
计算机组成原理
Time like water
这个作者很懒,什么都没留下…
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计算机组成原理笔记——CPU的结构和功能
CPU的结构控制器的功能取指令分析指令——指令控制执行指令,发出各种操作命令——操作控制控制程序输入及结果的输出总线管理——时间控制处理异常情况和特殊请求——处理中断运算器的功能实现算术运算和逻辑运算——数据加工CPU结构框图CPU与系统总线指令控制:PC、IR操作控制、时间控制:CU、时序电路数据加工:ALU寄存器处理中断:中断系统CPU寄存器用户可见寄存器通用寄存器:存放操作数,可以作为某种寻址方式所需的专用寄存器。数据寄存器:存放操作数(满足各种数据类型),两原创 2020-06-18 23:00:46 · 260 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——高速缓冲存储器
概述使用原因:避免CPU空等现象。程序访问的局部性原理:程序访问的局部性是指程序在执行时呈现出局部性规律,即在一段时间内,整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。它们倾向于引用的数据项邻近于其他最近引用过的数据项,或者邻近于最近自我引用过的数据项。局部性通常有两种形式:时间局部性和空间局部性。Cache的工作原理命中和不命中缓存有C块,主存有M块。M>>C命中 主存块调入缓存主存块与缓存块建立了对应关系用标记记录与某缓存块建立了对应关系的主存块号未命中 主存块未调入缓存C原创 2020-06-17 20:08:04 · 1000 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——提高访存速度的措施
采用高速器件采用层次结构Cache-主存调整主存结构单体多字系统可以增加存储器的带宽。四个机器字以整体方式进行存取,因此指令和数据在主存内必须是连续存放的,一旦遇到转移指令,或者操作数不能连续存放,这种方法的效果就不明显。多体并行系统高位交叉 顺序编址高位交叉 各个体并行工作低位交叉 各个体轮流编址低位交叉的特点高性能存储芯片SDRAM(同步DRAM)在系统时钟的控制下进行读出和写入CPU无需等待RDRAM解决存储器带宽问题带Cache的DRAM...原创 2020-06-16 19:41:05 · 5129 阅读 · 1 评论 -
计算机组成原理笔记——存储器的校验
编码的最小距离任意两组合法代码之间二进制位数的最少差异编码的纠错、检错能力与编码的最小距离有关L-1=D+C(D>=C)L编码的最小距离D检测错误的位数C纠正错误的位数汉明码是具有以为纠错能力的汉明码的组成采用奇偶校验采用分组校验汉明码的分组是一种非划分方式,每组可能有交叉组成汉明码三要素汉明码的组成需添加检测位2k>=n+k+1检测位位置:2i检测位的取值:偶校验:每一组的编码当中。1的个数均为偶数个汉明码的纠错过程形成新的检测位Pi,其位数与增原创 2020-06-16 10:11:59 · 957 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——存储器与CPU的连接
存储器容量的扩展位扩展增加存储字字长用2片1K4位存储芯片组成1K8位的存储器,有10根地址线、8根数据线。两个芯片要连接相同的片选字扩展增加存储字的数量用2片1K8位存储芯片组成2K8位的存储器,11根地址线,8根数据线位、字扩展用8片1K4位存储芯片组成4K8位的存储器,12根地址线,8根数据线存储器与CPU的连接地址线的连接,把地址的低位作为地址,高位作为芯片选择条数数据线的连接读写命令线的连接片选线的连接合理选择存储芯片其他 时序、负载保存配置信息和系统原创 2020-06-14 18:46:01 · 2865 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——只读存储器ROM
掩膜存储器(MROM)行列选择线交叉处有MOS管为“1”行列选择线交叉处无MOS管为“0”PROM(一次性编程)熔丝断为“0”熔丝不断为“1”EPROMN型构造浮动栅MOS电路D端加正电压 形成浮动栅 S与D不导通为“0”D端...原创 2020-06-14 09:04:58 · 648 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——DMA方式
DMA的特点DMA和程序中断方式的数据通路DMA与主存交换数据的三种工作方式1、停止CPU访问主存CPU放弃了对总线的控制权,放弃了对主存的访问。控制简单CPU处于不工作状态或保持状态,未充分发挥CPU对主存的利用率2、周期挪用(周期窃取)...原创 2020-06-13 16:33:37 · 20431 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——程序查询方式和程序中断方式
程序查询方式的流程1.测试指令,用来查询I/O设备是否准备就绪2.传送指令,当I/O设备已准备就绪时,执行传送指令。3.转移指令,若I/O设备未准备就绪,执行转移指令,转至测试指令,继续测试I/O设备的状态。程序中断方式打印机中断的产生一次中断处理过程大致分为:中断请求,中断判优,中断响应,中断服务和中断返回等五个阶段。程序中断方式的接口电路1.配置中断请求触发器和中断屏蔽触发器INTR为“1”时,表示该设备向CPU提出中断请求。但是设备如果要提出中断请求,其设备本身必须准备就绪,即原创 2020-06-07 15:34:19 · 7712 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——I/O设备和I/O接口
概述外部设备大致分为三类:人机交互设备:键盘、鼠标、打印机、显示器计算机信息存储设备:磁盘、磁带、光盘机——机通信设备 调制解调器(MODEM)等输入设备键盘:按键,判断哪个按下,将此键翻译成ASCLL码;鼠标:机械式、光电式;触摸屏;输出设备显示器字符显示:字符发生器,把ASCLL转换成字符。图形显示:主观图像。图像显示:客观图像。打印机击打式:点阵式(逐字,逐行)非击打式:激光(逐页)喷墨(逐字)其他A/D,D/A设备:模拟/数字(数字/模拟)转换原创 2020-06-06 21:43:42 · 1949 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——输入输出系统
输入输出系统的组成I/O软件I/O指令CPU指令的一部分操作码命令码设备码通道指令通道自身的指令,指出数组的首地址、传送字数、操作命令。I/O硬件设备 I/O接口设备 设备控制器 通道I/O设备与主机的联系方式I/O设备编址方式统一编址 用取数、存数指令不统一编(单独编址),在内存地址空间之外,专门设置地址空间。有专门的I/O指令。设备选址用设备选择电路识别是否被选中传送方式串行 比较慢,远程传输并行 比较快,近距离传输联络方式立即响应方式,例指原创 2020-06-05 18:06:54 · 375 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——随机存取存储器
随机存取存储器静态RAM(SRAM)T1~T4构成触发器,是一个双稳态的触发器。(触发器用来存储0和1)一端是0,另一端就是1,两端是相反电平 。T5、T6用于控制对存储元件进行读或写。静态RAM基本电路读操作要进行行选、列选,才会读选择有效,读选择使Dout打开,非端同样能传输数据,但是到了写放大器就被截止了。静态RAM基本电路写操作动态RAM(DRAM)用电容存储信息,有电荷就是1,没电荷就是0.信息保存在电容Cg上。读选择线有效,则T2导通,若写选择线有效,则T3导通。预充电原创 2020-06-04 19:57:39 · 1723 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——主存储器基本组成及主要技术指标
主存储器主存的基本组成存储体保存了程序、指令、数据。MAR必须经过译码器译码后才能选定指定的存储单元。MDR保存了要读出或写入的数据。主存和CPU的联系数据总线直接连在MDR上,可能读出可能写入。地址总线连接在MAR,只给出要访问的存储单元的地址,是单向的。控制信号,读写信号,控制行为,是单向的。主存中存储单元地址的分配存储12345678H这个数据设有24根地址线按字节寻址:访问范围224=16MB若字长16位,按字寻址:8MW若字长32为,按字寻址:4MW主存的技术原创 2020-06-02 20:15:43 · 2343 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——存储器概述
存储器分类按存储介质分类半导体存储器:TTL、MOS磁表面存储器:磁头、磁载体磁芯存储器:硬磁材料、环状元件光盘存储器:激光、磁光材料按存储方式分类...原创 2020-05-27 16:39:48 · 222 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——寻址方式、指令格式影响因素
寻址方式:确定本条指令的操作数地址,下一条要执行指令的指令地址寻址方式:指令寻址数据寻址指令寻址顺序:(PC)+1->PC跳跃:由转移指令指出数据寻址指令格式操作码寻址特征形式地址A形式地址:指令字中的地址有效地址:操作数的真实地址指令字长=存储字长=机器字长1.立即寻址形式地址A就是操作数指令执行阶段不访存,A的位数限制了立即数的范...原创 2020-04-29 17:30:43 · 3477 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——操作数类型和操作类型
操作数类型:地址:无符号整数数字:定点数、浮点数、十进制数字符:ASCLL码逻辑数:逻辑运算数据在存储器中的存放方式字节编址:1.从任意位置开始存储2.从一个存储字的起始位置开始访问3.边界对准方式——从地址的整数倍位置开始访问数据存放的起始地址是数据长度(按照编址单位进行计算)的整数倍此方案是两个方案的折中,在一个周期内可以完成存储访问,空间浪费也不太严重。操作类...原创 2020-04-16 11:11:06 · 3510 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——机器指令
机器指令指令的格式操作码字段地址码字段操作码操作码——反应了机器做什么操作,做多少种操作。长度固定:用于指令字长较长的情况长度可变:操作码分散在指令字的不同字段当中扩展操作码技术操作码的位数随地址码长度减少而增加若采用4位操作码,只采用0000-1110,把1111空余出来作为扩展标志。(保留码点的方式)三地址指令操作码,每减少一种最多可构成24种二地址指...原创 2020-04-16 11:09:51 · 1685 阅读 · 1 评论 -
计算机组成原理笔记——总线、总线控制
总线的作用把需要通讯的各个部件连接起来总线的定义总线是连接各个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质。总线上的信息传输分为串行和并行总线的分类片内总线:芯片内部的总线系统总线:计算机各部件之间的信息传输线分为数据总线:双向;与机器字长,存储字长有关。地址总线:单向;与存储地址,I/O地址有关。控制总线:输出:存储器读,存储器写,总线允许,中断确认;输入:中断请求...原创 2020-03-10 10:37:32 · 1537 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理笔记——计算机系统概论
冯诺依曼结构的特点1、有五个组成部分2、程序和数据二进制存储,按地址寻访。3、存储程序(核心特点)程序和数据预先保存,计算机连续、自动、高速地从存储器中逐一取出指令并执行。存储器.由存储体和两个寄存器MAR、MDR组成存储体由大量存储单元组成,每个存储单元存放一组二进制数据(存储字),每一个存储单元都有一个标记,就是地址。访问存储单元时,首先要找到地址,MAR就是存储器地址寄存...原创 2020-03-03 09:12:13 · 398 阅读 · 0 评论