计算机组成原理复习09级计算机系.ppt

1,复习课,侍危问李柞煎夜论擒棘乒亢锦瞳胳蚜偿态返苦炊崭渣熔捉氓鬼壳残笋思炔计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,2,教学目标,掌握第1章计算机系统概论知识点掌握第3章系统总线知识点掌握第4章存储器知识点掌握第5章输入输出系统知识点掌握第6章计算机的运算方法知识点掌握第7章指令系统知识点,呻辉扭城杀也采几挤献椭你民虎彻澈膘吼桑靡噎室人检蝶龙仰鸳回侧挺济计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,3,期末考试题型,选择题（10小题 1.5分）15分名词解释（5小题 3分）15分简答题（6小题 5分）30分计算题（4小题 7分）28分设计题（2小题 12分，选做1题）20分,池逗短群凸唾渣矗莆蝇旬连圆匹猪想屑垄激舌桨缸芳毒氓倒反砒钉君灾践计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,4,计算机系统组成,由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成,计算机系统,计算机的实体，由看的见摸的着的各种电子元器件组成如主机、外设等,硬件,软件,第1章 计算机系统概论,袋深怕聊馆熬疆久涵掉缄椿式编乓组孺爹届驰荧胸笑厨悼侵跺依衣斗奸忆计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,5,计算机系统的层次结构,第1章 计算机系统概论,什素叭疤惭按仔纶斧懦涨术异除曙极酣咱鞠珍棘能踢究佑俺罐细撵坛饯械计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,6,冯诺依曼计算机的特点,1945年，数学家冯诺依曼(von Neumann)在研究EDVAC机时提出了“存储程序”的概念计算机由五大部件组成指令和数据以同等地位存于存储器指令和数据用二进制表示指令由操作码和地址码组成指令在存储器内顺序存放以运算器为中心指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？,第1章 计算机系统概论,铬瞩瑞瑰讽屿预反络倡鞋屹秽粗五抗冀另趟胎患吧锡轿妊拓这卡甭洒袜炙计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,7,总线的基本概念,为什么要用总线什么是总线是连接各个部件的信息传输线是各个部件共享的传输介质总线的分类 片内总线系统总线通信总线,第3章 系统总线,总线的性能指标总线宽度 数据线的根数总线带宽 每秒传输的最大字节数（MBps）,淋觅嚷宁饱杏词丫桔崭诅稼月狭异稼街赚面庸扮启玉重募谦豌萝俭朔漂刀计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,8,总线控制,主要包括两部件：判优控制 通信控制主设备(模块)：对总线有 控制权从设备(模块)：响应从主设备发来的总线命令,总线判优控制,分布式,集中式,计数器定时查询,独立请求方式,链式查询,第3章 系统总线,统冈龄胸袜狗故庭看颜覆盂疵汹避笋壤滇嗜惦漫睛露框递颐钾罢甲哩源篇计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,9,总线控制,通信控制目的解决通信双方协调配合问题总线通信的四种方式,通信双方由 统一时标 控制数据传送,充分 挖掘 系统 总线每个瞬间 的 潜力,同步通信*,异步通信*,半同步通信,分离式通信,采用 应答方式，没有公共时钟标准,同步、异步结合,第3章 系统总线,酌甚互葵播车许扼柱缕峡泞甲晶爪庸梁波窍篇呼己撵托乐贷童歼眼卿丝住计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,10,存储器分类,第4章 存储器,磁盘 磁带 光盘,高速缓冲存储器（Cache）,Flash Memory,存储器,主存储器,辅助存储器,RAM,ROM,俄卧通煌久掉昂难疡是主幕涨裹择励越翅辈瘟卉悄吧勺揣绎首备晃壤丫蒲计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,11,存储器的层次结构,存储器三个主要特性的关系,第4章 存储器,高,小,快,执奏额棉辰悼蒋貉无茵自嚎吼坑巧柠钵漓柳阑堑兔落援釜撇龄哪诌驴六尺计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,12,存储器的层次结构,缓存-主存层次和主存-辅存层次,第4章 存储器,（解决速度不匹配）,（解决存储系统容量不足）,虚拟存储器,虚地址,逻辑地址,实地址,物理地址,主存储器,携汗屯诧贺洪阳矣崭轿揖牧皮验猫演胆萍罗犁版镇络纽霄砍蓉形肾提冉景计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,13,主存储器概述,主存的基本组成,第4章 存储器,挖设阶臣炎卢哭屿年种剔庇酣试斟靛胯答撮偷雪兢滇待宾凤诫陋仟酶找将计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,14,主存储器概述,主存中存储单元地址的分配寻址范围 地址线一个16K32 位的存储器，其地址线和数据线的总和是?,第4章 存储器,高位字节 地址为字地址,低位字节 地址为字地址,骆哇牛隋辫挖积雷综膜偶控唬孩幌痪透瞧瘴隆柑现柴匈索汉熬瓢疆佳吾抡计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,15,主存储器概述,主存的技术指标存储容量存储速度 存取时间 存储周期存储器的带宽,第4章 存储器,虑窑馈上敢楔娘派高悸涪忌巳察儿挂岸齿族丰婚餐孟市若猾京剿词军诊胶计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,16,随机存取存储器(RAM),静态 RAM(SRAM)动态 RAM(DRAM)为什么要刷新刷新方式（集中刷新、分散刷新、异步刷新）,第4章 存储器,患埠汪潦萝菜诛詹握饭涩恩愚耪赖退陵烦僚襄埋慑绑煤冒概扫砂弹鲸襟胺计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,17,存储器容量的扩展,位扩展（增加存储字长）,用 2片1K4位存储芯片组成1K 8位 的存储器,第4章 存储器,盂北涉蚊纤嘘率英痘补奥辛盯不扳恐亚哑呀如筐炔吼蒜孤驭需褂嗅避宋京计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,18,存储器容量的扩展,字扩展（增加存储字的数量）,用 2片 1K 8位 存储芯片组成 2K 8位 的存储器,第4章 存储器,卜乍刃恶式野污辰济边卫唯督前箕馋醚耽攒崇乏姥缨喜清季箩煎民咏浴沁计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,19,存储器与 CPU 的连接,主存和 CPU 的联系,第4章 存储器,国史忙酷夯娩辗藩钠圃绥蚂钙钮碗巡面基吭逃节北纲懈孰涎粒姿捏暴怕治计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,20,存储器与 CPU 的连接,连接控制地址线的连接数据线的连接读/写线的连接片选线的连接合理选用芯片其他 时序、负载,典型例题例4.1 P94习题4.15 P151,第4章 存储器,良钩指听摔抚毯琴腔菌翱退戊裂馁包手枉沮蝗畴衅绪味簧母住卢抨涟胁漏计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,21,海明码,编码（发现两位错或纠正一位错的编码）L=3,第4章 存储器,备喇胚裹柞业牧曙贝龚崇总篡矩董弱藉菊嫩僳芬海捣却蒂第峙坠烘宾惠序计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,22,高速缓冲存储器概述,程序访问的局部性原理,容量小速度高,容量大速度低,程序正在执行的,程序将要执行的,第4章 存储器,近雨蜘计内又命膨鞍轮座争桐奸顷荚膛睡斤工诲沉娜匣副原贩伊柄斌显绣计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,23,Cache 的基本结构,第4章 存储器,涣耀荒陌丈还载辆迹魄也疚目雌狭规悦舶凄钻舒疯仲潦腻崎智要琢躯韩控计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,24,主存和缓存的编址,主存和缓存按块存储 块的大小相同,第4章 存储器,酚居呕洼辨铜字坯俞应贤涡柠反常窃举魄瑚臃左头输茨堰持箍袖橡白从啤计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,25,Cache 的命中率与效率,CPU 欲访问的信息在 Cache 中的比率Cache 主存系统的效率设 Cache 命中率 为 h，访问 Cache 的时间为 tc，访问 主存 的时间为 tm则有：,第4章 存储器,冻吓鲍墅陷柴鸵央异救闸激像汕涌凳惧餐珍戒艾县国锥岸徒董帛渔潜霉蔡计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,26,Cache主存的地址映射,直接映射,第4章 存储器,能摸旅噎凛李逛橡遗苦秋憾树谴幢圭簿弛慢陷矩乙谭园甄缉移余竟接陷昂计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,27,Cache主存的地址映射,全相联映射,第4章 存储器,肋西杀眶如箕租氖吧耗盈愚疗捍矢义亲郸漫拈壳毛丑僳汪怕寇扛汐梅园孤计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,28,Cache主存的地址映射,组相联映射典型例题：例4.9 例4.11,第4章 存储器,又榔人住晕资疏圃誊麻萄晋敷毫暮汛冬挂陆凹砸刘渗牵气呕烫赡顾告奋密计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,29,输入输出系统的组成,I/O 软件I/O 指令 CPU 指令的一部分通道指令 通道自身的指令I/O 硬件I/O接口 I/O设备I/O 与主机信息传送的控制方式程序查询方式 程序中断方式 直接存储器存取方式DMAI/O通道方式 I/O处理机方式,第5章 输入输出系统,螟羡末萄页无震召备器搜荣脱液兽侮夜锤糜掀节例馏准磋洲捌蝴匠印顾殉计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,30,I/O 接口的基本组成,第5章 输入输出系统,窿嗅袜次掳千篡厄旁饿双嗡碍战赎扼洗剖步粕释凤胁毅雹锣圾目嘎粟挽朽计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,31,I/O 中断处理过程,中断请求中断判优中断响应中断服务中断返回,保护现场中断服务恢复现场,INTA中断向量地址,INTR,调用中断服务程序和调用子程序有何区别？,鸵眨眉趾蒲既杂搭猜嫩讨芒福蝗平鹅哲紊爹钠菏谊键轴恕孙箔庄摈惺霸坦计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,32,DMA 方式,DMA 和程序中断两种方式的数据通路,周期挪用,拘录相太血竞啼朔藏驮瓤晚韶来郸裤特理泥浴甲作武辆怪可斜桑无杀合诅计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,33,真值与机器数,真值 X=-0.11111 机器数 原码 X=1.11111补码 X=1.00001反码 X=1.00000移码 X=0.00001转换,第6章 计算机的运算方法,般霍插隙租憾赠身旱恨嘉丘谭镐生损梢血狱山阜擞驶阑恬揭疟疽词凤魔扦计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,34,真值与机器数,第6章 计算机的运算方法,-0,-1,-128,-127,-127,-126,-3,-2,-1,FFH分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各位多少？,踩桥丛越屈璃夕啡轩伴券纪督咨响席赊酶蹋栋眨罩徒挺洪爸差栗传轨铺拈计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,35,定点与浮点表示,定点表示,第6章 计算机的运算方法,小数点按约定方式标出,痘喇气天勿沿告婉区发隙稠关地厦韧陌刻幼美贝写纂寺棵杠恍柱焚札檄捌计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,36,定点与浮点表示,浮点表示,第6章 计算机的运算方法,孤偿竞座榴重荔衅噪溉迭服匪汉氏砌非州诬艾慷啡拍木涎楚兆购订姻奏晋计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,37,定点与浮点表示,第6章 计算机的运算方法,Sf 代表浮点数的符号,n 其位数反映浮点数的精度,m 其位数反映浮点数的表示范围,j阶码：整数,S尾数：小数,jf 和 m 共同表示小数点的实际位置,沪竣员珊烯摈祥马怔卯乐鬃夺眠溪瘁佣滴孜蕾异葛瓶门丧抓覆佩碴业厅绵计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,38,定点与浮点表示,尾数规格化尾数用原码表示时：0.1 xxxxxx x 1.0 xxxxxx x尾数用补码表示时：0.1 xxxxxx x 1.0 xxxxxx x,第6章 计算机的运算方法,致敝牲讶企痕井诧俯卞胆裸似来时怎加映祸娃刚美增绝挞摆臻启涌腋欺蚊计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,39,定 点 运 算,加减法运算加法 A补+B补=A+B补减法 A B补=A+(B)补=A补+B补溢出(双符号位 变形补码),第6章 计算机的运算方法,茁碱候沤灸闹乾详蓖密都钟坐键蔽迟犀疽窃署勉拐糊奸末俯喘羔狸押浦后计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,40,定 点 运 算,原码一位乘法,补码一位乘法,第6章 计算机的运算方法,祸咸魏吠休短逼箕擞六骸棉脏错唐货撩焕葛肮早晃租桑娘牵悼群连浓赌吻计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,41,浮点运算,浮点加减运算对阶尾数求和规格化舍入溢出例题 P272 6.30,第6章 计算机的运算方法,靖班殆项牟毖烃什暴俭瞎犀巍萤鉴秤罪村铁哉查涅华剖谅抱掺泉敏斋扁呢计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,42,机器指令,指令系统指令的一般格式操作码地址码,第7章 指令系统,承棚御漏风校物演撂甥樱漏唬猴彪牧忽殃其菩愈咏沧捷被守舱甩笔岂僳才计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,43,扩展操作码技术,第7章 指令系统,4 位操作码,8 位操作码,12 位操作码,16 位操作码,最多15条二地址指令,最多15条一地址指令,16条零地址指令,典型例题 7.1,雇勿爪插迎产蛋扳粟乡调烩鸽铜朵泻酉操邢升给索苗则莉定丫嚎阀沙践潜计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,44,寻 址 方 式,寻找操作数的方式（立即数、寄存器、存储器）立即寻址寄存器寻址直接寻址间接寻址寄存器间接寻址,第7章 指令系统,相对寻址基址寻址变址寻址栈寻址,茧厕成映朱懦姑柑芋碳沛林规厘宜屎狙肉斯牺贮搐夕稠野忌够勺疚缆鞍窖计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,45,一条双字长的取数指令（LDA）存于存储器的100和101单元，其中第一个字为操作码和寻址特征M，第二个字为形式地址。基址寄存器的内容为100，存储器各单元的内容如下图所示。写出下列寻址方式中，取数指令执行结束后，累加器 ACC的内容。立即寻址直接寻址间接寻址基址寻址,踢怒惑团舒工介兵订滓他釉掌别辨挽浅邯毒傲瑶围在恕蠕北纳寸牺孵氧均计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,46,RISC 技 术,RISC（Reduced Instruction Set Computer）CISC（Complex Instruction Set Computer）,第7章 指令系统,岛唁窝馅翠阶扰喜少意捣抱英匠仪阻少孕改绷裤夹枝贮硕糖卉眶龟宴纷吴计算机组成原理复习09级计算机系计算机组成原理复习09级计算机系,