m0_73565025的博客

原创 计算机组成原理 基础概念复习

1KB = 1024Byte(字节) = 2^10B = 2^10*8b (bit) (B：表示字节，b表示位)CPU的工作节拍受主时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟，主时钟的频率（f）叫CPU的主频。表容量的时候(Byte)：1K=2^10B 1M=2^20B 1G=2^30B。例：64KB=64*2^10*8 (1K=2^10B,1Byte=8bit)表速度（带宽）的时候：1K=10^3B 1M=10^6B 1G=10^9B。主频的倒数称为CPU时钟周期(T)，T=1/f(Hz)

原创 定点数的运算

校验码元件故障\噪声干扰等各种因素常常导致计算机在处理信息过程中出现错误，为了防止错误，可将信号采用专门的逻辑线路进行编码以检测错误，通常的做法是在每个字上添加一些校验位过来确定字中出现错误的位置。奇偶校验码组成奇偶校验码的基本方法：在n位有效信息位上增加一个二进制校验位，构成一个n+1位奇偶校验码。奇校验：使n+1位的奇偶校验码中1的个数为奇数偶校验：使n+1位的奇偶校验码中1的个数为偶数缺点：多位出错无法检测定点数的运算补码加法运算：负数用补码表示后，可以和正数一样来

原创 中央处理器(CPU)

CPU的功能程序是一个指令序列 ，这个序列告诉计算机应该执行什么样的操作，在什么地方找到用来操作的数据。一旦把程序装入内存，就可以由计算机来自动完成取指令和执行指令操作。用来完成此项工作的部件称为中央处理器即CPU。1.数据缓冲寄存器（DR）数据缓冲寄存器用来暂时存放由内存储器读出的一条指令或一个数据字或者来自外部接口的一个数据字；作用：(1)作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站(2)补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别2.指令寄存器(IR)保存当前正在

原创 双端口存储器和多模块交叉存储器

一、双端口存储器1、双端口存储器的逻辑结构双端口存储器是指同一个存储器具有两组相互独立的读写控制线路，是一种高速工作存储器；它提供了两个相互独立的端口，即左端口右端扣。他们分别具有各自的地址线、数据线和控制线，可以对存储器中任何位置上的数据进行独立的存取操作。可以实现一个存储器挂2个CPU。2.无冲突读写控制当两个端口地址不相同时，在两个端口上进行读写操作，一定不会发生冲突。当任一端口被选中驱动时，就可以对整个存储器进行存取，每一个端口都有自己的片选控制和输出驱动控制。3.有冲突的读写控

原创 程序中断

一、概念中断是指计算机运行过程中，出现某些意外情况需主机干预时，机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序，处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。二、分类1、硬件中断：① 可屏蔽中断：硬件中断的一类，可通过在中断屏蔽寄存器中设定位掩码来关闭。② 非可屏蔽中断：硬件中断的一类，无法通过在中断屏蔽寄存器中设定位掩码来关闭。典型例子是时钟中断（一个硬件时钟以恒定频率—如50Hz—发出的中断）。③ 处理器间中断：一种特殊的硬件中断。由处理器发出，被其它处理器接收。仅见于多处理器系统

原创 虚拟存储器

一、简介虚拟内存别称虚拟存储器，电脑中所运行的程序均需经由内存执行，若执行的程序占用内存很大或很多，则会导致内存消耗殆尽。为解决该问题，Windows中运用了虚拟内存技术，即匀出一部分硬盘空间来充当内存使用。当内存耗尽时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张，若计算机运行程序或操作所需的随机存储器(RAM)不足时，则 Windows 会用虚拟存储器进行补偿。二、工作原理虚拟存储器是由硬件和操作系统自动实现存储信息调度和管理的。它的工作过程包括6个步骤：1、中央处理器访问主存的逻辑

原创 流水线冲突及解决办法

一、结构相关由于多条指令在同一时刻争用同一资源而形成的冲突称为结构相关，解决办法如下：1、前一指令访存时，使后一 条相关指令（以及其后续指令）暂停一 个时钟周期。2、单独设置数据存储器和指令存储器，使两项操作各自在不同的存储器中进行，这属于资源重复配置。二、数据相关数据相关指在一个程序中，存在必须等前一条指令执行完才能执行后一条指令的情况，则这两条指令即为数据相关。当多条指令重叠处理时就会发生冲突，解决办法如下：1、把遇到数据相关的指令及其后续指令都暂停 一至 几个时钟周期，直到数据

原创 微程序控制器

一、微程序控制器的概念 采用微程序控制方式的控制器称为微程序控制器。所谓微程序控制方式是指微命令不是由组合逻辑电路产生的，而是由微指令译码产生。一条机器指令往往分成几步执行，将每一步操作所需的若干位命令以代码形式编写在一条微指令中，若干条微指令组成一段微程序，对应一条机器指令。在设计CPU时，根据指令系统的需要，事先编制好各段微程序 ，且将它们存入一个专用存储器（称为控制存储器）中。 微程序控制器由指令寄存器IR、程序计数器PC、程序状态字寄存器PSW、时序系统、控制存储器CM、微指令寄存器以及

原创 Cache存储器

一、Cache的概念 Cache存储器，电脑中为高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器DRAM（动态存储器）之间，规模较小，但速度很高的存储器，通常由SRAM（静态存储器）组成。它是位于CPU与内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。CPU的速度远高于内存，当CPU直接从内存中存取数据时要等待一定时间周期，而Cache则可以保存CPU刚用过或循环使用的一部分数据，如果CPU需要再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用，这样就避免了重复存取数据，减少了CPU的等待时间，因而提高了系统的效率。Ca

原创 总线带宽的介绍及计算

一、介绍 在计算机系统中，总线的作用就好比是人体中的神经系统，它承担的是所有数据传输的职责，而各个子系统间都必须藉由总线才能通讯，例如，CPU和北桥间有前端总线、北桥与显卡间为AGP总线、芯片组间有南北桥总线，各类扩展设备通过PCI、PCI-X总线与系统连接；主机与外部设备的连接也是通过总线进行，如流行的USB 2.0、IEEE1394总线等等，一句话，在一部计算机系统内，所有数据交换的需求都必须通过总线来实现！ 按照工作模式不同，总线可分为两种类型，一种是并行总线，它在同一时刻可以传输多位

原创 计算机指令系统

计算机程序是由一系列的指令所构成的，而指令系统就是计算机所有能够执行的机器指令的集合，也称指令集。指令系统位于计算机硬件和软件的交界面上，反映了计算机的主要属性，直接影响到计算机的性能和使用范围，同时影响到计算机的硬件和系统软件。指令周期可以分为取指令和执行指令两大阶段。取指令阶段是从程序存储系统中获取指令并确定指令的操作类型；执行阶段首先要获得操作数，接着进行运算产生运算结果或状态，然后向存储系统中存放运算结果，最后确定下一条要执行的指令。机器级指令包括机器指令和汇编指令。机器指令是由若干零一

原创 并行存储器

CPU 和主存储器之间在速度上是不匹配的，这种情况成为限制高速计算机设计的主要问题。为了提高 CPU和主存之间的数据交换速率，可以在不同层次采用不同的技术加速储器访问速度:1、芯片技术提高单个芯片的访问速度。可以选用更高速的半导体器件，或者改善存储芯片内部结构和对外接口方式。例如，前述的突发传输技术、同步 DRAM技术和CDRAM技术等。 也就是以增加各种加缓冲达到目的。2、结构技术为了解决存储器与 CPU 速度不匹配问题，需要改进存储器与 CPU 之间的连接方式，加速CPU和存储器之间的有

原创 PCI总线的发展过程

PCI总线是由ISA(Industy Standard Architecture)总线发展而来的。PCI总线是计算机的1/0总线，在90年代时替代了ISA总线，成为计算机中的局部总线一直使用至今。PC1总线在发展的过程中，不断自我革新，满足时代的需求。在短短10多年间，PCI总线历经了PCIPCI-X以及PCI-E的演变历程。 ISA并行总线有8位和16位两种模式，时钟频率为8MHz，总线带宽为：8bit*8MHz=64Mbps=8MB/s 或 16bit*8MHz= 128Mbps =16MB/

原创 外部设备

外设是外部设备的简称，是指除主机外的大部分硬件设备都可称作外部设备，或叫外围设备，简称外设。计算机系统没有输入输出设备，就如计算机系统没有软件一样，是毫无意义的。外设可以简单的理解为输入设备和输出设备。按照功能的不同，大致可以分为输入设备、显示设备、打印设备、外部存储器和网络设备五大类。通常来讲，就是指鼠标、键盘、耳机、显示器、打印机等设备。如显示器只是用来显示电脑信息的输出设备， 鼠标键盘是用来输入信息的输入设备，都属于外设。计算机系统中输入、输出设备和外存储器的统称。对数据和信息起着传输、转

原创 存储器扩展的方法

存储器的扩展方式有字扩展、位扩展、字位扩展。存储器芯片与单片机扩展连接具有共同的规律。即不论何种存储器芯片，其引脚都呈三总线结构，与单片机连接都是三总线对接。另外，电源线接电源线，地线接地线。（1）字扩展：仅在字数方向扩展，而位数不变。即K前面不一样，b前面保持一样。例：用16K×8b的SRAM组成以64K×8b的存储器，所需芯片数为：(64K×8b)/(16K×8b)=4(片)。（2）位扩展：只在位数方向扩展(加大字长)，而芯片的字数和存储器的字数是一致的。即b前面不一样，K前面保持一样。

原创 CPU总线和系统总线

CPU总线，又称为FSB（前端总线，Front Side Bus），是PC系统中最快的总线，也是芯片组与主板的核心。这条总线主要由CPU使用，用来与高速缓存、主存和北桥（或MCH）之间传送信息。可看到的PC系统中使用的CPU总线工作频率为66、100、133或200MHz，宽度为64位（8字节）。 习惯上人们把和CPU直接相关的局部总线叫做CPU总线或内部总线，而把和各种通用扩展槽相接的局部总线叫做系统总线或外部总线。具体地，CPU总线一般指CPU与芯片组之间的公用连接线,又叫前端总线（FSB）。不

原创 奇偶校验码的原理及实现逻辑图和海明码

奇偶校验原理：通过计算数据中“1”的个数是奇数还是偶数来判断数据的正确性，在被校验的数据后加一位校验位或校验字符用作校验码实现校验。一、奇校验：整个被传输的数据中“1”的个数是奇数个时校验位填“0”，否则填“1”。二、偶校验：整个被传输的数据中“1”的个数是偶数个时校验位填“1”，否则填“0”。奇偶校验逻辑电路图：海明码的校验：与其他的错误校验码类似，海明码也利用了奇偶校验位的概念，通过在数据位后面增加一些比特，可以验证数据的有效性。利用一个以上的校验位，海明码不仅可以验证数据是否

原创 十进制数与8421码、5421码、2421码以及余3码之间的部分转换