计算机组成原理是计算机科学的基础,它涵盖了计算机系统的基本构造和工作原理。以下是对【计算机组成原理期末考试总复习.pdf】中部分知识点的详细说明:
1. 计算机的主要功能:计算机是一种信息处理机,能够存储大量信息,进行高速运算,并且在一定程度上能模拟人类的脑力劳动。但最核心的功能是信息处理。
2. 计算机硬件能直接执行的语言:计算机硬件直接执行的是机器语言,这是一种二进制代码,由0和1组成。
3. 运算器的核心部件:运算器的核心是算术逻辑运算部件(ALU),它负责执行基本的算术和逻辑运算。
4. 存储器的作用:存储器的主要作用是存放程序和数据,包括指令和运算所需的数据。
5. 二进制表示的原因:计算机使用二进制是因为物理器件(如晶体管)的开关状态天然对应于二进制的0和1,这决定了计算机内部信息处理的基础。
6. CPU中的寄存器:数据寄存器用于存放从存储器中读取的数据;地址寄存器存放内存地址;程序计数器存放当前要执行指令的地址;指令寄存器存放正在执行的指令。
7. 存放机器指令的寄存器:指令寄存器存放CPU正在执行的指令。
8. 存放下一条指令地址的寄存器:程序计数器(PC)负责存放即将执行的下一条指令的地址。
9. 程序状态寄存器:根据算术逻辑部件的运算结果设置状态标志位,用于指示运算结果的状态,如溢出、负数等。
10. 统一时钟:时钟发生器为计算机各部件提供统一的时钟信号,确保同步运行。
11. 数制比较:不同数制数值的比较需要转换到同一数制下,最小的数是(101001)2。
12. 数制比较:最大的数是(4F)H,转换为十进制是79。
13. 浮点规格化数:将15/2表示为二进制浮点规格化数,得到01101111。
14. 错误检测和纠正:海明码可以发现并纠正一位错误。
15. 奇偶校验:采用偶校验的字符码应包含偶数个1,所以是11000001。
16. 存储器速度:速度最慢的通常为磁带存储器,因为它是顺序访问的。
17. SRAM地址线数量:16K×1位的SRAM需要14根地址线,因为2^14 = 16384。
18. 存取速度:CPU的寄存器存取速度最快。
19. Cache的作用:Cache用于解决CPU和主存的速度匹配问题,提高数据访问速度。
20. 分级存储体系目的:解决存储容量、价格与存取速度之间的矛盾。
21. SRAM芯片引脚数量:1K×8位的SRAM加上电源和地线至少需要20根引脚。
22. 虚拟存储器:由高速缓存(Cache)和主存储器构成,提供一个比实际物理内存更大的地址空间。
这些知识点涵盖了计算机组成原理中的基础概念,包括计算机功能、硬件结构、数据处理、存储系统、错误检测、以及高速缓存和虚拟存储器等主题。理解和掌握这些内容对于理解计算机的工作原理至关重要。