
计算机组成原理
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SinHao22
渺沧海之一粟
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CPU与I/O设备的数据传送方式
目录1. 基本概念2. 三种数据传送方式2.1 程序查询方式2.2 程序中断方式2.3 DMA控制方式1. 基本概念1. I/O接口 计算机工作过程中,CPU要不断地和I/O设备进行信息交换。CPU和主存可以直接进行信息交换;而CPU与I/O设备不可以直接进行信息交换,需要一个中间电路进行传送,这一电路称为I/O接口电路。示意图:2. 三种数据传送方式重点介绍中断方式2.1 程序查询方式1. 含义 完全通过程序控制主机和外设的信息传送,分为无条件传送和条件传送两种方式。2. 无条件传送原创 2021-05-05 18:04:41 · 17461 阅读 · 3 评论 -
辅助存储器介绍
目录1. 基本概念2. 辅存的种类3. 磁表明存储器的技术指标3.1 基本概念3.2 技术指标3.3 计算技术指标1. 基本概念 1. 计算机的存储系统 可以看到,计算机的存储系统可以分为:辅存: 辅助存储器,也叫外存储器,读取速度最慢,容量最大,价格最低。其实辅存可以被看作外设。主存: 也叫内存,位于主板上,CPU可以直接从内存中读取数据。(实际操作中其实是CPU先去缓存cache中找数据,找不到再去内存读,一般找到的概率高于90%,但这一过程对于用户是透明的。)主存的读写速度高于辅存(能达到原创 2021-05-04 17:12:10 · 12536 阅读 · 3 评论 -
cache-主存的三种映射方式
目录1. 基本概念2. cache-主存的三种映射方式2.1 全相联映射2.2 直接映射方式2.3 组相联映射方式3. 三种映射方式例题1. 基本概念 1. 存储系统的体系结构 图片摘自这篇博客:图片来源 2. cache在存储系统中的位置 cache(缓存)位于CPU内部,其读取速度快于主存,但容量小于主存。cache中存放的是程序需要用到的数据,CPU处理时直接从cache中读取数据速度要快于从主存中读取。在CPU和主存之间引入cache是为了:①避免CPU与外部设备争抢主存外设向原创 2021-05-04 11:05:47 · 23852 阅读 · 5 评论 -
计算机组成原理——中央处理器CPU 2
目录1. 数据通路2. 指令周期2.1 基本概念2.2 指令的执行过程举例3. 控制信号的产生方式3.1 微程序控制3.2 硬布线控制4. 指令流水4.1 顺序与流水4.2 流水的指标1. 数据通路 概念计算机系统中,各个部件通过数据总线连接形成的数据传送路径。 举例模型机的数据通路现在需要实现指令:ADD R0,(R1)即:取出R0中的数据,将R1中的数据作为地址,从存储器中取出数据,分别送入X和Y,通过ALU进行加法运算后结果送至R0。①R0→X:R0out、G、Xin;②R1→Y原创 2021-05-01 18:36:30 · 2837 阅读 · 2 评论 -
计算机组成原理——中央处理器CPU 1
目录1.CPU与计算机硬件系统的关系2. CPU的功能3. CPU的组成3.1 运算器3.2 控制器3.2.1 控制器的组成3.2.2 控制器的功能1.CPU与计算机硬件系统的关系 计算机的硬件组成 计算机的硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备和总线系统组成,而CPU中包含运算器和控制器两部分,如图所示。2. CPU的功能 指令控制 程序的顺序控制,称为指令控制。由于程序是有序的指令集合,CPU必须保证其按正确顺序执行。 操作控制 一条指令的功能由若干控制信号组合来实现。原创 2021-05-01 11:58:13 · 760 阅读 · 0 评论 -
【细碎知识8】 指令和数据的寻址方式
目录0. 提醒1. 指令格式2. 指令寻址3. 数据寻址3.1 立即寻址3.2 直接寻址3.3 存储器间接寻址3.4 寄存器寻址3.5 寄存器间接寻址3.6 相对寻址3.7 相对基址寻址、相对变址寻址、相对基变址寻址:0. 提醒所谓的立即寻址、直接寻址、存储器间接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、相对寻址、相对基址寻址、相对变址寻址、相对基变址寻址都是针对数据的寻址,而寻址方式可以分为数据寻址和指令寻址两种。1. 指令格式一条指令由操作码OP和地址码A组成,如图所示其中,操作码为一条指令的ID,原创 2021-04-30 19:52:03 · 1194 阅读 · 1 评论 -
【细碎知识7】指令系统之操作码的扩展
目录1. 指令2. 指令操作码的扩展2.1 为什么需要对操作码进行扩展2.2 如何扩展1. 指令指令是计算机执行某种操作的命令,一条指令中包括:操作码操作数地址操作结果的存储地址下一条指令的地址下面详细说明指令的格式:一条指令由操作码OP和地址码A组成,如图所示其中,操作码为一条指令的ID,具有唯一性,操作码的位数n与操作系统中指令的条数N有如下关系:地址码指明该指令的操作数据或操作数的主存地址或寄存器地址。按照地址码的个数分,可以分为:三地址、两地址、一地址、零地址指令因原创 2021-04-30 19:01:31 · 8923 阅读 · 7 评论 -
【细碎知识6】字扩展、位扩展和字位扩展
目录0. 基本概念1. 字扩展2.位扩展3. 字位扩展0. 基本概念存储容量: 存储容量是主存中能存放二进制代码的总位数,即存储容量=存储单元个数×存储字长(每个存储单元的位数),也可用字节总数来表示: 存储容量=存储单元个数*存储字长/8举例:2114芯片大小为1K×4b,含义为:1K存储单元的个数位2^10个4b每个存储单元有4位地址线: 存储单元的个数=2^地址线的条数数据线: 数据线确定存储字长,数据线的条数=字长的位数。字扩展、位扩展、字位扩展是对存储容量原创 2021-04-30 16:40:57 · 21438 阅读 · 8 评论 -
【细碎知识5】按字寻址和按字节寻址
目录1.基本概念2.按字寻址和按字节寻址2.1 按字节寻址2.2 按字寻址3.参考1.基本概念位(bit/b): 数据存储的最小单位,一个位的取值只能是0或1字节(Byte/B): 1个字节等于8位,即1Byte=8bit字长: 在计算机中,一串数码作为一个整体来处理或运算的,称为一个字。字的位数称为字长;字通常分若干个字节。存储位元、存储单元、存储器:存储容量: 存储容量是主存中能存放二进制代码的总位数,即存储容量=存储单元个数×存储字长(每个存储单元的位数),也可用字节总数来表示: 存储容原创 2021-04-30 16:18:11 · 5251 阅读 · 2 评论 -
【细碎知识4】数据校验——如何求海明码?
这里写目录标题1 海明码功能介绍2 求海明码的步骤2.1 由数据个数k得到校验位个数r2.2 按照校验码对海明码进行分组2.3 根据分组情况,求校验位Ci2.4 如何检验某一位出错1 海明码功能介绍通过向数据位(Di)中插入几位校验位(Ci),能够做到既能发现有没有错,又能发现错误出现的位置。海明码H由数据码D和校验码C组成。2 求海明码的步骤根据题目来说明海明码的求解步骤题目:对8位数据01101100:(1)求其海明码;(2)如果接收数据为01001100,说明如何根据海明码找到出错位置原创 2021-04-11 18:35:07 · 1059 阅读 · 0 评论 -
【细碎知识3】浮点数的加减、乘除运算
目录1.浮点数的加减运算1.1 运算步骤1.1.1 对阶1.1.2 尾数相加减1.1.3 规格化处理1.1.4 舍入操作1.1.5 判断阶码是否溢出1.2 举个例子2.浮点数的乘除操作2.1 操作步骤2.1.1 阶码相加减2.1.2 尾数乘除运算2.2 举个例子1.浮点数的加减运算1.1 运算步骤(1)对阶(小向大对齐);(2)尾数相加;(3)浮点数规范化;(4)舍入操作;(5)判断溢出。1.1.1 对阶需要注意的是阶码小的要向阶码大的对齐,这样误差更小,如:对阶操作可能会引起尾数最低原创 2021-04-08 19:45:32 · 2621 阅读 · 0 评论 -
【细碎知识2】定点数的乘除运算(原码一位乘、恢复余数法、加减交替法)
目录1.定点数的乘法1.1 原码一位乘2.定点数的除法2.1 恢复余数法2.2 加减交替法2.3 比较恢复余数法和加减交替法方法要搭配例题一起看,才能看懂1.定点数的乘法定点数的乘法有原码一位乘、原码两位乘、阵列乘法器,这里只说原码一位乘。1.1 原码一位乘方法:X*Y,按Y的每一位从低到高计算,遇到1则部分积+X,右移一位,遇到0则部分积+0,右移一位。右移的次数和乘数Y的位数相同。其实很简单,看着例题理解方法即可:例题1:例题2:易错点:(1)右移的次数就是乘数Y的位数;(2)原创 2021-04-08 17:48:06 · 10834 阅读 · 20 评论 -
【细碎知识1】浮点数的规格化
1.浮点数规格化的标准浮点数规格化其实是将浮点数的尾数化为符合要求的格式,同时阶数进行调整(左规阶数-1,右规阶数+1)1.1 尾数用原码表示当尾数用源码表示时:(1)单符号位正数负数0.1XXXX1.1XXXX即有效位的最高位必须为1,和科学计数法思路类似。(2)双符号位正数负数00.1XXXX11.1XXXX1.2 尾数用补码表示当尾数用补码表示时:(1)单符号位正数负数0.1XXXX1.0XXXX即原创 2021-04-07 20:49:05 · 71620 阅读 · 29 评论