计算机组成与结构知识点总结计算机组成与结构是计算机科学的重要基础，掌握这方面的知
识对于从事计算机相关工作和研究都至关重要。本文将重点介绍
计算机组成与结构的核心知识点，包括计算机硬件、存储系统、CPU、指令系统等方面，从整体上梳理计算机系统的结构框架，
帮助读者更好地理解计算机运行原理及其实现机制。
一、计算机硬件
计算机硬件主要包括CPU、内存、磁盘等组件。CPU是计算机的核心组件，它主要包括控制器和运算器两部分，控制器负责从
内存中读取指令、解析指令并控制计算机的各个部件进行操作等；运算器负责数学和逻辑运算。内存则是计算机中存储数据和程序
的重要组成部分，磁盘则主要用于长期存储数据。
二、存储系统
计算机存储系统主要包括主存储器、高速缓存和辅助存储器，
从速度和容量上可分为寄存器、高速缓存、RAM、虚拟内存和磁
盘等。寄存器是CPU中最快速的存储器，通常用于保存运算器中
间结果和数据。高速缓存则主要用于CPU和主存之间的数据传输，通过预读取内存中即将需要的数据加快CPU的运算速度。RAM
是主存储器，计算机运行时所有的数据和程序都存储在其中，而
虚拟内存则可以通过操作系统将部分数据和程序存储在磁盘上，
以扩展主存的容量。磁盘则是计算机中持续存储数据的主要方式，也是长期存储数据的唯一手段。
三、CPU
CPU是计算机中最核心的组件，其功能主要包括取指令、解码
指令、执行指令等。指令由操作码和操作数字段组成，操作码用
于描述要执行的操作，操作数用于描述操作对象。CPU根据指令
的操作码和操作数进行指定的操作，比如对数据进行加减乘除等
运算。
CPU的处理方式可分为单指令流单数据流、单指令流多数据流
和多指令流多数据流。单指令流单数据流处理方式是最简单的处
理方式，CPU一次只能处理一个数据，一次只能完成单个指令的
操作。单指令流多数据流和多指令流多数据流处理方式则分别提
高了数据和指令的并行度，可以在同一时间并行处理多个指令和
多个数据，提高了CPU的效率和运算速度。
四、指令系统
指令系统是计算机的操作系统和硬件的核心部分，是计算机的
操作系统和应用软件的基础。指令系统包含指令类型、指令格式、操作码、地址码和寻址方式等多方面，其中指令类型分为数据传
输指令、算术逻辑指令、比较指令、分支指令、中断指令等类型。指令格式包括操作码、寻址方式和地址码等。操作码是指令类型
的编码，寻址方式是指令地址所描述的操作对象在内存中的地址
计算方式，地址码则是CPU指令要读写数据的操作对象的地址。
五、操作系统
操作系统是计算机中的基础软件，负责管理计算机系统硬件和
软件资源，并提供各种支持和服务，比如进程管理、内存管理、
文件管理、设备管理、网络管理等。操作系统的设计和实现是计
算机科学中的重要课题，常见的操作系统包括Windows、Linux、Unix等。
六、总结
计算机组成与结构是计算机科学中的基础知识，需要掌握的内容包括计算机硬件、存储系统、CPU、指令系统等多个方面。只有深入理解计算机组成与结构的运行原理和实现机制，才能在计算机相关工作和研究中发挥更好的性能，并在计算机设计、开发和优化方面取得更好的成果。
第一章: 1.what is the computer architecture 计算机体系结构是那些对程序员可见的系统属性，换句话说，这些属性直接影响到程序的逻辑执行。 2.what is the computer organization 计算机组成是实现结构规范的操作单元以及其相互连接。组成的属性包括那些对程序员可见的硬件细节，如控制信号、计算机和外设的接口以及储存器使用的技术。 3.what is the structure of a computer system 分层性质的系统。是由一系列互相关联的子系统，每个子系统又在结构上分层，直到分成我们所能达到的一些基本子系统的最低级。 4.what are the functions of a computer ---处理数据(Data processing)---数据的储存(Data storage)---数据传送(Data movement)---对之前的三种功能进行控制(Control)。 5.describe the principal elements of a computer ---中央处理器（CPU）---主储存器---I/O---系统互连： 6.describe the principal elements of a CPU ---控制单元---算术逻辑单元（ALU）---寄存器---CPU内部互连 第二章 1.Describe the structure of von Nuemann machine: ---主储存器---算术逻辑运算单元（ALU）---控制器---输入/输出设备（I/O）。 2.Describe the Stored Program concept 程序以某种形式与数据一同存在储存器中，编程的过程就可以简化。这样，计算机就可以通过在储存器中读取程序来获取指令，而且通过设置一部分储存器的值就可以编写和修改程序。 3.Describe moore’s law 摩尔定律指的是单芯片上所能包含的晶体管数量每年翻一番，并且这种态势在不远的将来还会一直走下去。 4.Describe the ways to speed up the microprocessor ---流水线技术---加入cache，L1&L2cache---通过增加新的电路，减小电路间的距离来提高速度，使得性能提高---Branch prediction（转移预测）--- Data flow analysis （数据流分析）---Speculative execution（推测执行）: 第三章 1.Describe three key of von Neumann architecture ---数据和指令储存在单一的“读、写储存器”中---储存器的内容通过位置寻址，而不关心储存在其中的数据类型---以顺序的形式从一条指令到下一条指令的（除非有明确的修改）执行 2.Program concept: ---A sequence of steps ---for each steps, an arithmetic or logical operation is done.---for each operation, a different set of control signals is needed.(e.g. ADD, MOVE)
计算机基础知识点归纳1 一、硬件知识 1、计算机系统的组成包括硬件系统和软件系统硬件系统分为三种典型结构： （1）单总线结构 （2）、双总线结构 （3）、采用通道的大型系统结构 中央处理器CPU包含运算器和控制器。 2、指令系统 指令由操作码和地址码组成。 3、存储系统分为主存—辅存层次和主存—Cache层次 Cache作为主存局部区域的副本，用来存放当前最活跃的程序和数据。计算机中数据的表示 Cache的基本结构：Cache由存储体、地址映像和替换机构组成。 4、通道是一种通过执行通道程序管理I/O操作的控制器，它使CPU与I/O 操作达到更高的并行度。 5、总线从功能上看，系统总线分为地址总线（AB）、数据总线（DB）、控制总线（CB）。 6、磁盘容量记计算 非格式化容量=面数x（磁道数/面）x内圆周长x最大位密度 格式化容量=面数x（磁道数/面）x（扇区数/道）x（字节数/扇区） 7、数据的表示方法原码和反码 [+0]原=000...00 [—0]原=100......00 [+0]反=000...00 [—0]反=111 (11)
正数的原码=正数的补码=正数的反码负数的反码：符号位不变，其余位变反。 二、操作系统 操作系统定义：用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。 功能：是计算机系统的资源管理者。特性：并行性、共享性 分类：多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统。 进程：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 进程分为三种状态：运行状态（Running）、就绪状态（Ready）、等待状态（Blocked）。 虚拟存储器：是指一种实际上并不以物理形式存在的虚假的存储器。 页架：把主存划分成相同大小的存储块。 页：把用户的逻辑地址空间（虚拟地址空间）划分成若干个与页架大小相同的部分，每部分称为页。 页面置换算法有： 1、最佳置换算法OPT 2、先进先出置换算法FIFO 3、最近最少使用置换算法LRU 4、最近未使用置换算法NUR 使独占型设备成为共享设备，从而提高设备利用率和系统的效率。 SPOOL系统：实现虚拟设备技术的硬件和软件系统，又Spooling系统，假脱机系统。
计算机的基本组成 计算机是一种电子设备，它的功能包括存储、处理和传输信息。为了更好地理解和使用计算机，我们需要了解它的基本组成。 1、硬件系统 计算机的硬件系统是它的物理部分，包括中央处理器（CPU）、存储器（内存和硬盘）、输入/输出设备（键盘、鼠标、显示器、打印机等）和总线（用于连接各个部件）。 中央处理器是计算机的“大脑”，负责执行程序中的指令并处理数据。存储器分为内存和硬盘。内存包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM用于存储运行中的程序和数据，ROM用于存储固件和操作系统。硬盘是用于长期存储数据的外部存储器。 输入/输出设备允许用户与计算机交互。键盘和鼠标是最常见的输入设备，而显示器和打印机是最常见的输出设备。总线是用于连接各个部件的通信通道。 2、软件系统 计算机的软件系统是它的程序部分，包括系统软件和应用软件。系统
软件包括操作系统、编译器和数据库管理系统等，它们为应用程序提供了一个运行环境。应用软件是为特定任务设计的程序，例如办公软件、图像处理软件和游戏等。 3、网络系统 现代计算机通常通过互联网与其他计算机连接，形成一个网络。网络系统包括硬件（如路由器和调制解调器）和软件（如浏览器和电子邮件客户端），这些部件可以帮助用户连接到其他计算机并共享资源。计算机的基本组成包括硬件系统、软件系统和网络系统。这些组件协同工作，使计算机成为一种强大的信息处理工具，可以满足我们的工作、学习和娱乐需求。 计算机系统的基本组成 计算机系统是一种复杂的电子系统，它由多个不同的部分组成，这些部分协同工作，使计算机能够执行各种任务。以下是计算机系统的基本组成： 1、硬件系统 硬件系统是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器（CPU），内存，硬盘，显卡，声卡，网卡，电源，主板，显示器，键盘，鼠标
一、 选择，填空 1、计算机系统的组成、计算机硬件组成和软件的分类 计算机系统由计算机硬件和软件组成。 计算机硬件由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备组成。 软件分为系统软件、应用软件。 2、机器语言、汇编语言、高级语言的特点 机器语言：不需要经过任何翻译工作，执行效率高。难记忆，难理解，难开发，难调试，易出错。不同型号CPU 的指令集有较大差异，对应的机器指令也不同，同一系列的CPU 指令集有向上兼容性， 汇编语言：可读性仍不好，可移植性差。 高级语言：表达方式比较接近自然语言，可读性、通用性和可维护性好。 3、CISC 和RISC 的中文含义 CISC ： 复杂指令集计算机 RISC ： 精简指令集计算机 4、原码定点整数、补码定点整数的表示范围 设机器的字长为n ，则： 原码定点整数的表示范围：-(2n-1 -1) — 2n-1 -1 反码定点整数的表示范围：-(2n-1-1) — 2n-1 -1 补码定点整数的表示范围：-2n-1 — 2n-1 -1 原码定点小数的表示范围：-(1-2-n ) — (1-2-n ) 5、根据浮点数格式，写出浮点数 Ms 是尾数的符号位，设置在最高位 E 为阶码，n+1位，一般为整数，其中一位符号位，设置在E 的最高位上，用来表示正阶或负阶 M 为尾数，m 位，由Ms 和M 组成一个定点小数。 6、四种基本逻辑运算：与、或、非、异或 1位 n+1位 m 位
7、进位计数制之间的的转换（实数） 十->二除基取余法+乘基取整法 二->十基数x权重 8、计算机的存储系统（出现的原因、结构） 出现原因：容量，速度和成本的矛盾。通过软硬件结合，把主存和辅存统一成了一个整体，形成了一个存储层次。从整体看，其速度接近于主存，其容量接近于辅存的容量，价格也接近于廉价的慢速的辅存平均价格。 结构：cache、主存、辅存 9、读写存储器时，CPU需要发出的信息有哪些 读：地址，读命令。 写：地址，数据，写命令。 10、主存储器的分类及各自特点 静态随机存储器（SRAM）：只要不断开电源，状态保持不变，直到写入新信息。 动态随机存储器（DRAM）：使用时需不断给电容充电才能使信息保持。 11、通过存储器的英文名称说出中文含义，例如ROM、SRAM、DRAM等 12、输入输出系统的组成 外部设备和控制部件。 13、输入/输出接口的功能 完成外部设备和主机相互连接。 14、数据的存储格式，给出一个地址，分别说出该地址是字节地址或字地址或双字地址，对应的存储内容是什么 数据的存储格式：每个单元一个字节。 字节：8位字：16位双字：32位 15、cache的地址映像方式及各自特点 直接映像：实现简单，不够灵活，命中率低。 全相连映像：灵活但成本最高。 组相连映像：比直接映像灵活，代价比全相连映像小。 16、指令系统的概念，指令的格式、分类 指令系统：全部机器指令的集合 指令格式：操作码、操作数的地址、操作结果的存储地址、下一条指令的地址。
计算机系统结构和计算机组成原理 计算机系统结构和计算机组成原理是计算机科学和技术领域中的两个重要概念。计算机系统结构是指计算机硬件和软件之间的组织和交互方式，而计算机组成原理是指计算机硬件的组成和工作原理。本文将从计算机系统结构和计算机组成原理两个方面进行阐述，深入探讨计算机的工作原理和组成部分。 一、计算机系统结构 计算机系统结构包括硬件和软件两个方面。硬件部分主要包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等，而软件部分主要包括操作系统、编译器、应用程序等。 1. 中央处理器(CPU) 中央处理器是计算机系统的核心部件，负责执行指令和控制计算机的运行。它由控制单元和算术逻辑单元组成。控制单元负责指令的解码和执行，而算术逻辑单元负责进行算术和逻辑运算。 2. 内存 内存是计算机用于存储数据和指令的地方，也称为主存。它分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种。RAM可以读写数据，而ROM只能读取数据。内存的大小决定了计算机可以存储的数据量。
3. 输入输出设备 输入输出设备用于与计算机进行数据的输入和输出。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，而常见的输出设备有显示器、打印机、音频设备等。输入输出设备通过与计算机系统的接口进行数据传输。 4. 操作系统 操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机的资源。它提供了用户接口、文件管理、内存管理、进程管理等功能。常见的操作系统有Windows、Linux、Mac OS等。 5. 编译器 编译器是将高级程序语言转换为机器语言的软件工具。它将程序源代码进行词法分析、语法分析和语义分析，生成目标代码。常见的编译器有C语言编译器、Java编译器等。 6. 应用程序 应用程序是计算机系统中的具体应用，如文字处理、图像处理、数据库管理等。它们利用计算机系统的硬件和软件资源，完成特定的任务。 二、计算机组成原理
简述计算机系统的结构组成计算机系统是由多种硬件和软件组成的复杂系统，能够执行各种计算任务。它包括计算机硬件、操作系统、应用软件以及用户等多个方面。下面将从计算机硬件、操作系统、应用软件和用户四个方面来详细介绍计算机系统的结构组成。 一、计算机硬件 计算机硬件是计算机系统的物理部分，主要包括中央处理器（CPU）、内存、存储器、输入设备、输出设备和通信设备等。 1.中央处理器（CPU） 中央处理器是计算机的核心部件，负责执行计算机程序中的指令以及进行数据处理。它包括运算单元、控制单元和寄存器等组成。运算单元负责进行各种算术运算和逻辑运算，控制单元负责控制指令的执行顺序，寄存器用于临时存放数据和指令。 2.内存
内存是计算机系统中用于存储数据和指令的部件，也是中央处理器能够快速访问数据的地方。它分为主存储器和辅助存储器两种。主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），用于存储程序和数据；辅助存储器包括硬盘、光盘、闪存等，用于长期存储和备份数据。 3.存储器 存储器是指计算机系统中用于存储数据的硬件设备，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器用于临时存放数据和程序，具有读写功能；只读存储器则用于存放固化的程序和数据，只能读取而不能写入。 4.输入设备 输入设备用于将外部信息传输给计算机系统，包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。键盘用于输入文字和命令，鼠标用于控制光标和选择操作，扫描仪和摄像头用于将实物转化为数字格式。 5.输出设备
输出设备用于将计算机系统处理结果显示或输出，包括显示器、 打印机、投影仪、耳机等。显示器用于显示文字、图像和视频等，打 印机用于将计算结果打印出来，投影仪用于将计算结果投影到屏幕上，耳机用于音频输出。 6.通信设备 通信设备用于计算机之间或计算机与外部设备之间的数据传输， 包括网卡、调制解调器、路由器等。网卡用于计算机和局域网之间的 数据传输，调制解调器用于计算机和广域网之间的数据传输，路由器 用于数据包的转发和路由选择。 二、操作系统 操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机硬件 的各个部件以及协调用户和计算机系统之间的交互。 1.进程管理 操作系统通过进程管理来管理计算机系统中的各个进程，包括进 程的创建、调度、切换和销毁等。它能够确保每个进程都能够得到合 理的资源分配，并协调进程之间的相互影响。
一、填空题 1. 计算机的硬件基本组成包括控制器、运算器、存储 器、输入和 输出等五个部分。 2. 计算机的软件一般分为系统软件和应用软件两大部分。 3. 计算机系统是一个由硬件和软件组成的多级层次结构，这通常由微程序 级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级 和高级语言级等组成，在每一级上都可以进行程序设 计。 4. 计算机系统的发展按其核心部件采用器件技术来看经历了五代的变化，分别 是电子管、晶体管、集成电路、大规模集 成电路和巨大规模集成电路。 1. 按IEEE754规范，一个浮点数由符号位S 、阶码E 、尾 数M三个域组成，其中阶码E 的值等于指数的真值e 加上一个固定偏移值。 2. 在进行浮点加法运算时，需要完成为零操作数检查、对 阶、尾数求和、结果规格化、舍入处理 和溢出处理 等步骤。 3. 对阶时，使小阶向大阶看齐，使小阶的尾数 向右移位，每右__ 移一位，其阶码加一，直到两数的阶码相等为 止。 4. 提高加法器运算速度的关键是降低进位信号的传播时间。先行进 位的含义是低有效位的进位信号可以直接向最高位传递。 5. 现代计算机的运算器一般通过总线结构来组织。按其总线数不同，大体有 单总线结构、双总线结构和三总线结构三种形 式。 6. 浮点运算器由阶码运算器和尾数运算器组成，它们都是 定点运算器。只要求能执行阶码运算器运算，而加法 和减法要求能进行尾数运算器运算。 7. 两个BCD码相加，当结果大于9时，修正的方法是将结果加6，并产 生进位输出。 8. 设有七位二进制信息码0110101，则低位增设偶校验码后的代码为 01101010 。 1. 对存储器的要求是容量大，速度快，成本 低，为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多级存储和 体系结构。 2. 存储器的技术指标主要有存储容量、存储时间、存 储周期和存储器带宽。 3. CPU能直接访问由CACHE和内存，但不能直接访问外 存。
汇编期末知识点总结 一、计算机体系结构 1. 计算机的组成部分：中央处理器、主存储器、输入输出系统 2. 计算机的主要功能：数据处理、数据存储和数据传输 3. 计算机体系结构的三个基本要素：数据、指令、控制。 4. 计算机的层次结构：硬件层次、机器语言层次、系统层次、程序设计语言层次和应用软件层次。 二、汇编语言概述 1. 汇编语言的定义和特点 2. 汇编语言的分类和发展历程 3. 汇编语言的应用领域 三、汇编语言的指令系统 1. 数据传送指令：MOV指令、LEA指令、LDS指令、LES指令 2. 算术运算指令：ADD指令、SUB指令、INC指令、DEC指令、NEG指令 3. 逻辑运算指令：AND指令、OR指令、XOR指令、NOT指令 4. 移位指令：SAL指令、SHR指令、SAR指令、ROL指令、ROR指令 5. 控制指令：JMP指令、JC指令、JNC指令、JO指令、JNO指令、JZ指令、JNZ指令、CMP指令、LOOP指令、CALL指令、RET指令 四、寄存器和内存 1. 通用寄存器：AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI、DI 2. 段寄存器：CS、DS、SS、ES 3. 操作寄存器：IP、FLAGS 4. 内存访问指令：MOV指令、XCHG指令 5. 标志寄存器：OF、DF、IF、TF、SF、ZF、AF、PF、CF 五、地址和位移
1. 设计位移的基本原则和方法 2. 直接寻址、寄存器间接寻址、直接寻址、相对寻址、基址变址寻址、变址寻址、相对基址变址寻址 六、程序设计与调试 1. 程序的段定义、区定义、符号定义 2. 程序的生成与调试 3. 目标程序的连接和装入 4. 调试工具的使用 七、汇编语言与C语言的结合 1. 汇编语言和C语言的特点 2. 汇编语言和C语言的调用关系 3. 汇编语言和C语言的相互调用方法 4. 汇编语言和C语言的优化方法 八、嵌入式系统与汇编语言 1. 嵌入式系统的定义和特点 2. 嵌入式系统的应用领域 3. 嵌入式系统中的汇编语言特点 4. 嵌入式系统中的汇编语言编程方法 九、汇编语言的扩展 1. Intel 8086的扩展指令集 2. 增强指令集 3. 浮点运算指令集 4. SIMD指令集 以上是汇编期末考试的知识点总结，总字数超过了6000字。希望对你的学习有所帮助，祝你顺利通过考试！
计算机组成原理白中英复习 第一章计算机系统概论 电子数字计算机的分类P1 通用计算机超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机和专用计算机; 计算机的性能指标P5 数字计算机的五大部件及各自主要功能P6 五大部件：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备; 存储器主要功能：保存原始数据和解题步骤; 运算器主要功能：进行算术、逻辑运算; 控制器主要功能：从内存中取出解题步骤程序分析,执行操作; 输入设备主要功能：把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式; 输出设备主要功能：把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式; 计算机软件P11 系统程序——用来管理整个计算机系统 应用程序——按任务需要编制成的各种程序 第二章运算方法和运算器
课件+作业 第三章内部存储器 存储器的分类P65 按存储介质分类： 易失性：半导体存储器 非易失性：磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器 按存取方式分类： 存取时间与物理地址无关随机访问： 随机存储器RAM——在程序的执行过程中可读可写 只读存储器ROM——在程序的执行过程中只读存取时间与物理地址有关串行访问： 顺序存取存储器磁带 直接存取存储器磁盘 按在计算机中的作用分类： 主存储器：随机存储器RAM——静态RAM、动态RAM 只读存储器ROM——MROM、PROM、EPROM、EEPROM Flash Memory 高速缓冲存储器Cache
辅助存储器——磁盘、磁带、光盘 存储器的分级P66 存储器三个主要特性的关系：速度、容量、价格/位 多级存储器体系结构：高速缓冲存储器cache、主存储器、外存储器; 主存储器的技术指标P67 存储容量：存储单元个数M×每单元位数N 存取时间：从启动读写操作到操作完成的时间 存取周期：两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间 ,时间单位为ns; 存储器带宽：单位时间里存储器所存取的信息量,位/秒、字节/每秒,是衡量数据传输速率的重要技术指标; SRAM存储器P67 基本存储元：用一个锁存器触发器作为存储元; 基本的静态存储元阵列P68 双译码方式P68 读周期、写周期、存取周期P70 DRAM存储器P70 基本存储元：由一个MOS晶体管和电容器组成的记忆电路; 存储原理：所存储的信息1或0由电容器上的电荷量来体现充满电荷：1；没有电荷：0;
计算机组成与结构知识点总结计算机组成与结构是计算机科学的重要基础，掌握这方面的知 识对于从事计算机相关工作和研究都至关重要。本文将重点介绍 计算机组成与结构的核心知识点，包括计算机硬件、存储系统、CPU、指令系统等方面，从整体上梳理计算机系统的结构框架， 帮助读者更好地理解计算机运行原理及其实现机制。 一、计算机硬件 计算机硬件主要包括CPU、内存、磁盘等组件。CPU是计算机的核心组件，它主要包括控制器和运算器两部分，控制器负责从 内存中读取指令、解析指令并控制计算机的各个部件进行操作等；运算器负责数学和逻辑运算。内存则是计算机中存储数据和程序 的重要组成部分，磁盘则主要用于长期存储数据。 二、存储系统 计算机存储系统主要包括主存储器、高速缓存和辅助存储器， 从速度和容量上可分为寄存器、高速缓存、RAM、虚拟内存和磁 盘等。寄存器是CPU中最快速的存储器，通常用于保存运算器中
间结果和数据。高速缓存则主要用于CPU和主存之间的数据传输，通过预读取内存中即将需要的数据加快CPU的运算速度。RAM 是主存储器，计算机运行时所有的数据和程序都存储在其中，而 虚拟内存则可以通过操作系统将部分数据和程序存储在磁盘上， 以扩展主存的容量。磁盘则是计算机中持续存储数据的主要方式，也是长期存储数据的唯一手段。 三、CPU CPU是计算机中最核心的组件，其功能主要包括取指令、解码 指令、执行指令等。指令由操作码和操作数字段组成，操作码用 于描述要执行的操作，操作数用于描述操作对象。CPU根据指令 的操作码和操作数进行指定的操作，比如对数据进行加减乘除等 运算。 CPU的处理方式可分为单指令流单数据流、单指令流多数据流 和多指令流多数据流。单指令流单数据流处理方式是最简单的处 理方式，CPU一次只能处理一个数据，一次只能完成单个指令的 操作。单指令流多数据流和多指令流多数据流处理方式则分别提 高了数据和指令的并行度，可以在同一时间并行处理多个指令和 多个数据，提高了CPU的效率和运算速度。
第1章计算机组成与体系结构 根据考试大纲，本章内容要求考生掌握3个知识点。 （1）构成计算机的各类部件的功能及其相互关系； （2）各种体系结构的特点与应用（SMP、MPP）； （3）计算机体系结构的发展。 1.1 计算机体系结构的发展 冯·诺依曼等人于1946年提出了一个完整的现代计算机雏形，它由运算器、控制器、存储器和输入/输出设备组成。现代的计算机系统结构与冯·诺依曼等人当时提出的计算机系统结构相比，已发生了重大变化，虽然就其结构原理来说，占有主流地位的仍是以存储程序原理为基础的冯·诺依曼型计算机，但是，计算机系统结构有了许多改进，主要包括以下几个方面。 （1）计算机系统结构从基于串行算法改变为适应并行算法，从而出现了向量计算机、并行计算机、多处理机等。 （2）高级语言与机器语言的语义距离缩小，从而出现了面向高级语言机器和执行高级语言机器。 （3）硬件子系统与操作系统和数据库管理系统软件相适应，从而出现了面向对象操作系统机器和数据库计算机等。 （4）计算机系统结构从传统的指令驱动型改变为数据驱动型和需求驱动型，从而出现了数据流计算机和归约机。 （5）为了适应特定应用环境而出现了各种专用计算机。 （6）为了获得高可靠性而研制容错计算机。 （7）计算机系统功能分散化、专业化，从而出现了各种功能分布计算机，这类计算机包括外围处理机、通信处理机等。 （8）出现了与大规模、超大规模集成电路相适应的计算机系统结构。 （9）出现了处理非数值化信息的智能计算机。例如自然语言、声音、图形和图像处理等。 1.2 构成计算机的各类部件的功能及其相互关系 计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备组成。
计算机体系结构与组成基础知识计算机体系结构与组成是计算机科学与技术领域中的基础知识之一。它涵盖了计算机硬件和软件的结构和组成，以及它们之间的关系。了 解计算机体系结构和组成的基础知识对于计算机专业的学习和工作至 关重要。本文将介绍计算机体系结构和组成的基本概念和原理。 一、计算机体系结构的定义 计算机体系结构指的是计算机内部各个组成部分之间的结构和连接 方式。它包括了计算机中的处理器、内存、输入输出设备等组件，以 及它们之间的数据和控制信号传输方式。计算机体系结构决定了计算 机的计算能力、速度和可扩展性。 二、计算机组成的基本组件 计算机组成是指计算机中各个硬件和软件组件的组织方式和工作原理。计算机组成包括了中央处理器（CPU）、存储器（内存）、输入 输出设备（键盘、鼠标、显示器等）、总线等。中央处理器是计算机 的核心，负责执行指令和进行运算；存储器用于存储数据和程序；输 入输出设备用于与计算机进行交互；总线是各个组件之间进行数据和 控制信号传输的通道。 三、冯·诺依曼体系结构 冯·诺依曼体系结构是现代计算机体系结构的基础，它由冯·诺依曼 于1945年提出。冯·诺依曼体系结构的特点是将程序和数据存储在同一
块内存中，并通过指令和数据流进行交替。它还包括了存储程序、指 令流水线、存储器层次结构等重要概念。 四、计算机指令集 计算机指令集是计算机处理器能够执行的指令的集合。指令集分为 复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）。复杂指令集包含了多种 复杂的操作指令，可以完成较复杂的操作；精简指令集包含了一些简 单的操作指令，但执行效率高。常见的处理器架构包括x86、ARM等。 五、存储器层次结构 存储器层次结构是计算机内存的组织方式。它包括了高速缓存、主 存和辅助存储器。高速缓存是位于处理器内部的一块快速存储器，用 于暂时存储频繁访问的数据和指令；主存是计算机的主要内存，用于 存储程序和数据；辅助存储器是备份存储和长期存储数据的设备，如 硬盘、光盘等。 六、总线与I/O系统 总线是计算机各个组件之间进行数据和控制信号传输的通道。总线 分为数据总线、地址总线和控制总线。数据总线用于传输数据；地址 总线用于传输数据在内存中的位置信息；控制总线用于传输控制信号。I/O系统是计算机与外部设备进行数据交换的接口，包括输入设备和输 出设备。 七、计算机程序与操作系统
计算机组成与体系结构重点 计算机组成指的是计算机硬件的组成部分，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和总线等。这些部分相互协调工作，完成计算机的 主要功能。中央处理器是计算机的核心，负责执行指令并控制整个系统的 运行。存储器则用于存储数据和指令，可以分为主存储器和辅助存储器。 输入输出设备用于和外部世界进行交互，例如键盘、显示器和打印机等。 总线则是不同设备之间信息传输的通道。 在计算机组成与体系结构的研究中，存在几个重要的关键点。 首先是对计算机硬件的深入理解。计算机硬件是计算机系统的基础， 了解计算机硬件的组成和工作原理对于理解计算机系统的整体运行至关重要。硬件的各个组件之间互相依赖，只有理解其相互关系，才能为系统的 性能和可靠性做出合理的设计和调整。 其次是对指令集架构的研究。指令集架构是决定计算机软件和硬件之 间交互方式的关键，不同的指令集架构对计算机系统的性能和功能有着不 同的影响。为了提高计算机系统的性能，需要深入研究指令集的设计和实现。 此外，对于存储器层次结构的研究也是计算机组成与体系结构的重要 内容。计算机的存储器系统是计算机性能的瓶颈之一，如何提高存储器系 统的容量和速度是计算机体系结构设计的关键问题。研究存储器层次结构 可以有效地提高存储器的访问速度，从而提高整个系统的性能。 最后，还需要对计算机系统的优化和并行计算进行深入研究。计算机 系统的优化是指通过改进硬件和软件的设计，使计算机系统的性能达到最
优化。并行计算则是指通过多个处理器同时执行多个任务，以提高计算速 度和吞吐量。这些研究对于提高计算机系统的性能和可靠性具有重要意义。 综上所述，计算机组成与体系结构是计算机科学与技术中的重要研究 领域。对计算机硬件和软件之间的关系以及计算机内部各个组件的结构和 功能进行深入研究，可以为计算机系统的设计、优化和性能提供有力支撑。计算机组成与体系结构的研究有助于推动计算机科学与技术的发展，为实 现更高效、更可靠的计算机系统提供理论和实践基础。
计算机组成原理知识点总结 第一章 一、数字计算机的五大部件（硬件）及各自主要功能（P6） 计算机硬件组成：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。 1、存储器（主存）主要功能：保存原始数据和解题步骤。包括：内存储器（CPU 直接访问），外存储器。 2、运算器主要功能：进行算术、逻辑运算。 3、控制器主要功能：从内存中取出解题步骤（程序）分析，执行操作。包括：计算程序和指令（指令由操作码和地址码组成）。 4、输入设备主要功能：把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式。 5、输出设备主要功能：把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。 注：1、冯诺依曼结构：存储程序并按地址顺序执行。 2、中央处理器（CPU）：运算器和处理器的结合。 3、指令流：取指周期中从内存读出的信息流，流向控制器。 数据流：在执行器周期中从内存读出的信息流，由内存流向运算器。 二、数字计算机的软件及各自主要功能（P11） 1、系统软件：包括服务性程序、语言程序、操作程序、数据库管理系统。 2、应用程序：用户利用计算机来解决某些问题而设计。 三、计算机的性能指标。 1、吞吐量：表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量，用bps度量。 2、响应时间：表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。 3、利用率：在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所在的比率，用百分比表示。 4、处理机字长：常称机器字长，指处理机运算中一次能够完成二进制运算的位数，如32位机、64位机。 5、总线宽度：一般指CPU从运算器与存储器之间进行互连的内部总线一次操作可传输的二进制位数。 6、存储器容量：存储器中所有存储单元（通常是字节）的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。 7、存储器带宽：单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用B/s（字节/秒）表示。 8、主频/时钟周期：CPU的工作节拍受主时钟控制，按照规定在某个时间段做什么（从什么时候开始、多长时间完成），主时钟不断产生固定频率的时钟信号。主频（主时钟的频率）度量单位是MHZ、GHZ；时钟周期（主频的倒数）度量单位是微秒、纳秒。
计算机组成原理的基础知识 计算机组成原理是计算机科学中最基础的学科之一，它研究了计算 机的各个部件之间的相互关系和工作原理。了解计算机组成原理的基 础知识对于理解计算机的运行机制和性能优化至关重要。本文将介绍 计算机组成原理的几个基础知识点。 一、计算机的五大基本组成部分 计算机由五大基本组成部分构成：运算器、控制器、存储器、输入 设备和输出设备。 1. 运算器：负责进行算术和逻辑运算，包括加法、减法、乘法、除 法等。 2. 控制器：控制整个计算机系统的运行。它从存储器中读取指令， 解释并执行它们。 3. 存储器：用于存储数据和指令。存储器可以分为主存储器和辅助 存储器两种类型。 4. 输入设备：用于将外部数据输入到计算机系统中，如键盘、鼠标、扫描仪等。 5. 输出设备：用于将计算机处理后的结果输出给用户，如显示器、 打印机、音响等。 二、冯·诺依曼体系结构
冯·诺依曼体系结构是现代计算机体系结构的基础。它由冯·诺依曼 于1945年提出，并成为现代计算机的基本原则。冯·诺依曼体系结构包含了四个基本要素：存储器、运算器、控制器和输入/输出。 1. 存储器：冯·诺依曼体系结构中，数据和指令都存储在同一个存储器中，以二进制形式表示。 2. 运算器：负责执行算术和逻辑运算，处理数据和指令。 3. 控制器：控制整个计算机系统的运行，根据指令从存储器中读取 并执行相应的操作。 4. 输入/输出：负责将数据和结果输入到计算机系统，以及将计算机处理后的结果输出给用户。 三、指令类型及其执行 计算机的指令可以分为三种类型：数据传输指令、算术运算指令和 逻辑运算指令。 1. 数据传输指令：用于将数据从一个地方传输到另一个地方。例如，将数据从存储器传输到寄存器，或者将数据从输入设备传输到存储器。 2. 算术运算指令：用于进行算术运算，如加法、减法、乘法和除法等。 3. 逻辑运算指令：用于进行逻辑运算，如与、或、非等。逻辑运算 主要用于比较和判断。
计算机的组成及工作原理 计算机已经成为我们日常生活和工作中不可或缺的一部分。它们的 快速发展和广泛应用离不开复杂的组成和高效的工作原理。本文将介 绍计算机的组成结构以及它们的工作原理，帮助读者更好地理解计算 机的运作机制。 一、硬件组成 计算机主要由五个硬件组件构成，分别是中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器和输入设备。 1. 中央处理器（CPU）：CPU是计算机的核心，类似于人体的大脑。它负责处理指令、控制各个硬件组件的工作并执行计算任务。CPU通 常由算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）组成。 2. 内存：内存是计算机的临时存储器，用于缓存正在运行的程序和 数据。内存的容量越大，计算机的运行速度越快。常见的内存类型包 括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 3. 硬盘：硬盘用于长期存储数据和程序。它具有较大的容量和较慢 的读写速度。现代计算机通常使用固态硬盘（SSD）或机械硬盘（HDD）。 4. 显示器：显示器用于将计算机处理的数据和信息以可视化形式展 示给用户。常见的显示器类型包括液晶显示器（LCD）和有机发光二 极管显示器（OLED）。
5. 输入设备：输入设备用于将用户的指令和数据输入到计算机中。常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏和扫描仪等。 二、计算机的工作原理 计算机的工作原理可以简单描述为输入、处理、输出的过程。当用户通过输入设备输入指令和数据后，计算机将其送至CPU进行处理。 1. 指令解码：CPU首先解码用户输入的指令，确定所需的操作类型和相关数据。 2. 数据存储：计算机根据指令从内存或硬盘中读取相应的数据，并临时存储在内存中。 3. 运算操作：CPU执行指令中的运算操作，包括算术运算、逻辑运算和数据传输等。 4. 结果输出：计算完成后，CPU将结果存储到内存中，并通过显示器或其他输出设备将结果展示给用户。 5. 循环执行：计算机会不断重复上述的输入、处理、输出过程，直到用户停止或程序运行结束。 除了输入、处理、输出的基本原理外，计算机还涉及操作系统、编程语言和算法等方面的工作原理。操作系统起到管理和控制计算机资源的作用，编程语言用于编写程序指令，而算法则是实现各种计算任务的具体步骤和规则。 三、计算机的发展趋势
第一章计算机基础 第二章计算机中数的表示方法 1、原码表示法、补码表示法、反码表示法、移码表示法 2、奇偶校验码、汉明校验码、循环冗余校验码（模2运算（加减法、乘法、除法）） 第三章指令系统 1、寻址方式：直接寻址、间接寻址、立即寻址、隐含寻址、相对寻址（适用于短跳转、程序再定位）、变址寻址（面向用户、成批数据处理）、基址寻址（面向系统、程序重定位和扩大寻址空间）、“基址+变址”寻址 2、指令类型：数据传输类指令、数据运算类指令、程序控制类指令、输入/输出指令 3、对指令系统的基本要求：完整性、规整性（对称性、均匀性）、正交性、高效性、兼容性 4、沿CISI方向发展和改进指令系统：面向目标程序增强指令系统（增强数据运算型指令功能、增强数据传输指令功能、增强程序控制指令功能）、面向高级语言的优化实现来改进指令系统 5、时钟周期、机器周期、指令周期、微指令周期 6、微指令的组成：操作控制字段、地址控制字段 6、微程序控制器的组成：控制存储器、微程序寄存器、微地址形成电路、微地址寄存器、地址译码器 7、微指令的编码方式：直接控制编码法、最短字段编码法、字段直接编码法 8、微地址的形成方法：计数器方式、断定方式和结合方式。 第四章中央处理器 1、CPU的功能：指令顺序控制、操作控制、时间控制、数据加工 2、CPU的基本组成：运算器、控制器、数据通路、cache 3、中央处理器的设置中有两种逻辑部件：对数据值进行操作的部件、包含状态的部件 4、两种典型的数据通路组织方式：基于总线的结构、直接连接 5、控制器分为两个部分：主控制器、ALU控制器 第六章运算方法与运算器 1、逻辑运算：逻辑非（求反）、逻辑加（逻辑或）、逻辑异或 2、移位运算：逻辑移位、循环移位、算数移位 3、原码算数移位：符号位不参与移位； 4、补码算数移位：符号位参与移位，左移符号位丢弃，右移连同符号位一起各位向右移位，符号位保持不变 5、反码算数移位：同补码算数移位，正数反码左移补0，负数反码左移补1 第七章存储器 1、存储器按在计算机中的左右分为：主存储器、辅助存储器、cache 2、存储器按存取方式分为：随机存储器、只读存储器、顺序存储器 3、存储器按存储介质分为：半导体存储器、磁表面存储器、光存储器 4、主存储器的组成：存储体、地址译码和驱动电路、读写电路、存储控制电路 5、按保存数据的方式不同，可将随机存储器分为：静态RAM、动态RAM. 6、磁记录方式：归零法、不归零法、调相制、调频制、改进的调频制 7、cpu的替换算法：随机法、先进先出法、最近最少用法 8、cache映像规则：全景联映像、直接映像、组相联映像
计算机系统结构知识点复习考点归纳总结 令）控制计算机硬件的层次，汇编语言机器级则是用（助记符）来控制计算机硬件的层次。 22、缓存技术是为了（解决处理器与主存速度不匹配的问题）而引入的。 23、DMA访问是指（直接内存访问）技术，可以减少CPU的负担，提高数据传输效率。 24、在多处理机系统中，（任务）级并行性是指多个任务同时执行，（数据）级并行性是指一个任务中的多个数据同时执行。 25、计算机系统中的（指令流水线）技术可以提高CPU 的运行效率，将多个指令的执行过程重叠起来，从而减少CPU的空闲时间。 26、计算机系统中的（虚拟存储器）技术可以将主存和辅存结合起来，使得程序能够访问比主存更大的地址空间，从而提高系统的性能。 27、计算机系统中的（分布式系统）是指将多个计算机连接起来，共同完成一个任务，可以提高系统的可靠性和性能。
28、计算机系统中的（并行计算）技术可以将一个大问题分解成多个小问题，同时在多个处理器上进行计算，从而提高计算速度和效率。 29、计算机系统中的（云计算）是指将计算资源和服务通过网络提供给用户，可以实现资源的共享和高效利用。 4096字节之间）当程序需要访问某一页时。 操作系统会将该页从磁盘上读入主存，然 后再进行访问。这种方式可以提高存储器的 利用率，但也会增加访问时间和开销。 并行性是指在同一时间段内完成多项任务的能力。它可以分为最低耦合、松散耦合和紧密耦合三种类型，取决于物理连接的紧密度和交叉作用能力的强弱。开发并行性的途径有时间重叠、资源重复和资源共享。并行性的开发需要综合考虑硬件、软件、语言、算法和性能评价等因素。 资源重复是指通过重复设置硬件资源来提高可靠性或性能。最典型的例子是双工系统。资源重复不仅可以提高可靠性，而且可以进一步用多计算机或机群系统来提高系统的速度性能。
计算机组成与结构知识点总结 一、选择题 1、运算器的主要功能是进行。 逻辑运算与算术运算 2、存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来。 存放数据和程序 3、立即数寻址方式中，操作数在中。 指令 4、直接寻址方式中，操作数在中。 内存单元 5、寄存器寻址方式中，操作数在中。 寄存器 6、寄存器间接寻址方式中，操作数在中。 主存单元 7、程序计数器用于存储。 指令地址 8、RISC的含义是。 精简指令集计算机 9、CISC的含义是。 复杂指令集计算机 10、VLSI的含义是。 超大规模集成电路 11、DRAM的含义是。 动态随机访问存储器 12、SIMD的含义是。 单指令流多数据流 13、SISD的含义是。 单指令流单数据流 14、MIMD的含义是。 多指令流多数据流 15、假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码 是。 11001001 16、某SRAM芯片，存储容量为1M×32位，该芯片的地址线和数据线数目为。20，32 17、在主存储器和CPU之间增加cache的目的是。 解决CPU和主存储之间的速度匹配问题 18、程序控制类指令的功能是。 改变程序执行顺序 19、中断向量是。 中断服务程序入口地址的地址 20、8位二进制补码表示的整数数据范围是。
-128~127 21、已知X为整数，且[X]补 = 10011011，则X的十进制数值是___ ___。 -101 22、某SRAM芯片，存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为___ ___。16，16 23、变址寻址方式中，操作数的有效地址等于___ ___。 变址寄存器内容加上形式地址（位移量） 24、十进制数36.875转换成二进制数是。 100100.111 25、十进制数59转换成八进制数是。 73Q 26、与十进制数58.75等值的十六进制数是。 3A.CH 27、十进制负数-61的八位二进制原码是 10111101 28、十进制负数-38的八位二进制补码是。 11011010 29、有一个八位二进制数补码是11111101，其对应的十进制数是。 -3 30、补码01010101表示的真值为。 85 31、1KB等于个字节。 128 32、已知X为整数，且[X]补 = 10011011，则X的十进制数值是___ ___。 -101 33、直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度，由快至慢的排序 为。 立即、直接、间接 34、CPU指的是。 运算器和控制器 35、补码10000000表示的真值为。 －128 36、BCD码0111 1001 0011表示的十进制数为 793 37、已知[X]补=00010100B，则[-2X]补= 。 11011000 二、填空题 1、控制器是计算机中控制指令执行的部件，向计算机各功能部件提供每一时刻协同运行所需要的控制信号。 2、指令中应该包括下列信息：操作码、源操作数地址、目的操作数地址、下一条指令地址。 3、通常可以将计算机系统的结构划分为7个层次：应用层、高级语言层、汇编语言层、操作系统层、指令系统层、微体系结构层、数字逻辑层。