計算機(jī)組成原理復(fù)習(xí)_任國林版課件

1、2 2、填空題（、填空題（1 1分分1616）1考試題型考試題型 例例1 1：八位二進(jìn)制補(bǔ)碼所能表示的十進(jìn)制整數(shù)范圍是八位二進(jìn)制補(bǔ)碼所能表示的十進(jìn)制整數(shù)范圍是_至至_，其補(bǔ)碼，其補(bǔ)碼分別為分別為 和和 。 例例2 2：CPUCPU響應(yīng)某響應(yīng)某I/OI/O中斷請求的條件是無中斷請求的條件是無DMADMA及更高級請求、及更高級請求、該該I/OI/O中斷請求有效、中斷請求有效、 及及 。1 1、選擇題（、選擇題（2 2分分1313） 例例1 1：集中式總線仲裁中，集中式總線仲裁中， 方式對接口電路故障最敏感。方式對接口電路故障最敏感。 A.A.獨(dú)立請求獨(dú)立請求 B.B.計數(shù)器定時查詢計數(shù)器定時查詢

2、C.C.菊花鏈查詢菊花鏈查詢 例例2 2：假定下列帶奇偶校驗(yàn)位的字符碼均沒有數(shù)據(jù)錯誤，采用假定下列帶奇偶校驗(yàn)位的字符碼均沒有數(shù)據(jù)錯誤，采用偶校驗(yàn)方式的字符碼是偶校驗(yàn)方式的字符碼是 。 A.11001011 B.11010110 C.11000001 D.11001001A.11001011 B.11010110 C.11000001 D.110010012 例：例：若若X X-1011-1011，Y Y+1101+1101，求，求XX原原、-Y-Y補(bǔ)補(bǔ)、XX移移， 求求X+YX+Y補(bǔ)補(bǔ)，用，用BoothBooth算法求算法求X XY Y。 例：例：簡述馮簡述馮諾依曼計算機(jī)模型的存儲程序原理。諾

3、依曼計算機(jī)模型的存儲程序原理。 例例1 1：用用1K1K4 4位的位的SRAMSRAM芯片組成芯片組成2K2K8 8位的存儲系統(tǒng)，請說明位的存儲系統(tǒng)，請說明需多少芯片、畫出邏輯結(jié)構(gòu)圖需多少芯片、畫出邏輯結(jié)構(gòu)圖( (含引腳含引腳) )。 課件課件CH3.P42CH3.P42例例5 5 例例2 2：單總線結(jié)構(gòu)單總線結(jié)構(gòu)CPU(CPU(課件課件P5)P5)中，請寫出指令中，請寫出指令R1(R2)+R3R1(R2)+R3的微操作步序列。的微操作步序列。 課件課件CH5.P26CH5.P26練習(xí)練習(xí)1 13 3、計算題（、計算題（6 6分分4 4）4 4、簡答題（、簡答題（5 5分分2 2）5 5、應(yīng)用

4、題（、應(yīng)用題（1212分分2 2）要求：要求：知識點(diǎn)掌握知識點(diǎn)掌握量化分析量化分析及及簡單設(shè)計簡單設(shè)計3第第1 1章章 計算機(jī)系統(tǒng)概論計算機(jī)系統(tǒng)概論一、計算機(jī)系統(tǒng)簡介一、計算機(jī)系統(tǒng)簡介 計算機(jī)功能與軟硬件，層次結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與組成計算機(jī)功能與軟硬件，層次結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與組成二、計算機(jī)系統(tǒng)組成二、計算機(jī)系統(tǒng)組成取指令取指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令指令地址指令地址+ +“1 1”指令發(fā)生指令發(fā)生轉(zhuǎn)移時轉(zhuǎn)移時1 1、馮、馮諾依曼模型計算機(jī)諾依曼模型計算機(jī)； 數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算；數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算； ( (程序存儲方式程序存儲方式、程序控制機(jī)制程序控制機(jī)制) ) ( (按邏輯順序按邏輯順序) ) ( (一維一維、按地址按地址

5、) ) ( (自動自動、逐條逐條) ) ( (操作碼操作碼、地址碼地址碼) )指令格式指令格式42 2、計算機(jī)硬件組成、計算機(jī)硬件組成3 3、計算機(jī)軟件組成、計算機(jī)軟件組成 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件/ /應(yīng)用軟件、高級語言程序應(yīng)用軟件、高級語言程序/ /機(jī)器語言程序機(jī)器語言程序；CPUCPU主存主存I/OI/O接口接口1 1I/OI/O設(shè)備設(shè)備1 1I/OI/O接口接口n nI/OI/O設(shè)備設(shè)備n n磁盤適配器磁盤適配器磁盤磁盤4 4、計算機(jī)工作過程、計算機(jī)工作過程指令地址指令地址PCPC存儲器存儲器指令內(nèi)容指令內(nèi)容IRIR指令譯碼指令譯碼IDID功能部件功能部件+ +“1 1”地址形地址形成部件成部

6、件取指令取指令取指階段取指階段分析指令分析指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令執(zhí)行階段執(zhí)行階段指令產(chǎn)生轉(zhuǎn)移時指令產(chǎn)生轉(zhuǎn)移時5三、計算機(jī)系統(tǒng)性能指標(biāo)三、計算機(jī)系統(tǒng)性能指標(biāo)1 1、硬件性能參數(shù)、硬件性能參數(shù) * *機(jī)器字長：機(jī)器字長：CPUCPU同時處理的位數(shù)；同時處理的位數(shù)； 常指常指CPUCPU中哪個部件？中哪個部件？ * *機(jī)器主頻：機(jī)器主頻：單位單位( (1KHz=11KHz=110103 3HzHz) )； 對應(yīng)對應(yīng)CPUCPU哪個時序信號？哪個時序信號？ * *存儲容量：存儲容量：單位單位( (1KB=11KB=12 21010B B) )，最大主存容量；，最大主存容量；2 2、系統(tǒng)性能指標(biāo)、系統(tǒng)性能

7、指標(biāo) * *響應(yīng)時間：響應(yīng)時間：T T響應(yīng)響應(yīng)T TCPUCPUT TI/OI/O等待等待，T TCPUCPUI IN NCPICPIT TC C * *吞吞 吐吐 量：量：T TP PI IN(N(任務(wù)任務(wù)i)i)T TCPU(CPU(任務(wù)任務(wù)i)i)3 3、性能設(shè)計、性能設(shè)計 * *馮馮諾依曼模型性能瓶頸：諾依曼模型性能瓶頸：CPU-MEMCPU-MEM、指令串行執(zhí)行；、指令串行執(zhí)行； * *優(yōu)化方法：優(yōu)化方法：平衡設(shè)計、平衡設(shè)計、CPUCPU性能設(shè)計性能設(shè)計6第第2 2章章 數(shù)據(jù)的表示與運(yùn)算數(shù)據(jù)的表示與運(yùn)算一、數(shù)據(jù)的編碼一、數(shù)據(jù)的編碼1 1、數(shù)制及轉(zhuǎn)換、數(shù)制及轉(zhuǎn)換2 2、機(jī)器數(shù)及其編碼、

8、機(jī)器數(shù)及其編碼原碼原碼 無無 1 1111 111 1 1001 001 1 1000000 0 0000 000 0 0001 001 0 0111111反碼反碼 無無 1 1000 000 1 1110 110 1 1111111 0 0000 000 0 0001 001 0 0111111補(bǔ)碼補(bǔ)碼 1 1000 000 1 1001 001 1 1111 111 0 0000 000 0 0001 001 0 0111111移碼移碼 0 0000 000 0 0001 001 0 0111 111 1 1000 000 1 1001 001 1 1111111真值真值 -2-2n-1n

9、-1 -(2 -(2n-1n-1-1) -1) -1 -1 0 0 +1 +(2+1 +(2n-1n-1-1)-1) 原碼、補(bǔ)碼、反碼、移碼的定義、特性、相互轉(zhuǎn)換；原碼、補(bǔ)碼、反碼、移碼的定義、特性、相互轉(zhuǎn)換；3 3、十進(jìn)制數(shù)編碼、十進(jìn)制數(shù)編碼(BDC(BDC碼碼) )74 4、字符及字符串編碼、字符及字符串編碼 字符碼的類型，字符編碼與字符數(shù)據(jù)，字符碼的類型，字符編碼與字符數(shù)據(jù)， 字符串常見編碼方法字符串常見編碼方法5 5、檢驗(yàn)碼、檢驗(yàn)碼 * *冗余檢驗(yàn)思想：冗余檢驗(yàn)思想：檢錯及糾錯原理；檢錯及糾錯原理； * *奇偶校驗(yàn)碼奇偶校驗(yàn)碼 ：編碼原理、校驗(yàn)方法、校驗(yàn)?zāi)芰?；編碼原理、校驗(yàn)方法、校驗(yàn)?zāi)?/p>

10、力； 校驗(yàn)碼組成校驗(yàn)碼組成 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)m mn-1n-1mm1 1校驗(yàn)位校驗(yàn)位p p1 1 校驗(yàn)位編碼校驗(yàn)位編碼奇校驗(yàn)奇校驗(yàn) p p1 1m mn nm mn-1n-1m m1 11 1 (mod 2) (mod 2) 偶校驗(yàn)偶校驗(yàn) p p1 1m mn nm mn-1n-1m m1 1 (mod 2) (mod 2) * *海明校驗(yàn)碼：海明校驗(yàn)碼：編碼原理、校驗(yàn)?zāi)芰δ繕?biāo)編碼原理、校驗(yàn)?zāi)芰δ繕?biāo)校驗(yàn)原理推導(dǎo)校驗(yàn)原理推導(dǎo) 編碼方法、校驗(yàn)方法編碼方法、校驗(yàn)方法8二、數(shù)據(jù)的表示二、數(shù)據(jù)的表示1 1、數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法、數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法 * *硬件特征：硬件特征：二進(jìn)制表示二進(jìn)制表示( (只有只有0/1

11、)0/1)、定長運(yùn)算定長運(yùn)算； * *表示方法：表示方法：進(jìn)制、符號、小數(shù)點(diǎn)、數(shù)碼長度、運(yùn)算方法；進(jìn)制、符號、小數(shù)點(diǎn)、數(shù)碼長度、運(yùn)算方法； * *數(shù)據(jù)的表示屬性：數(shù)據(jù)的表示屬性：表示格式、編碼方式、數(shù)碼長度；表示格式、編碼方式、數(shù)碼長度；2 2、數(shù)的定點(diǎn)表示、數(shù)的定點(diǎn)表示 定點(diǎn)表示方法，定點(diǎn)數(shù)的表示定點(diǎn)表示方法，定點(diǎn)數(shù)的表示 ；3 3、數(shù)的浮點(diǎn)表示、數(shù)的浮點(diǎn)表示 浮點(diǎn)表示方法，浮點(diǎn)數(shù)的表示、規(guī)格化浮點(diǎn)表示方法，浮點(diǎn)數(shù)的表示、規(guī)格化 ，IEEE754IEEE754標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)；4 4、非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示、非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 * *字符的表示：字符的表示：表示方法，關(guān)系運(yùn)算處理方法；表示方法，關(guān)系運(yùn)算處

12、理方法； * *邏輯數(shù)的表示：邏輯數(shù)的表示：表示方法，運(yùn)算處理方法表示方法，運(yùn)算處理方法硬件需設(shè)置狀硬件需設(shè)置狀態(tài)位態(tài)位(Z(Z、C/S)C/S)9三、定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法三、定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法1 1、移位運(yùn)算、移位運(yùn)算 邏輯移位邏輯移位/ /算術(shù)移位的移位規(guī)則、溢出判斷方法算術(shù)移位的移位規(guī)則、溢出判斷方法2 2、補(bǔ)碼加減運(yùn)算、補(bǔ)碼加減運(yùn)算 * *運(yùn)算規(guī)則：運(yùn)算規(guī)則：AABB補(bǔ)補(bǔ)AA補(bǔ)補(bǔ)BB補(bǔ)補(bǔ)，AABB補(bǔ)補(bǔ)AA補(bǔ)補(bǔ)-B-B補(bǔ)補(bǔ) * *溢出判斷：溢出判斷：OVROVR )Z)(BZ(A1 -n1 -n1 -n1 -n2n1 -nCC1 -nnZZ * *硬件配置及流程硬件配置及流程：思路為思路為AA

13、補(bǔ)補(bǔ)BB補(bǔ)補(bǔ)0 0，AA補(bǔ)補(bǔ)BB補(bǔ)補(bǔ)1 1 * *無符號數(shù)運(yùn)算：無符號數(shù)運(yùn)算：與有符號數(shù)相同，僅溢出判斷不同與有符號數(shù)相同，僅溢出判斷不同3 3、原碼一位乘法運(yùn)算、原碼一位乘法運(yùn)算4 4、補(bǔ)碼一位乘法運(yùn)算、補(bǔ)碼一位乘法運(yùn)算 比較法運(yùn)算規(guī)則、硬件配置、算法流程比較法運(yùn)算規(guī)則、硬件配置、算法流程 運(yùn)算規(guī)則、運(yùn)算規(guī)則、硬件配置、算法流程，無符號數(shù)乘法硬件配置、算法流程，無符號數(shù)乘法10四、浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法四、浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法 浮點(diǎn)加減浮點(diǎn)加減運(yùn)算規(guī)則與警戒位、運(yùn)算規(guī)則與警戒位、運(yùn)算步驟運(yùn)算步驟、算法流程、算法流程五、算術(shù)邏輯單元五、算術(shù)邏輯單元ALUALU2 2、ALUALU組成組成 ALUALU功

14、能功能數(shù)據(jù)表示與運(yùn)數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算算 ALUALU結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)以加法器為基礎(chǔ)以加法器為基礎(chǔ) ALUALU組成組成1 1、加法器組成、加法器組成 全加器、串行進(jìn)位加法器，并行進(jìn)位邏輯、并行進(jìn)位加法器全加器、串行進(jìn)位加法器，并行進(jìn)位邏輯、并行進(jìn)位加法器3 3、運(yùn)算器組成、運(yùn)算器組成 運(yùn)算器運(yùn)算器ALUALU狀態(tài)狀態(tài)REGREG CPU CPU運(yùn)算器運(yùn)算器狀態(tài)狀態(tài)REGREG移位器移位器REGREG堆堆鎖存器鎖存器ALUALUMUXMUX鎖存器鎖存器G G11第第3 3章章 存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)一、存儲系統(tǒng)概述一、存儲系統(tǒng)概述1 1、存儲器性能指標(biāo)、存儲器性能指標(biāo)二、半導(dǎo)體存儲器二、半導(dǎo)體存儲器2 2、層次結(jié)

15、構(gòu)存儲系統(tǒng)、層次結(jié)構(gòu)存儲系統(tǒng) 用戶需求的矛盾，程序訪問局部性，層次結(jié)構(gòu)與存儲器用戶需求的矛盾，程序訪問局部性，層次結(jié)構(gòu)與存儲器2 2、DRAMDRAM 存儲元及芯片組成，行刷新與引腳，讀寫時序，刷新方式存儲元及芯片組成，行刷新與引腳，讀寫時序，刷新方式3 3、ROM ROM 芯片特征、存儲元狀態(tài)、讀寫控制芯片特征、存儲元狀態(tài)、讀寫控制1 1、SRAMSRAM 存儲元組成，芯片組成、參數(shù)與引腳存儲元組成，芯片組成、參數(shù)與引腳 ，讀寫時序，讀寫時序12三、主存儲器三、主存儲器1 1、主存儲器組成、主存儲器組成 應(yīng)用需求，主存組成應(yīng)用需求，主存組成(ROM+RAM)(ROM+RAM)、應(yīng)用特性、應(yīng)用

16、特性2 2、主存儲器邏輯設(shè)計、主存儲器邏輯設(shè)計 SRAMSRAM及及DRAMDRAM芯片芯片的位擴(kuò)展、字?jǐn)U展、字位擴(kuò)展的位擴(kuò)展、字?jǐn)U展、字位擴(kuò)展設(shè)計設(shè)計 模塊信號模塊信號芯片信號及連接芯片信號及連接3 3、主存儲器與、主存儲器與CPUCPU的連接的連接 CPU CPU外部接口，主存所有信號線與外部接口，主存所有信號線與CPUCPU引腳的連接引腳的連接4 4、提高訪存速度的措施、提高訪存速度的措施 CPUCPU訪存特征，多模塊訪存特征，多模塊MEM(MEM(并行方式、交叉方式并行方式、交叉方式) )， 高性能高性能MEM(EDO DRAMMEM(EDO DRAM、SDRAMSDRAM、DDR S

17、DRAM)DDR SDRAM)，雙端口，雙端口MEMMEM13四、四、CacheCache1 1、CacheCache基本原理基本原理 功能與引腳，性能，與主存交換單位、存儲空間管理，功能與引腳，性能，與主存交換單位、存儲空間管理， 基本工作原理，結(jié)構(gòu)與組成基本工作原理，結(jié)構(gòu)與組成2 2、CacheCache相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù) * *地址映像及變換：地址映像及變換：全相聯(lián)、直接、組相聯(lián)全相聯(lián)、直接、組相聯(lián) 映像規(guī)則、目錄表結(jié)構(gòu)、地址變換方法映像規(guī)則、目錄表結(jié)構(gòu)、地址變換方法2 2、CacheCache的改進(jìn)的改進(jìn) 請求字處理技術(shù)、多級請求字處理技術(shù)、多級CacheCache結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、DIBDI

18、B結(jié)構(gòu)、哈佛結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、哈佛結(jié)構(gòu) * *寫策略：寫策略：命中策略命中策略/ /不命中策略的原理，兩者的組合不命中策略的原理，兩者的組合 * *替換算法：替換算法：RANDRAND、FIFOFIFO、LRULRU 算法原理、實(shí)現(xiàn)方法、特點(diǎn)算法原理、實(shí)現(xiàn)方法、特點(diǎn)14五、虛擬存儲器五、虛擬存儲器1 1、虛擬存儲器概述、虛擬存儲器概述 VMVM定義、組成，工作原理，主存存儲管理定義、組成，工作原理，主存存儲管理(VM-MM)(VM-MM)的組織的組織2 2、虛擬存儲器存儲管理、虛擬存儲器存儲管理 段式、頁式、段頁式的段式、頁式、段頁式的存儲管理方法及地址變換方法存儲管理方法及地址變換方法虛擬虛擬存儲器

19、存儲器主存主存輔存輔存輔助輔助軟硬件軟硬件數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)虛擬虛擬地址地址命令命令虛存虛存- -主存主存地址映像及變換地址映像及變換成功時成功時系統(tǒng)異常系統(tǒng)異常不成功時不成功時虛存虛存- -輔存輔存地址映像及變換地址映像及變換不成功時不成功時成功時成功時主存存儲管理主存存儲管理3 3、虛擬存儲器工作過程、虛擬存儲器工作過程 完成訪問過程，地址變換優(yōu)化與完成訪問過程，地址變換優(yōu)化與TLBTLB，優(yōu)化后，優(yōu)化后完成訪問過程完成訪問過程15第第4 4章章 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)一、指令系統(tǒng)組成一、指令系統(tǒng)組成1 1、指令功能、指令功能 操作數(shù)的類型及長度，操作的類型操作數(shù)的類型及長度，操作的類型( (功能、操作數(shù)

20、及個數(shù)功能、操作數(shù)及個數(shù)) ) * *指令系統(tǒng)：指令系統(tǒng)：機(jī)器指令，指令系統(tǒng)定義、與軟硬件關(guān)系機(jī)器指令，指令系統(tǒng)定義、與軟硬件關(guān)系2 2、指令格式、指令格式 * *約定參數(shù)：約定參數(shù)： * *操作碼：操作碼：操作類型的編碼方法操作類型的編碼方法 ， * *地址碼：地址碼：操作數(shù)地址及下條指令地址的表示方法操作數(shù)地址及下條指令地址的表示方法 * *指令字：指令字：組成、特征、結(jié)構(gòu)組成、特征、結(jié)構(gòu)OPOPA A1 1A A2 2目標(biāo)地址目標(biāo)地址(A1) OP (A2)(A1) OP (A2)OPDOPD類型及長度類型及長度? ?OPOP編碼編碼? ?A1/A2?A1/A2?顯示個數(shù)顯示個數(shù)? ?下

21、條指令下條指令? ?部件及地址部件及地址? ?16二、操作數(shù)存放與尋址方式二、操作數(shù)存放與尋址方式1 1、操作數(shù)存放方式、操作數(shù)存放方式 數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)在REGREG、MEMMEM、指令中的存放，、指令中的存放， 不同長度不同長度的表示方法的表示方法 堆棧、操作步驟與存取特征、堆棧、操作步驟與存取特征、MEMMEM堆棧堆棧2 2、尋址方式、尋址方式 * *指令尋址：指令尋址：順序與跳轉(zhuǎn)，顯式與隱含順序與跳轉(zhuǎn)，顯式與隱含 * *數(shù)據(jù)尋址：數(shù)據(jù)尋址：方式與地址形成方式與地址形成三、指令系統(tǒng)舉例及發(fā)展三、指令系統(tǒng)舉例及發(fā)展 性能、優(yōu)化方法，性能、優(yōu)化方法，CISCCISC，RISCRISC 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)

22、：本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：利用給定的指令系統(tǒng)，能夠編寫程序利用給定的指令系統(tǒng)，能夠編寫程序17第第5 5章章 中央處理器中央處理器一、一、CPUCPU結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理1 1、CPUCPU功能與結(jié)構(gòu)功能與結(jié)構(gòu) 五大功能五大功能部件及基本結(jié)構(gòu)，寄存器組織部件及基本結(jié)構(gòu)，寄存器組織2 2、CPUCPU工作流程工作流程 指令周期與指令系統(tǒng)，指令周期與指令系統(tǒng)，CPUCPU功能功能CPUCPU工作流程工作流程4 4、數(shù)據(jù)通路組織、數(shù)據(jù)通路組織 性能與微操作步，數(shù)據(jù)通路種類，性能與微操作步，數(shù)據(jù)通路種類， 單總線通路單總線通路運(yùn)算器組織，微操作序列運(yùn)算器組織，微操作序列微操作步序列微操作步序列3 3、指

23、令執(zhí)行過程、指令執(zhí)行過程 指令執(zhí)行過程指令執(zhí)行過程基本操作基本操作微操作微操作指令執(zhí)行的微操作序列指令執(zhí)行的微操作序列18馮馮諾依曼模型諾依曼模型指令系統(tǒng)指令系統(tǒng) CPU CPU工作流程工作流程指令周期指令周期實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)CPUCPU結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)基本基本OPOPOPOP 指令指令i i執(zhí)行的執(zhí)行的OPOP序列序列 指令指令i i執(zhí)行的執(zhí)行的OPOP步步序列序列CPUCPU數(shù)據(jù)通路數(shù)據(jù)通路運(yùn)算器運(yùn)算器(ALU)(ALU)CPUCPU功能功能控制器控制器程程 序序當(dāng)前指令當(dāng)前指令指令功能部件指令功能部件 CPU CPU工作原理與組成：工作原理與組成：19二、控制器組成與工作原理二、控制器組成與工作原理1

24、1、控制器基本結(jié)構(gòu)、控制器基本結(jié)構(gòu) CU(CU(指令指令/ /時序時序/ /操作形成操作形成) )、BIUBIU、中斷機(jī)構(gòu)、中斷機(jī)構(gòu)2 2、時序系統(tǒng)組成、時序系統(tǒng)組成 -時序的時序的“序序” * *CPUCPU相關(guān)周期：相關(guān)周期：指令周期，機(jī)器周期、節(jié)拍周期、節(jié)拍脈沖指令周期，機(jī)器周期、節(jié)拍周期、節(jié)拍脈沖 * *時序系統(tǒng)組成：時序系統(tǒng)組成：環(huán)形信號發(fā)生器、信號周期組成；環(huán)形信號發(fā)生器、信號周期組成；3 3、信號時序控制方式、信號時序控制方式 -時序的時序的“時時” 同步方式、異步方式、聯(lián)合方式；同步方式、異步方式、聯(lián)合方式；4 4、微操作控制信號的形成、微操作控制信號的形成 微操作與微操作命令

25、，微操作信號有效條件、形成電路；微操作與微操作命令，微操作信號有效條件、形成電路；三、硬布線控制器三、硬布線控制器 結(jié)構(gòu)，形成電路的設(shè)計方法結(jié)構(gòu)，形成電路的設(shè)計方法20四、微程序控制器四、微程序控制器1 1、微程序控制器思想、微程序控制器思想 CUCU2 2、微程序控制器組成原理、微程序控制器組成原理 CUCU3 3、微指令格式及編碼格式、微指令格式及編碼格式 CUCU4 4、微指令地址形成方式、微指令地址形成方式 CUCU5 5、微程序控制器設(shè)計、微程序控制器設(shè)計 CUCU21五、五、CPUCPU舉例舉例六、指令流水技術(shù)六、指令流水技術(shù) 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：對于給定的指令系統(tǒng)，設(shè)計相

26、應(yīng)的對于給定的指令系統(tǒng)，設(shè)計相應(yīng)的CPUCPU 8086 CPU 8086 CPU的基本參數(shù)、基本結(jié)構(gòu)、存儲管理、控制器組成；的基本參數(shù)、基本結(jié)構(gòu)、存儲管理、控制器組成；1 1、流水線基本原理、流水線基本原理 CUCU2 2、流水線相關(guān)處理、流水線相關(guān)處理 CUCU3 3、高性能流水線、高性能流水線 CUCU22第第6 6章章 總線及互連總線及互連1 1、總線基本概念、總線基本概念 定義、分類、特性、性能指標(biāo)，系統(tǒng)總線信號組成。定義、分類、特性、性能指標(biāo)，系統(tǒng)總線信號組成。2 2、總線傳輸與控制、總線傳輸與控制 * *操作步驟：操作步驟：4 4個階段的個階段的任務(wù)任務(wù)、各部件完成的功能；、各部

27、件完成的功能； * *總線仲裁：總線仲裁：3 3種方式的信號線連接、種方式的信號線連接、仲裁原理仲裁原理及特點(diǎn)；及特點(diǎn)； * *總線定時：總線定時：4 4種協(xié)議的種協(xié)議的定時及傳輸原理定時及傳輸原理、信號線及特點(diǎn)；、信號線及特點(diǎn)； * *傳輸模式：傳輸模式：各種模式的功能、特點(diǎn)；各種模式的功能、特點(diǎn)； * *總線標(biāo)準(zhǔn)：總線標(biāo)準(zhǔn)：ISAISA、PCIPCI標(biāo)準(zhǔn)概況。標(biāo)準(zhǔn)概況。3 3、總線互連結(jié)構(gòu)、總線互連結(jié)構(gòu) * *總線結(jié)構(gòu)：總線結(jié)構(gòu)：多總線結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢、模型與實(shí)物；多總線結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢、模型與實(shí)物； * *總線互連：總線互連：總線與設(shè)備的連接、總線與總線的連接總線與設(shè)備的連接、總線與總線的連接( (

28、橋橋) )。23第第7 7章章 輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)2 2、I/OI/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系 * *編址方式編址方式統(tǒng)一編址、統(tǒng)一編址、獨(dú)立編址獨(dú)立編址； 指令指令、總線信號總線信號種類種類 * *尋址方式尋址方式編址、尋址；編址、尋址； 惟一，監(jiān)視、比較惟一，監(jiān)視、比較/ /判斷判斷 * *聯(lián)絡(luò)方式聯(lián)絡(luò)方式異步、同步、立即響應(yīng)異步、同步、立即響應(yīng)一、一、I/OI/O系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成1 1、I/OI/O系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 * *目標(biāo)目標(biāo)可擴(kuò)展性、可擴(kuò)展性、CPUCPU性能；性能； * *組成組成I/OI/O設(shè)備、設(shè)備、I/OI/O接口、接口、I/OI/O管理部件，管理部件，I/O

29、I/O指令指令3 3、I/OI/O傳送控制方式傳送控制方式 * *目標(biāo)目標(biāo)減少占用減少占用CPUCPU時間、提高傳送速度；時間、提高傳送速度； * *控制方式控制方式程序查詢、程序中斷方式，程序查詢、程序中斷方式，DMADMA方式，通道方式方式，通道方式24二、二、I/OI/O設(shè)備設(shè)備1 1、I/OI/O設(shè)備設(shè)備 鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)的鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)的組成組成及及工作原理工作原理；2 2、存儲設(shè)備、存儲設(shè)備 * *結(jié)構(gòu)與操作結(jié)構(gòu)與操作盤狀盤狀/ /帶狀，尋道帶狀，尋道+ +定位；定位； * *性能指標(biāo)性能指標(biāo)存儲密度、存儲容量、尋址時間、數(shù)據(jù)傳輸率等存儲密度、存儲容量、尋址時

30、間、數(shù)據(jù)傳輸率等 * *磁盤磁盤MEMMEM組成組成盤片、驅(qū)動器、控制器盤片、驅(qū)動器、控制器 例例磁盤組有磁盤組有6 6個雙面盤片個雙面盤片( (兩外側(cè)盤面不用兩外側(cè)盤面不用) )，每個盤面有，每個盤面有204204個磁道、每個磁道有個磁道、每個磁道有1212個扇區(qū)、每個扇區(qū)可記錄個扇區(qū)、每個扇區(qū)可記錄512B512B數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，磁盤機(jī)轉(zhuǎn)速為磁盤機(jī)轉(zhuǎn)速為7200rpm7200rpm，平均尋道時間為，平均尋道時間為8ms8ms。 計算磁盤存儲空間；計算磁盤存儲空間； 計算磁盤平均尋址時間；計算磁盤平均尋址時間； 計算磁盤數(shù)據(jù)傳輸率；畫出磁盤地址格式及參數(shù)。計算磁盤數(shù)據(jù)傳輸率；畫出磁盤地址格式及參

31、數(shù)。251 1、I/OI/O接口功能接口功能 設(shè)備選址、數(shù)據(jù)緩沖、操作中轉(zhuǎn)、信號轉(zhuǎn)換、狀態(tài)監(jiān)視設(shè)備選址、數(shù)據(jù)緩沖、操作中轉(zhuǎn)、信號轉(zhuǎn)換、狀態(tài)監(jiān)視三、三、I/OI/O接口接口2 2、I/OI/O接口組成接口組成 * *硬件組成：硬件組成：兩段式工作過程；兩段式工作過程；數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線總線控制控制總線總線地址地址總線總線外設(shè)信外設(shè)信號號內(nèi)部控制內(nèi)部控制邏輯電路邏輯電路數(shù)據(jù)輸出鎖存寄存器數(shù)據(jù)輸出鎖存寄存器狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)輸入緩沖寄存器數(shù)據(jù)輸入緩沖寄存器控制寄存器控制寄存器數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線緩沖緩沖地址總線地址總線鎖存鎖存設(shè)備選設(shè)備選擇電路擇電路端口地址譯碼器端口地址譯碼器信號轉(zhuǎn)換邏輯信號轉(zhuǎn)換邏輯

32、* *軟件組成：軟件組成：I/OI/O端口端口I/OI/O指令指令驅(qū)動程序驅(qū)動程序26四、程序查詢方式四、程序查詢方式1 1、程序查詢方式流程、程序查詢方式流程 傳送控制原理，接口程序模型；傳送控制原理，接口程序模型；測試測試所讀的狀態(tài)所讀的狀態(tài)N N與與I/OI/O接口接口( (外設(shè)外設(shè)) )交換交換數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)讀讀I/OI/O接口接口( (外設(shè)外設(shè)) )狀態(tài)狀態(tài)Y Y外設(shè)就緒外設(shè)就緒? ?向向I/OI/O接口接口寫寫啟動命令啟動命令2 2、接口硬件組織、接口硬件組織 * *所接收總線操作：所接收總線操作：啟動設(shè)備、狀態(tài)查詢、數(shù)據(jù)傳送；啟動設(shè)備、狀態(tài)查詢、數(shù)據(jù)傳送； * *所觸發(fā)內(nèi)部操作：所觸發(fā)

33、內(nèi)部操作：BSIO BSIO BSIO BSIO 設(shè)備選擇電路設(shè)備選擇電路端口譯碼電路端口譯碼電路控制口控制口數(shù)據(jù)口數(shù)據(jù)口 Q Q S BS RS BS R狀態(tài)口狀態(tài)口 Q Q S RD RS RD R27五、程序中斷方式五、程序中斷方式1 1、中斷概念、中斷概念 * *中斷與中斷方式：中斷與中斷方式：指令間指令間下條指令下條指令立即立即返回點(diǎn)指令由返回點(diǎn)指令由請求類型請求類型確定確定中斷向量表中斷向量表IVTIVT中斷允許位中斷允許位IFIF * *中斷分類：中斷分類：現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序按請求按請求類型分類型分外中斷外中斷內(nèi)中斷內(nèi)中斷 可屏蔽可屏蔽不可屏蔽不可屏蔽中斷中斷異常異常按識別按識別中斷源分中斷源分向量中斷向量中斷非向量中斷非向量中斷按可否重按可否重疊響應(yīng)分疊響應(yīng)分單重中斷單重中斷多重中斷多重中斷282 2、I/OI/O中斷過程中斷過程 * *中斷響應(yīng)：中斷響應(yīng)：識別中斷源、保