计算机体系结构期末复习资料

"计算机体系结构期末复习资料" 计算机体系结构是计算机科学中的一门重要课程，它涉及到计算机系统的设计、实现和优化。本文档旨在提供一份计算机体系结构的期末复习资料，涵盖了计算机体系结构的基本概念、冯诺伊曼结构、CPU、存储器、输入/输出系统、总线、寄存器、算术逻辑单元、指令系统、寻址方式、流水线等方面的知识点。 一、计算机体系结构基本概念 计算机体系结构可以分为三个组成部分：处理器、储存器和IO设备。处理器是计算机的核心组件，负责执行指令和处理数据。储存器是计算机中用来存储数据和程序的组件。IO设备是计算机与外部世界交互的接口。 二、冯诺伊曼结构 冯诺伊曼结构是一种计算机体系结构的基本模型，由中央处理器、控制单元、算术逻辑单元、寄存器、程序计数器和IO设备组成。该结构具有存储系统，可以存储计算机系统之间的指令，采用单储存空间，使用单一数据和地址总线，指令与取操作数通过一条总线分时进行。 三、CPU 和寄存器 CPU（中央处理器）是计算机的核心组件，负责提取程序指令，并对指令进行译码，然后按程序规定的顺序对正确的数据执行各种操作。寄存器是存储二进制数据的硬件设备，位于处理器内部，存储信息的，数值移位的，数值比较的，变址的，控制程序循环的。 四、存储器 存储器是计算机中用来存储数据和程序的组件。存储器可以分为RAM和ROM两种。RAM（Random Access Memory）是一种可以随机访问的存储器。ROM（Read-Only Memory）是一种只能读取的存储器。 五、总线 总线是一组导电线路的组合，作为共享和公用的数据通道将系统内的各个子系统连接到一起。总线可以分为数据总线、控制总线和地址总线。数据总线用于数据传递，控制总线用于指示哪个设备允许使用总线，以及使用总线的目的，也传递有关总线请求，中断和时钟同步信号的响应信号。地址总线用于指出数据读写的位置。 六、算术逻辑单元和指令系统 算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）是在程序执行过程中用于进行逻辑运算和算术运算的模块。指令系统是计算机体系结构中的一种基本组件，用于定义计算机可以执行的指令。指令系统可以分为RISC（Reduced Instruction Set Computing）和CISC（Complex Instruction Set Computing）两种。 七、寻址方式 寻址方式是计算机体系结构中的一种重要概念，用于定义计算机如何访问存储器中的数据。常见的寻址方式有立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、间接寻址、变址寻址和基址寻址等。 八、流水线 流水线是一种计算机体系结构中的优化技术，用于提高计算机的执行速度。流水线可以将计算机的执行过程分解成多个阶段，每个阶段都可以并行执行，从而提高计算机的执行速度。 本文档旨在为计算机体系结构的学习者提供一份详细的复习资料，涵盖了计算机体系结构的基本概念、冯诺伊曼结构、CPU、存储器、输入/输出系统、总线、寄存器、算术逻辑单元、指令系统、寻址方式、流水线等方面的知识点。