- 博客(35)
- 问答 (2)
- 收藏
- 关注
RSS订阅原创 第2章---数据的表示和运算
2.1 数制与编码2.1.1进位计数制及其相互转换为何用机器中使用二进制编码在计算机系统内部，所有信息都是用二进制编码，这样做的原因如下：二进制只有两种状态，使用有两个稳定状态的物理器件就可以表示二进制中的每一位，制造成本低，例如用高低电平或电荷的正负性都可以很方便地表示0和1。二进制位1和0正好与逻辑值 1 和 0 对应，为计算机实现逻辑运算和程序中的逻辑判断提供了便利条件。二进制编码和运算规则都很简单，通过逻辑门电路能方便的实现算术运算。...
2022-03-02 21:36:18
413
原创 （计算机组成原理）指令流水线
指令流水线的基本概念一条指令的执行需要经过3个阶段：取指令、译码、执行；每个阶段都要花费一个时钟周期，如果没有指令流水线技术，那么执行N条这样的指令就要3N个时钟周期。当第N-2条指令在执行的时候应该对N-1条指令进行译码，当第N-1条指令在译码时，可以将第N条指令取出来，这样就缩短了每条指令的平均执行周期。当使用指令流水线时，执行N条指令需要的时钟周期为N+2。当N较大时，N+2远远小于3N。指令流水线的基本实现要使得流水线具有良好的性能，必须使流水线畅通流动，不发生断流。..
2021-11-29 10:31:32
6596
3
原创 (计算机组成原理)控制单元设计
实现控制单元（CU）的方式有两类：1）组合逻辑控制（硬布线逻辑控制）：由基本的门电路组合实现。这种方式实现的控制器的处理速度快，但电路庞杂，制造周期长，不灵活，可维护性差。2）微程序控制：仿照程序设计的方法编制的每个机器指令对应的微程序，每个微程序由若干条微指令构成，各微指令包含若干条微命令。所有指令对应的微程序放在只读存储器中。当执行到某条指令时，取出对应微程序中的各条微指令，译码产生对应的微命令，送到机器相应的地方，控制其动作。这个只读存储器称为控制存储器（CS）。微程序控制方式下，控制单元的设
2021-11-28 22:51:30
5664
原创 （计算机组成原理）控制器的功能和工作原理
之前并未详细分析控制单元为完成不同指令所发出的各种操作命令，本文将会深入了解指令周期、机器周期、时钟周期与控制信号的关系。控制单元的功能之前讲解过取值周期、间址周期的微操作指令（1）执行周期1.加法指令。加法有太多的不确定性，如操作数可以在寄存器、累加器、主存等，这些微操作命令都是不一样的，以下假设一个前提。 前提：假设一个操作数在累加器，一个操作数在主存A单元，并且运算结果送至累加器，请写出具体的微操作指令。 思路：首先从主存中取出数，然后再和累加器AC...
2021-11-28 16:57:08
3605
1
原创 (计算机组成原理)数据通路的功能和基本结构
数据在功能部件之间传送的路径称为数据通路，例如，CPU中含有运算器和一些寄存器，那么运算器和这些寄存器之间的传送路径就是中央处理器内部数据通路。“信息通路”描述了信息从什么地方开始，中间经过哪个寄存器或多路开关，最后传送到哪个寄存器，这些都是要加以控制的。数据通路的功能： 建立数据通路的功能就是实现CPU内部的运算器和寄存器，以及寄存器之间的数据交换。数据通路的基本结构：1.CPU内部总线方式。将所有寄存器的输入端和输出端都连接到一条或多条公共的通路上，这种结构比较简单，但是数...
2021-11-21 21:14:34
6363
1
原创 （计算机组成原理）指令执行过程
指令周期cpu每取出并执行一条指令所需的全部时间，即CPU完成一条指令的时间，称为指令周期。指令周期被划分为几个不同的阶段，每个阶段所需的时间称为机器周期，称为CPU工作周期或基本周期，通常等于取指时间（或访存时间）。时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作最基本的单位。一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成，如图：在间接寻址时，需要多访问一次存储器去除有效地址，故其指令执行周期如图当CPU采用中断方式实现主存与I/O交换信息时，C
2021-11-21 17:25:09
9967
2
原创 （计算机组成原理）CPU的功能
CPU=运算器+控制器；运算器的功能主要是对数据进行加工，控制器的功能是负责协调并控制计算机各部件执行程序的指令序列，包括取指令，分析指令，执行指令。控制器除了以上三大基本功能外，控制器还必须能控制程序的输入和运算结果的输出以及对总线的管理；处理机器运行过程中出现的异常情况和特殊请求。CPU的功能总结如下：1）控制器能自动形成指令的地址，并能发出取指令的命令，将对应此地址的指令取到控制器中，称为指令控制。2）取到指令之后，应该产生完成每条指令所需要的控制命令，称为操作控制。3）控制命
2021-11-21 13:41:08
904
原创 （计算机组成原理）RISC与CISC的区别
RISC全称Reduced Instruction Set Compute，精简指令集计算机。CISC全称Complex Instruction Set Computers，复杂指令集计算机。CISC既有简单指令也有复杂指令，后来人们发现典型程序中80%的语句都是使用计算机中20%的指令，而这20%的指令都属于简单指令；因此花再多时间去研究复杂指令，也仅仅只有20%的使用概率，并且复杂指令会影响计算机的执行速度。既然典型程序的80%都是使用简单指令完成，那剩下的20%语句用简单语句来重新组合一下模拟
2021-11-16 11:13:13
43335
2
原创 （计算机组成原理）指令的寻址方式
指令寻址方式是指指令或者操作数有效地址的寻找方式，主要分为数据寻址和指令寻址。指令的地址码字段往往并不是操作数的真实地址，而是形式地址，用A表示，（A）即操作数形式地址所指向的存储介质的数值。用形式地址结合指令的寻址方式可以计算出操作数的真实地址，称为有效地址用EA表示，（EA）即表示有效地址所指向存储介质的数值，亦即操作数。如果此时存在EA=（A），表示形式地址A所指向的存储介质中的数值，就是操作数的有效地址，（EA）是真正的操作数。数据寻址和指令寻址程序被启动时，程序所包含的指令和数据都被装入到
2021-11-16 00:41:49
19548
原创 （计算机组成原理）指令的基本格式
计算机唯一能识别的语言，而机器语言是由一条条语句所构成，人们习惯把构成机器语言的这些语句称为一条条机器指令，全部机器指令的集合又称为机器的指令系统。一条指令的作用应该告诉机器与用户要做什么，例如：加/减/乘/除或其他操作（由操作码实现），确定操作后就要知道对谁进行操作（由地址码实现） 操作码：分为定长操作码和不定长操作码（不定长操作码也称为扩展操作码或变长操作码）；一般将操作码放在每条指令的前一个字节或者前多个字节，当读出操作码后就可以马上判定指令类型。地址码：地址码也称为操作数...
2021-11-15 20:45:18
7515
2
原创 （计算机组成原理）虚拟存储器
虚拟存储器的容量是虚拟的，实际上并没有这么多容量，之所以能达到这么大容量，是因为借用了外存的存储空间，把当前不需要访问的数据存放在外存，用内外存数据倒换的时间消耗来换取更大的逻辑存储空间。虚拟存储器是一个逻辑模型，并不是一个实际的物理存储器。 虚拟存储器必须建立在主存-辅存结构基础上，虚拟存储器允许使用比主存容量大得多的地址空间，并不是虚拟存储器最多只允许使用主存空间；虚拟存储器每次访问时，必须进行虚实地址变换，而非虚拟存储器则不必。 虚拟存储器的作用是分割地址空间，解决贮存的容量问题和实现程序的重
2021-11-11 17:58:02
14772
3
原创 （计算机组成原理）Cache中主存块的替换算法以及写策略
Cache中主存块的替换当Cache使用直接映射时，因为直接映射方式中一个主存块只能放在一个特定的位置，所以只要把此特定位置上的主存块换出Cache即可；但对于全相联和组相联Cache来说，因为一个主存块可以映射到多个Cache块，所以要通过规定的替换方式从Cache中替换出一块。该规定就是本文要讲的替换算法FIFO算法：即先进先出的算法，选择最早调入Cahce的字块进行替换，这种方式实现简单。但是由于总是以最早调入的Cache块为替换目标，没有按照程序的局部性进行。所以并不能提高Cache的命中率
2021-11-11 15:37:10
2411
原创 （计算机组成原理）Cache和主存之间的映射方式
地址映射变换机构是将CPU送来的主存地址转换为Cache地址。由于贮存和Cache的块大小相同，块内地址都是相对于快的起始地址的偏移量（即低位地址相同），因此地址变换主要是主存块号与Cache块号之间的转换。1.直接映射上图中Cache为8行，主存为256行。Cache被分为8块，因此在主存中每8块可以看成一个轮回，主存可以分为32个轮回。优点：实现简单。只需要利用主存地址的某些位直接判断，就可以确定所需字块是否在Cache中。缺点：1）不够灵活，由于每个主存块只能固定地对应某个Cac.
2021-11-11 02:32:25
5594
原创 （计算机组成原理）多模块存储器
随着CPU的功能不断增强，I/O设备数量不断增多，这也导致了主存的存取速度已成为计算机系统的发展瓶颈。为了解决此问题，除了寻找更高速的原件和采用存储器层次结构外，调整主存的结构也可以提高访存速度，这也是本篇要讲的多模块存储器。（1）单体多字存储器若指令和数据在内存中连续存放，就可以一次性读取，一旦遇到转移指令或者操作数不能连续存放，这种方法就不明显了。特点：只有一个存储体，每个存储单元存储m个字，总线宽度为m个字，增大了存储器的带宽，提高了单体存储器的工作速度。缺点：指令和数据在主存内必须是连
2021-11-10 18:01:37
7049
4
原创 （计算机组成原理）主存储器与CPU的连接
由于单片存储芯片的容量有限，无法满足实际需求，因此必须将若干存储芯片连接在一起才能组成足够容量的存储器；本篇将描述：位扩充，字扩充和字位扩充。如果要将axb的芯片（a为字线连接的是地址，b为数据线）组成容量为cxd的芯片，假设需要芯片数量为n，则n=（c x d）/（a x b）。（1）位扩充（增加axb中的b）假设现在需要将1k×4位的芯片组成1k×8位的存储器，整个过程应该如何？α.计算所需芯片数：（1k×8）/（1k×4）=2 片β.计算所需地址线：a×b中a为字.
2021-11-10 16:02:13
3231
原创 （计算机组成原理）寻址范围以及机器字长，位等基础知识
机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。存储字长：存储器中一个存储单元(存储地址)所存储的二进制代码的位数，即存储器中的MDR的位数。指令字长：计算机指令字的位数。数据字长：计算机数据存储所占用的位数计算机存储基本单位：位（bit）：是计算机中最小的数据单位，存放一位二进制数，即0或1。它也是存储器存储信息的最小单位，通常用“b”来表示。字节（Byte）：字节是计算机中表示存储容量的最常用的基本单位。一个字节由8位二进制数组成，通常用“B”表示。一个字符..
2021-11-09 00:58:27
6028
原创 （计算机组成原理）有关Cache的命中率问题
命中率概念：CPU要访问的信息在Cache中的比例。在本篇中用h表示表示命中访问Cache的时间，表示未命中访问主存计算机存取时有两种情况：1.系统先进行Cache访问，若Cache命中，则结束；Cache未命中，再进行主存访问。这种情况下平均访问时间：2.系统同时进行Cache访问和主存访问，Cache命中，主存失效；Cache未命中，则主存访问。平均访问时间：两者的区别是前者一定会先尝试访问Cache，若未命中则访问主存；后者访问Cache则一定会命中命中率公式：..
2021-11-09 00:07:19
6143
1
空空如也
（计算机组成原理）此处为何要将4位SRAM扩展为8位
2021-11-09
初学者请教一下关于C语言逆序字符串的问题
2021-09-21
TA创建的收藏夹 TA关注的收藏夹
TA关注的人