重点和难点计算机组成原理.pdf
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2023-05-27
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第一章 计算机系统概论
*重 点
本章重点突出计算机组成的概貌和框架,由此简洁明了地了解计算机内部的工作过程实
际上是指令流和数据流在此框架内由 I/O→存储器→CPU→存储器→I/O 的过程,是通过逐
条取指令、分析指令和执行指令来运行程序的。同时要了解到当今计算机尽管发展到千变万
化的程度,但其最根本的组成原理还是基于冯诺依曼的结构。
1.冯·诺依曼体系结构
存储程序和程序控制是冯·诺依曼型计算机的设计思想。存储程序的概念是将解题程序
〔连同必须的原始数据预先存入存储器；程序控制是指控制器依据存储的程序控制全机自
动、协调地完成解题任务。冯·诺依曼体系结构开创了程序设计的时代,到目前为止,绝大多
数计算机仍沿用这一体制。
2.计算机的结构和功能
<1>功能从本质上来说,计算机的结构和功能运作都很简单。基本功能：数据处理、数据
存储、数据传送、控制。
<2> 结构计算机是以某种方式与其外部环境交互的实体。概括地说,与外部环境的所有
连接可以划分为外围设备和通信线路。主要有 4 种结构组件：
·中央处理单元〔CPU：控制计算机的操作并完成数据处理
·主存储器：存储数据
·I/O：在计算机及其外部环境之间传输数据
·系统互连：为 CPU、主存和 I/O 之间提供某些通信机制
*难 点
本章概念、名词较多,这些只是为进一步深化学习打下基础,因此严格讲本章没什么难点,
只要建立计算机组成的框架即可。对指令和数据都以 0 或 1 代码存于存储器中,计算机如何
区分它们这一问题,应特别注意重点理解。
第二章计算机的发展和应用
*重 点
了解从 1946 年 ENIAC 诞生到二十世纪五、六十年代,由于构成计算机的元器件发展变
化〔由电子管→晶体管→集成电路,使计算机的性能有了很大提高,每隔 6 至 7 年,计算机便
更新换代一次,运算速度约提高一个数量级。而到了二十世纪七十年代,自从 Intel 公司生
产了第一个微处理器芯片后,随着集成度成倍的提高,以每隔 18 个月芯片上的晶体管数就
翻一番的速度使计算机得到极为广泛的应用 ,以至整个社会从制造时代进入到信息时代 ,出
现了知识大爆炸,从而要激发学习本课程的积极性和主动性。
第三章系统总线
*重 点
要求了解随着计算机的发展,应用领域的不断扩大,I/O 设备的种类和数量也越来越多。
为了更好地解决 I/O 设备与主机之间连接的灵活性 ,计算机的结构从分散连接发展成总线
连接。由于各个子系统都通过总线交换信息,这就产生了总线的瓶颈问题,影响了计算机的速
度。为了克服总线瓶颈又产生了多总线结构,进一步为了设计简化,便于维护,有利于批量生
产,又提出了各种总线标准。特别是为了解决众多部件争用总线,必须对总线进行判优控制和
通信控制。
1.总线仲裁。
当多个主设备同时争用总线控制权时,由总线仲裁 部件以优先权或公平策略进行仲裁,
授权于其中的一个主设备总线的控制权。
仲裁方式:
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