记组知识点

概述

计算机组成

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两种信息流

  1. 控制信息流
  2. 数据信息流

控制信息流包括指令信息，状态信息，时序信息，这些信息组合产生各类控制信号，对数据进行加工处理，控制数据信息流向，实现计算机各项功能。

诺依曼体系结构计算机特点

  1. 硬件由五大部分组成：

运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备

  1. 软件以二进制编码表示

  2. 采用存储程序

    所有程序预先存放在存储器中，此为计算机高速自动基础

    存储器采用一维线性结构

    指令采用串行执行方式

    控制流（指令流）驱动方式

从软硬件组成角度划分层次结构

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机器、汇编、高级语言

机器语言

一种用二进制代码表示计算机语言，机器直接执行用机器语言编写的程序

汇编语言

一种用助记符表示的与机器语言对应语言，用汇编语言编写程序经过汇编后才能被执行

高级语言

一种接近人类自然语言的与计算机结构无关的语言，用高级语言编写的程序经过解释和编译才能执行

编译、解释、汇编程序

编译程序

先完整编译后运行的程序，编译程序把高级语言源程序作为输入，进行翻译转换，产生出机器语言的目标程序，然后让计算机去执行这个目标程序，得到计算结果

解释程序

一句一句翻译，且边翻译边执行程序，是高级语言翻译程序一种，将源语言书写源程序作为输入，解释一句提交计算机执行一句，不形成目标程序

汇编程序

用汇编语言写的程序，与编译程序，解释程序不是一个概念

编译和翻译区别

前者生成目标代码，后者不生成

数的表示和运算

定点数的表示运算

有无符号数表示

计算机参与运算的机器数有两大类：无符号数和有符号数

无符号数

全部二进制位均为数值位，没有符号位，相当于数的绝对值

机器字长8位，数表示范围 0~255

有符号数

机器中，数的正负无法识别，有符号数用0表示正，1表示负，二进制数最高位为符号位

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机器数定点表示

定点小数

定点小数是纯小数，约定小数点位置在符号位之后，有效数值部分最高位之前

定点整数

定点整数是纯整数，约定小数点位置在有效数值最低位之后

原 反 补 移

原码表示法

机器数最高位表示符号，其余各位表示绝对值

字长 n+1 ，原码表示范围 -(1-2^-n) <= x <= 1-2^-n，关于原点对称

反码表示法

负数：符号位不变，数值位取反

反码作为由原码求补码或由补码求原码的中间过渡

字长 n+1 ，反码表示范围 -(1-2^-n) <= x <= 1-2^-n，关于原点对称

补码表示法

负数：符号位不变，数值位取反加1

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移码表示法

移码常用来表示浮点数阶码，只能表示整数

补码到移码：符号位取反，其他不变

补码加减

加法两数补码直接相加

减法正数加负数

补码运算结果还是补码，转换为原码十进制数

溢出判断

参加操作两个数符号相同，结果符号改变，则溢出

浮点数表示运算

浮点数表示

阶符+阶码数值部分+数符+尾数数值部分

规格化浮点数

规格化后

正数：0.1xxxxx

负数：1.1xxxxx

定 浮点数区别

浮点数表示范围大，精度低，运算复杂，不一定溢出

浮点数加减

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存储器

分类

按计算机作用分类

主存储器

主存，内存，用来存放计算机运行所需大量程序和数据

辅助存储器

外存，存放暂时不用的程序和数据，一些永久性保存信息

高速缓冲存储器

cache，位于主存和CPU之间，存放正在执行的程序段和数据，使CPU高速使用他们，存取速度与CPU速度相匹配，存储容量小，价格高

按存储介质分类

磁盘，存储器，光盘

按存取方式分类

随机存储器 RAM

存储器任何存储单元内容可以随机存取，存取时间和存储单元物理位置

只读存储器 ROM

存储器内容随机读出不能写入

按信息可保存性分类

易失性存储器

非易失性存储器

破坏性读出

非破坏性读出

性能指标

存储容量

存储字数 × 字长

单位成本

总成本 / 总容量

存储速度

数据宽度 / 存储周期

存储时间不等于存储周期

存储器层次化结构

解决存储系统大容量高速度低成本矛盾，计算机系统中，采用多级存储器结构

价格低，速度变慢，容量变大

半导体随机存储器

主存由DRAM实现，靠处理器那一层由SRAM实现

ROM属于非易失性存储器

SRAM

静态随机存储器，存取速度快，集成度低，功耗大，一般用来组成高速缓冲存储器

DRAM

动态随机存储器容易集成，价位低，容量大，功耗低，存取速度慢，大容量主存系统

刷新方式

集中刷新，分散刷新，异步刷新

主存和CPU连接

主存通过数据总线，地址总线，控制总线，CPU连接

地址总线位数决定可寻址最大内存空间

扩展主存容量：位扩展法，字扩展法，字位同时扩展法

程序访问局部性原理：时间局部性，空间局部性

cache和主存映射方式

地址映射不同于地址变换

直接映射

全相联映射

组相联映射

指令系统

指令格式

指令是指示计算机执行某种操作命令，程序由一条条指令构成

一条指令由操作码字段和地址码字段构成

指令基本格式

零地址指令

一地址指令

寻址方式

指令寻址

数据寻址

常见数据寻址

隐含寻址

立即寻址

直接寻址

间接寻址

寄存器寻址

寄存器间接寻址

CPU

功能

运算器和控制器组成CPU

指令控制

操作控制

时间控制

数据加工

中断处理

IO系统基本概念

输入输出系统

外部设备传送到主机叫输入

反之输出

IO设备

  1. 外部设备
  2. 接口
  3. 输入设备
  4. 输出设备
  5. 外存设备
posted @ 2022-06-07 19:31  鱼子酱caviar  阅读(273)  评论(0)    收藏  举报