计算机组成原理易忘点及习题记录(简化版)

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  1. 1:第一章 计算机系统概论
  2. 1.1:冯·诺伊曼计算机结构及组成
  3. 1.2:加减乘除操作过程
  4. 1.3:计算机硬件主要技术指标
  5. 2:第二章 计算机的发展及应用
  6. 2.1:芯片集成度限制
  7. 2.2:硅芯片替代品
  8. 3:第三章 系统总线
  9. 3.1:总线结构
  10. 3.2:总线判优控制
  11. 3.3:总线周期(书P59)
  12. 3.4:同步通信(书P59-P61)
  13. 3.5:异步通信

第一章 计算机系统概论

冯·诺伊曼计算机结构及组成

输入设备、运算器、控制器、存储器、输出设备

加减乘除操作过程

见书P15

计算机硬件主要技术指标

机器字长:CPU一次能处理数据的位数,通常与CPU寄存器位数有关

存储容量:主存容量+辅存容量,其中主存容量为主存中可存放二进制代码位数

存储容量=存储单元个数✖️存储字长

MAR:存储单元个数

MDR:存储字长

例 MAR为16位,MDR为32位,问存储容量为?

MAR为16位,216=65536,表示此存储体内有65536个存储单元

MDR为32位,表示存储容量为216✖️32=221=2M位(1M=220bit)

即存储容量=2MAR✖️MDR

运算速度:与机器主频、执行操作、主存速度等有关

 

第二章 计算机的发展及应用

芯片集成度限制

物理极限制约

按几何级数递增的制作成本

功耗、散热、线延迟

硅芯片替代品

光计算机

DNA生物计算机

量子计算机

 

第三章 系统总线

总线结构

单总线结构(书P52)

多总线结构(书P52-P54)

总线判优控制

链式查询(书P58)

计数器定时查询(书P58-P59)

独立请求方式(书P58-P59)

总线周期(书P59)

申请分配阶段

寻址阶段

传数阶段

结束阶段

同步通信(书P59-P61)

同步通信读命令传输周期

T1    主模块发地址

T2    主模块发读命令

T3    从模块提供数据

T4    主模块撤销读命令,从模块撤销数据

同步通信写命令传输周期

T1    主模块发地址

T1.5  主模块提供数据

T2    主模块发出写命令,从模块接收到命令后,必须在规定时间内将数据总线上的数据写到地址总线所指明的单元中

T4    主模块撤销写命令和数据等信号

例 3.1 假设总线时钟频率位100MHz,总线的传输周期为4个时钟周期,总线的宽度为32位,试求总线的数据传输率。若想提高一倍数据传输率,可采取什么措施?(书P61)

根据总线时钟频率位100MHz得

1个时钟周期为1/100MHz=0.01μs

总线传输周期为0.01µs✖️4=0.04µs

由于总线的宽度位32位=4B(字节)

故总线的数据传输率为4B/0.04µs=100MBps

若想提高一倍的数据传输率,可以在不改变总线时钟频率的前提下,将总线宽度改为64位,或保持总线宽度32位,将时钟频率调整到200MHz

异步通信

不互锁方式(书P62)

主模块发出请求信号后,不必等待从模块的回答信号,而是经过一段时间,确认从模块已收到请求信号后,便撤销其请求信号;

从模块接到请求信号后,在条件允许时发出回答信号,并经过一段时间确认主模块已收到回答信号后,自动撤销回答信号

通信双方无互锁关系,故称为不互锁方式

例如CPU向主存些信息,CPU要先后给出地址信号、写命令以及写入数据,即采用这种方式

半互锁方式(书P62)

主模块发出请求信号,必须待接到从模块的回答信号后再撤销其请求信号,有互锁关系;

而从模块在接到请求信号后发出回答信号,但不必等待获知主模块的请求信号已经撤销,而时隔一段时间后自动撤销其回答信号,无互锁关系

由于一方存在互锁关系,一方不存在互锁关系,故称为半互锁方式

例如CPU发出访存命令后,必须收到存储器未被占用的回答信号,才能真正进行访存操作

全互锁方式(书P62)

主模块发出请求信号,必须待从模块回答后再撤销其请求信号;

从模块发出回答信号,必须待获知主模块请求信号已撤销后,再撤销其回答信号

双方存在互锁关系,故称为全互锁方式

例如在网络通信中,通信双方采用的就是全互锁方式

例3.2 在异步穿行传输系统中,假设每秒传输120个数据帧,其字符格式规定包含1个起始位、7个数据位、1个奇校验位、1个终止位,试计算波特率 (书P62)

根据题目给出的字符格式,一帧包含1+7+1+1=10位

故波特率为(1+7+1+1)✖️120=1200bps=1200波特

例3.3 画图说明用异步串行传输方式发送十六进制数据95H.要求字符格式:1位起始位、8位数据位、1位偶校验位、一位终止位

如图所示

起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 校验位 停止位
0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1

其中,95H=10010101,异步串行传送从数据地位开始,所以D0到D7为10101001

校验位为偶校验位所以为0

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  1. inspiraton说道:
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    高强度更新……/滑稽

  2. 浪矢清说道:
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    求计组复习指南 孩子学不完了

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