1/T=D×f/4=4B×33×106/4s=33MB/s(2)