2203_75970230的博客

1.I/O接口的作用数据缓冲：通过数据缓冲寄存器（DBR）达到主机和外设工作速度的匹配 错误或状态监测：通过状态寄存器反馈设备的各种错误、状态信息，供CPU查用 控制和定时：接收从控制总线发来的控制信号、时钟信号 数据格式转换：串-并、并-串 等格式转换 与主机和设备通信：实现 主机—I/O接口—I/O设备之间的通信2.I/O接口内部接口：内部接口与系统总线相连，实质上是与内存、CPU相 连。外部接口：外部接口通过接口电缆与外设相连，外部接口的数据传输可能是串行方式，因此I

通常采用I/O指令和通道指令实现主机和I/O设备的信息交换I/O 硬件：包括外部设备、I/O接口 、I/O总线等。I/O接口：又称I/O控制器（I/O Controller）、设备控制器，负责协调主机与外部设备之间的数据传输。但遇到有的商用中型机、大型机可能会接上超多的I/O设备，就明显不适合DMA控制器，故此时采用通道控制方式。等待键盘I/O时CPU可以先去执行 其他程序，键盘I/O完成后I/O控制器向CPU发出。由于每时每刻要CPU进行检查I/O控制器，使CPU忙等的时间太久了。

总线周期长度可变，能保证两个工作速度相差很大的部件或设备之间可靠地进行 信息交换，自动适应时间的配合。请求信号的撤销工作搜到回答的制约，回答信号的撤销工作不收到回答的制约。比同步控制方式稍复杂一些，速度比同步定时方式慢。，这种控制称为总线定时，它的实质是一种。是指总线在双方交换数据的过程中。1.总线传输的四个阶段。1.总线传输的四个阶段。

用来指出数据总线上的源数据或目的数据所在的主存单元或I/O端口的地址， 它是单向传输总线，地址总线的位数与主存地址空间的大小有关。片内总线是芯片内部的总线。为了更好地解决I/O设备和主机之间连接的灵活性问题，计算机的结构从分散连接 发展为总线连接。用来传输各功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器 字长、存储字长有关。传输的是控制信息，包括CPU送出的控制命令和主存（或外设）返回CPU的 反馈信号。系统总线是计算机系统内各功能部件（CPU、主存、I/O接口）之间相互连接的总线。

概念问题，全部由学长的笔记

1.指令流水的定义1.指令流水的定义一条指令的执行过程可以分成。根据计算机的不同，具体的分法也不同。执行：根据操作码字段，完成指令规定的功能，即把运算结果写到通 用寄存器或主存中。2.执行方式2.1顺序执行方式2.2一次重叠执行方式2.3二次重叠执行方式总耗时T = 3t + (n-1)×t = (2+n)t3.流水线的表示方法4.性能指标2.加速比3.效率5.指令流水线影响因素分类每个功能段的时间保持一致，以。

根据控制器产生微操作控制信号的方式不同，控制器可分为硬布线控制器和微操作控制器，两类控制器中的PC和IR是相同的，但确定和表示指令执行步骤的方法以及给出控制各部件运行所需要的控制信号的方案不同。一个微程序包含一个指令的所有微指令，一个机器指令的功能由一段微程序实现。硬件不由微程序直接控制，而是通过存放在第二级控制存储器中的毫微程序来解释的，这个第二级控制存储器就称为毫微存储器，直接控制硬件的是毫微微指令。回答上面的问题：对与所有指令的取指周期、间址周期和后继微地址都是可以共享的。

注意这里取指时间不等于取指周期，一个指令的取指周期可能包括两次取指（当指令字长等于存储字长的2倍时），只有当指令字长等于存储字长时，取指周期等于机器周期。存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间（或读写时间），而连续启动两次独立的“读”或“写”操作（如连续的两次“读”操作）所需的最短时间，称为存取周期（或存储周期）。时钟周期（节拍、T周期）：时钟周期是计算机中最小的时间单位，在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。指令周期取决于执行时间最长的指令的执行时间。

CPU管 理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应的部件， 从而控制这些部件按指令的要求进行动作。如：两个操作数分别来自主存和R$，最后结果存回R$， 那么从主存中取来的操作数直接放入暂存器，就不会 破坏运算前R$的内容。PSW中的这些位参与并决定微操作的形成。如：R0out为1时R$中的数据输出到A端，R0out为0时R$中的数据无法输出到A端。特点：性能较高，基本不存在数据冲突现象，但结构复杂，硬件量大，不易实现。特点：结构简单，容易实现，但数据传输存在较多冲突的现象，性能较低。

这一节直接用学长的思想和笔记

操作码是识别指令、了解指令功能与区分操作数地址内容的组成和使用方法等的关键信息。对使用频率较低的指令，分配较长的操作码，从而尽可能减少指令译码和分析的时间。这里的1为相隔一个指令的具体地址增量，与指令长度和编址方式有关。根据地址码数目不同，可以将指令分为 零地址指令、一地址指令、二地址指令…注：一台计算机只能执行自己指令系 统中的指令，不能执行其他系统的指令。：全部指令的操作码字段的位数不固定，且分散地放在指令字的不同位置上。一台计算机的所有指令的集合构成该机的指令系统，也称为指令集。

空间局部性：在最近的未来要用到的信息(指令和数据)，很可能与现在正在使用的信息在存储空间上是邻近的时间局部性：在最近的未来要用到的信息，很可能是现在正在使用的信息基于局部性原理，不难想到，可 以把CPU目前访问的地址“周围” 的部分数据放到Cache中（使下次访问的速度更快）设tc为访问一次Cache所需时间，tm为访问一次主存所需时间命中率H：CPU欲访问的信息已在Cache中的比率1.先访问Cache，若Cache未命中再访问主存Cache—主存系统的平均访问时间t为：2.同时访问Cache和主存，若C

是将多个独立的物理磁盘组成一个独立的逻辑盘，数据在多个物理盘上分割交叉存储、并行访问，具有更好的存储性能、可靠性和安全性。也就是在某一个块上磨损太多了，可以利用闪存翻译层的映射关系，将逻辑块号映射转移到其他地方。记录密度是指盘片单位面积上记录的二进制的信息量，通常以道密度、位密度和面密度表示。：核心部件是磁头组件和盘片组件，温彻斯特盘是一种可移动头固定盘片的硬盘存储器。是硬盘存储器和主机的接口，主流的标准有IDE、SCSI、SATA等。：磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数，称为数据传输率。

3.1多模块主存储器3.1多模块主存储器这一节直接用的是学长总结的。多模块是一种空间并行技术，利用多个结构完全相同的存储模块的并行工作来提高存储器的吞吐率。常用的有单体多字存储器和多体低位交叉存储器。这是一个内存条和下面的内存条插槽，我们将多个内存条并行工作来增加存储器的。存储器读写数据时，除了存取数据本身的时间之外，存取完还需要一段恢复时间。（这非常重要，芯片的工作可不是无缝衔接的）。存取周期=存取时间＋恢复时间。所以我们并行工作时可以跳过某个内存条的恢复时间去利用下一个内存条存取。

但是CPU很傻，只能有指令才能行动，故要开机后有信息，就必须要将操作系统安装在辅存上，主板上的BIOS芯片（ROM）， 存储了“自举装入程序” ，负责引导装入操作系统（开机）。即便不断电，2ms后信息也会消失，2ms之内必须 “刷新”一次 （给电容充电）减少选通线的数量 有硬件支持，读出一行的信息后重新写入，占用1个读/写周期（刷新相对于进行了读操作），故读写速度相对于SRAM更慢（SRAM没有这个操作，这个操作也被叫做刷新。读出数据，触发器状态保持稳定，是非破坏性读出，无需重写，

对于MOS管而言，当MOS这段的电频为高电平时（1）时，对应就会使之通路，如果电容为此时有电，则就是读出（相对于读出操作），若没有电时，则是写入操作。控制电路：由于只能在译码器只能在稳定的时候才能表示。MAR对于的二进制就对应存储字长，决定在哪一行进行读入。这一节应该是在（二）之前学的，注意一下。片选线的作用：确定此时的电信号是否可用。从出题的角度，将会从判断这里出题。2.1基本的半导体元件及原理。2.1基本的半导体元件及原理。驱动器的作用：把电信号放大。2.2存储芯片的基本原理。选择读入那一个字的数据。

根据内容分类：CAM（相联存储器）：即可以按内容访问的储存器，可以按照内容检索到储存位置进行读写，“快表”就是一种相联存储器。Cache和主存储器（内存和外存）可被CPU读写，辅助存储器（辅存、外存）需要调用于主存，才能杯CPU读写。运行速度：CPU>寄存器>Cache>主存>磁盘>磁盘和光盘。辅存的数据要调入主存后才能被CUP，与操作系统的进程进行联动。主存-辅存:实现了虚拟系统，解决了主存容量不够的问题。Cache-主存：解决了主存与CPU速度不匹配的问题。1.储存器的层次结构。1.储存器的层次结构。

日常生活中整数的小数点固定在最右方，可省略不写；而实数的小数点位置不固定，计算机内部数据中每一位只能是0或1，不可能出现小数点，因此计算机表示小数点通过约定小数点的位置实现。因为任一个浮点数都可以由一个定点小数和一个定点整数来表示，所以只需要考虑定点数的编码表示。其缺点是：0的表示不唯一，给使用带来不便，并且原码运算中符号根数值部分必须分开处理。原码表示的优点是：与真值的对应关系直观、方便；2.4 原码、反码、补码、移码相互表示。定点数分为定点整数和定点小数。2.2无符号数和符号数。

2.1.3二进制、八进制、十六进制的相互转化。小数部分：乘基取整法，其他还好。除了整数部分要注意：除基取余法。十六进制-尾H 或头0x。2.2.2十进制转R进制。2.1.1常见的书写。

早期的冯诺依曼—存储程序:将二进制的形式事先输入计算机的主存储器，然后按其在存储器的首位地址执行程序的第一条指令，以后就按该程序的规定顺序执行其他指令，直到程序执行结束。设计计算机系统的ISA，就是要定义一台计算机可以支持哪些指令，以及每条指令的作用是什么，每条指令的用法是什么。：计算机语言程序员所见到的计算机系统的概念性的结构与功能特性（指令系统、数据类型、寻址技术、I/O机理）将计算机处理的结果以人们能接受的形式或其他系统所要求的信息形式输出。1字节=8bit，一个字的大小是由计算机决定的。