### 计算机组成原理与系统结构复习提纲
#### 第一章 概论
**冯·诺依曼计算机的特点**
- **组成部分**: 计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备这五大部件组成。
- **表示方式**: 指令和数据均采用二进制代码表示，其中指令由操作码和地址码组成。
- **存储机制**: 程序存储，即指令在存储器内按顺序存放。
- **中心部件**: 机器以运算器为中心。
**计算机硬件的主要技术指标**
- **机器字长**: CPU可以同时处理的数据位数，通常等于内部寄存器的位数。
- **存储容量**: 存储器中可以存储二进制代码的总量。
- **运算速度**: 计算机完成基本运算或处理任务的速度，通常用每秒执行指令的数量来衡量。
**计算机软件系统的分类**
- **系统软件**: 支持计算机的基本运行环境，如操作系统、编译器等。
- **应用软件**: 针对特定应用场景开发的软件，如办公软件、游戏等。
**计算机的五级软件层次**
1. **微程序级**: 控制硬件操作的最低层软件。
2. **机器指令级**: 直接控制硬件操作的指令集。
3. **操作系统级**: 提供了用户界面和资源管理功能。
4. **系统软件级**: 包括编译器、连接器等工具软件。
5. **应用软件级**: 用户可以直接使用的软件。
**概念解释**
- **主机**: 计算机硬件的主体部分，由CPU和主存组成。
- **CPU**: 中央处理器，由运算器和控制器组成，是计算机的核心部件。
- **主存**: 计算机的主要存储设备，用于临时存储数据和程序。
- **存储单元**: 存储器中的最小存储单位。
- **存储元件**: 实现存储功能的物理单元。
- **存储基元**: 存储器的基本构成单元。
- **存储元**: 存储器中的一个存储位。
- **存储字**: 存储器一次存取操作的数据量。
- **存储字长**: 存储器一次存取操作的最大位数。
- **存储容量**: 存储器中可以存储二进制代码的总量。
- **机器字长**: CPU能同时处理的数据位数，等于处理器内部寄存器位数。
- **指令字长**: 一条指令包含的二进制代码位数。
#### 第二章 计算机硬件基础
本章节涉及的基础知识不多做展开，主要关注以下几点：
- **逻辑电平与半导体开关器件特性**: 如三极管的饱和状态输出低电平，截止状态输出高电平等。
- **TTL门和MOS门电路性能差异**: 主要包括速度、功耗等方面的对比。
- **特殊的TTL门**: OC门和三态门的特点与应用。
- **计算机常用的组合逻辑电路**: 如加法器、选择器等。
- **时序逻辑电路**: 触发器、计数器等。
- **串行加法器与并行加法器的区别**: 重点在于它们进位方法的不同以及速度的比较。
#### 第三章 信息编码与数据表示
**原码、反码、补码和移码的求法**
- **原码**: 正数的原码与其二进制表示相同；负数的原码是最高位为1，其余位保持不变。
- **反码**: 正数的反码与其二进制表示相同；负数的反码是最高位为1，其余位取反。
- **补码**: 正数的补码与其二进制表示相同；负数的补码是在其反码的基础上加1得到。
- **移码**: 移码是将数值向高位移动一位得到的结果，主要用于表示浮点数的指数部分。
**IEEE754标准的单精度浮点数**
- **结构**: S(符号1位)+E(带阶符的阶码8位)+M(23位小数)。
- **符号位**: 正数为0，负数为1。
- **阶码**: 8位带阶符的阶码E=指数移码-1=e+127。
- **尾数**: 隐藏整数1之后的部分。
**常用的三种校验码**
- **奇偶校验码**: 添加1个奇偶校验位，只能检测奇数次错误。
- **海明码**: 分组插入校验位，具有检错和纠错能力，能检错2位，纠错1位。
- **CRC循环冗余校验码**: 在信息位后添加冗余位，通过约定的多项式进行编码和译码，能检错2位，纠错1位。
**应用题示例**
- 给定一个十进制数，求其IEEE754标准的单精度浮点数表示。
- 示例：真值(11.375)10转换为32位浮点机器数的过程。
#### 第四章 运算方法和运算器
**运算规则**
- **补码运算**: [X+Y]补=[X]补+[Y]补，[X-Y]补=[X]补+[-Y]补。
- **溢出判断**: 双符号判断溢出的方法。
- **移位运算**: 算术左移和算术右移。
- **乘法器**: 定点乘法器种类，包括一位原码、一位补码校正、一位补码Booth等。
- **除法**: 补码定点除法的应用题。
**标识寄存器标志位的意义**
- **ZF**: 零标志位，当运算结果为0时置1。
- **CF**: 进位/借位标志位，用于表示是否发生了进位或借位。
- **OF**: 溢出标志位，用于表示是否有溢出发生。
- **SF**: 符号标志位，表示结果的符号。
- **PF**: 奇偶标志位，表示结果中1的个数是奇数还是偶数。
**应用题示例**
- 使用补码进行加减运算，并判断是否有溢出。
- 举例说明Booth算法的应用。
- 补码定点除法的应用题。
#### 第五章 存储体系
**存储器的主要性能指标**
- **容量**: 存储器能够存储二进制代码的总量。
- **速度**: 存储器读写数据的速度。
- **性价比**: 存储器的成本与性能之间的关系。
**半导体存储器的类型**
- **RAM**(Random Access Memory): 随机访问存储器，分为SRAM和DRAM。
- **ROM**(Read Only Memory): 只读存储器，包括PROM、EPROM、EEPROM等类型。
以上总结了计算机组成原理与系统结构的关键知识点，涵盖了从计算机的基本结构、硬件组成到信息编码、运算方法等多个方面，对于理解计算机的工作原理和技术指标至关重要。
