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ByTouchkiss2014-1-13第一章计算机系统概论理解：计算机软硬件概念；P3所谓“硬件”，是指计算机的实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备的实物组成，如主机、外部设备等。所谓“软件”，它看不见摸不着，由人们事先编制的各种具有各类特殊功能的程序组成。理解：计算机系统的层次结构；ByTouchkiss2014-1-13掌握：计算机的基本组成；冯·诺依曼计算机的特点；计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。P7冯诺依曼计算机的特点P8计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成。指令和数据均用二进制数表示。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。指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。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。掌握：高级语言、汇编语言、机器语言各自的特点高级语言：这类语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性。汇编语言：用符号表示操作，并用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序。机器语言：用户必须用二进制代码来编写程序。要求程序员对他们所使用的计算机硬件及其指令系统十分熟悉，编写程序难度很大，操作过程也极容易出错。掌握：计算机的硬件框图及工作过程；ByTouchkiss2014-1-13掌握：计算机硬件的主要技术指标。机器字长：指CPU一次能处理的数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。存储容量=存储单元个数X存储字长。运算速度：第二章计算机的发展及应用了解：计算机的产生、发展及应用1.电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模和超大规模集成电路计算机。掌握：摩尔定律及其应用范围第三章系统总线12（选择、填空）理解：总线的基本概念；总线上信息的传送（点对点传输、广播传输、串行传输、并行传输）1.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。P41理解：总线的分类；ByTouchkiss2014-1-13总线的分类：按数据传送方式可分为并行传输总线和串行传输总线。在并行传输总线中，又可按传输数据宽度分为8位、16位、32位、64位等传输总线。若按总线的适用范围划分，则又有计算机（包括外设）总线、测控总线、网络通信总线等。片内总线：是指芯片内部的总线，如在CPU芯片内部，寄存器与寄存器之间、寄存器与算逻单元ALU之间都由片内总线连接。系统总线：是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。又称板级总线或板间总线。按系统总线传输信息的不同，又可分为三类：数据总线、地址总线和控制总线。了解：总线特性、性能指标、总线标准；总线特征：P45机械特征：之宗现在机械连接方式上的一些性能，如插头与插座使用的标准，他们的几何尺寸、形状、引脚的个数以及排列的顺序，接头处的可靠接触等。电气特征：是指总线的每一根传输线上信号的传递方向和有效的电平范围。通常规定由CPU发出的信号称为输出信号，送入CPU的信号成为输入信号。功能特性：是指总线中每根传输线的功能，例如：地址总线用来指出地址码：数据总线用来传递数据；控制总线发出控制信号等。时间特性：是指总线中的任一根线在什么时间内有效。性能指标：总线宽度、总线带宽、时钟同步、总线复用、信号线数、总线控制方式、其他指标（负载能力、电源电压、总线宽度能否拓展）等。P46总线标准：可视为系统与各模块、模块与模块之间的一个互连的标准界面。P47目前流行的总线标准：ISA总线、EISA总线、VESA总线、PCI总线、AGP总线（显卡）、RS-232C总线、USB总线。P48理解：总线结构；1.总线结构通常可分为单总线结构和多总线结构两种。P52掌握：总线的判优控制（链式、计数器、独立请求）总线判优控制可分为集中式和分布式两种，前者将控制逻辑集中在一处（如在CPU中），后者将控制逻辑分散在与总线连接的各个部件或设备上。P57常见的集中控制优先权仲裁方式：链式查询（最不稳定）、计数器定时查询和独立请求方式（最稳定）。掌握：总线通信控制的四种方式，会计算波特率。总线通信控制的四种方式：同步通信、异步通信、半同步通信和分离式通信。计算波特率：ByTouchkiss2014-1-13掌握概念：总线复用、异步通信总线复用：一条信号线上分时传送两种信号。例如，通常地址总线与数据总线在物理上是分开的两种总线，地址总线传输地址码，数据总线传输数据信息。为了提高总线的利用率，优化设计，特将地址总线和数据总线共用一组物理线路，在这组物理线路上分时传输地址信号和数据信号，即为总线的多路复用。P46异步通信：异步通信克服了同步通信的缺点，允许各模块速度的不一致性，给设计者充分的灵活性和选择余地。它没有公共的时钟标准，不要求所有部件严格的统一操作时间，而是采用应答方式（又称握手方式），即当主模块发出请求信号时，一直等待从模块反馈回来“响应”信号后，才开始通信。当然，这就要求主、从模块之间增加两条应答线。异步通信的应答方式又可分为不互锁、半互锁和全互锁三种类型。P61第四章存储器26（选择、填空、简答或计算、设计）掌握：存储器分类和存储器的层次结构（速度、容量、价格）；存储器分类：P68按存储介质分类：半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器。按存取方式分类：随机存储器RAM、只读存储器ROM、串行访问存储器按在计算机中的作用分类：主存储器、辅助存储器、缓冲存储器。层次结构：存储系统层次结构主要体现在缓存-主存和主存-辅存这两个存储层次上。P71掌握：主存储器的基本组成、性能指标（容量、速度、带宽）主存储器：现代计算机的主存都由半导体集成电路构成，图中的驱动器、译码器和读写电路均制作在存储芯片中，而MAR和MDR制作在CPU芯片内。P73ByTouchkiss2014-1-13性能指标：速度、容量和每位价格。掌握：半导体存储芯片的结构和译码驱动方式（线选法、重合法）P76理解：SRAM和DRAM的读写原理ByTouchkiss2014-1-13掌握：DRAM的刷新方式（集中、分散、异步）集中刷新是在规定的一个刷新周期内，对全部存储单元集中一段时间逐行进行刷新，此刻必须停止读/写操作。分散刷新：是指对每行存储单元的刷新分散到每个存取周期内完成。异步刷新：ByTouchkiss2014-1-13了解：只读存储器、可区分不同ROM类型的使用特性（掌握如下缩写对应的中文MROM、PROM、EPROM、EEPROM、FlashROM）掩模ROM（MROM）：用户无法改变原始状态。PROM：是可以实现一次性编程的只读存储器，不得再修改。EPROM：是一种可擦除可编程的只读存储器。（紫外线照射只能一次全部擦除或者用电气方法可局部擦写）。EEPROM：电可擦除只读存储器。FlashROM：闪存。掌握：存储器容量与寻址范围计算位扩展：是指增加存储字长，例如2片1K*4位芯片可组成1K*8位的存储器。字扩展：是指增加存储器字的数量，例如2片1K*4位芯片可组成2K*4位的存储器。字、位扩展：both掌握：存储器与CPU的连接（会设计、会画图）；12.画出用1024×4位的存储芯片组成一个容量为64K×8位的存储器逻辑框图。要求将64K分成4个页面，每个页面分16组，指出共需多少片存储芯片。解：设采用SRAM芯片，则：总片数=（64K×8位）/（1024×4位）=64×2=128片题意分析：本题设计的存储器结构上分为总体、页面、组三级，因此画图时也应分三级画。首先应确定各级的容量：页面容量=总容量/页面数=64K×8/4=16K×8位，4片16K×8字串联成64K×8位组容量=页面容量/组数=16K×8位/16=1K×8位，16片1K×8位字串联成16K×8位组内片数=组容量/片容量=1K×8位/1K×4位=2片，两片1K×4位芯片位并联成1K×8位存储器逻辑框图：掌握：存储器的校验（奇偶校验、CRC校验）；掌握：顺序存储、交叉存储带宽计算ByTouchkiss2014-1-13掌握：Cache的基本结构及工作原理、Cache-主存地址映射（直接、全相联、组相联）；掌握：Cache的命中率、平均访问时间、Cache–主存系统效率的计算理解：Cache的替换算法；第五章输入输出系统（选择）了解：输入输出系统的发展概况及组成、I/O与主机的编址方式、传送方式、联络方式以及设备寻址；早期阶段：I/O设备与主存交换信息都必须通过CPU。接口模块和DMA阶段：这个阶段I/O设备通过接口模块与主机连接，计算机系统采用了总线结构。具有通道结构的阶段：大中型机中采用I/O通道的方式来进行数据交换。具有I/O处理机的阶段：输入输出系统的组成：由I/O软件（I/O指令和通道指令）和I/O硬件组成。ByTouchkiss2014-1-13I/O软件主要任务：将用户编制的程序（或数据）输入主机内。将运算结果输送给用户。实现输入输出系统与主机工作的协调等。I/O设备编址方式：通常将I/O设备码看做地址码，对I/O地址码的编址可采用两种方式：统一编址或不统一编址。统一编址就是将I/O地址看作是存储器的一部分。不统一编址就是指I/O地址和存储器地址是分开的，所有对I/O设备的访问必须有专用的I/O指令。设备寻址：由于每台设备都赋予一个设备号，因此，当要启动某一设备时，可由I/O指令的设备码字段直接指出该设备的设备号。通过接口电路中的设备选择电路，便可选中要交换信息的设备。传送方式：在同一瞬间，n位信息同时从CPU输出至I/O设备，或由I/O设备输入至CPU，这种传送方式称为并行传送。其特点是传送速度较快，但要求数据线多。若在同一瞬间只传送一位信息，在不同时刻连续逐位传送一串信息，这种传送方式成为串行传送。联络方式：立即响应方式、异步工作采用应答信号联络、同步工作采用同步时标联络。理解：I/O接口的功能及基本组成；程序查询方式的工作原理及程序查询接口电路；程序中断方式的工作原理（中断向量的作用）及程序中断接口电路、DMA方式的特点。第六章计算机的运算方法17（选择、填空、判断、简答或计算）掌握：计算机中有符号数（原码、补码（变形补码）、反码、移码）和无符号数的表示；原码：符号位用0和1表示，数值位即真值的绝对值。反码：符号位不变，原码的数值位按位取反。补码：符号位不变，反码的数值位+1。移码：例如比较21和-21两个数，两个数的反码分别为10101和-10101，两个数的补码分别为10101和101011，直接比较补码会出现-2121，所以给其反码加上2的5次方，得10101+100000=110101，-10101+100000=001011，再比较即可得21-21.由此移码就是[X]移=2n+x（2nx≥-2n）掌握：计算机中数的定点表示和浮点表示（精度、数值范围与尾数及阶码的关系、溢出条件），浮点数的规格化，IEEE754标准；掌握：定点运算（算术移位和逻辑移位、补码加减、原码一位乘法、补码一位乘法（校正法、Booth算法）、定点四则运算的硬件实现）；掌握：浮点四则运算（加、减、乘、除）；ByTouchkiss2014-1-13ByTouchkiss2014-1-13理解：ALU的工作原理；理解：进位链结构。ByTouchkiss2014-1-13第七章指令系统14（选择、填空、判断）掌握：机器指令的一般格式；扩展操作码技术；机器指令的一般格式：指令由操作码和地址码两部分组成。了解：操作数类型和操作类型；操作数类型：地址、数字、字符、逻辑数据等。操作类型：数据传送、算术逻辑操作、移位、转移（无条件转移、条件转移、调用与返回、陷阱与陷阱指令）、输入输出、其他（等待指令、停机指令、空操作指令、开中断指令、关中断指令、置条件码指令等）。二地址指令：存储器-存储器型、寄存器-寄存器型、存储器-寄存