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文件名称: 计算机组成原理复习资料.pdf
  所属分类: 讲义
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  上传时间: 2019-07-04
  提 供 者: weixin_********
 详细说明：计算机组成原理的复习资料by中大，这个里边总结的东西非常独到Computer Organization and design the hardware/Software Interface Fifth editic 性能度量公式:CPU性能公式:cPU时间=指令数*cP时钟周期时间 或 cPU时间=指令数CP时钟频率 指令数:执行某程序所需的指令数量;CPl:执行某个程序段时每条指令所需的时钟周 期数;时钟周期时间:时钟频率的倒数 功耗墙:功耗( Power),功率的损耗,在单位吋间中所消耗的能源的数量,单位为W 能耗( Energy),能源转换实物量的损耗,单位是焦且/杪 SPEC CPU基准测试程序 事务处理(TP)性能测试基准程序:用丁测试计算机在事务处理方面的能力,包括数据 库访问和更新等。TPC( Transaction Processing Performance Council,事务处理性能委员 会),它的作用是制定商务应用基准程序( Benchmark)的标准规氾、性能和价格度量,并管理 测试结果的发布。 5.例题与思考 兼容性:向上(卜)兼容:按某档札器编制的程序,不加修改就能运行」比它高(低) 档的机器。向前(后)兼容:按某个时期投入市场的某种型号机器编制的程序,不加修改 地就能运行于在它之前(后)投入市场的机器。系列机(向后兼容)、模拟和仿真、虚拟机 计算杋性能随时间下栘、透明性、计算机系统逻辑功能等效性、数据存放方式(大端和小端 方式)、堆栈及其地址增长方式(后进先出,向上增长与向下增长)、计算机系统结构的生命 周期(三个5-7年的划分)、第五代计算机(计算机分类的变化和划代的瓶颈) 机器档次 高 向上兼容 当前机器 向下兼容 M 向前兼容 向后兼容 低 >时间 cS 弗林分类法(Fyn) DS MM a)SISD计算机 (b)SIMD计算机 PU1 MM PU CUn DS c)MISD计算机 (d)MIMD计算机 S:指令流,DSε数据流,Cs:控制流 cUε控制部件,四U:处理部件,MM和M:存储器 第3页 Computer Organization and design the hardware/Software Interface Fifth editic 第二章计算机的语言 数据表示 数制:进位计数制(基数、位杈)、数制转换(除基取余,乘基取整) 码制:机器数(符号数字化)、机器数中貞值0的衣示 原码、反码、补码和移码(0的表小唯一) ASC编码〔字符0,A,a的编码)、汉字编码GB2312-80(区位码-内码)、 Unicode 有符号数和无符号数(表示范围)、位、字节、宇长、半字、双字的概念 2.指令系统(指令集) 指令的衣示:指令格式(操作码+操作数(或操作数地址)),指令操作(数据传送、算 逻运算、分支与跳转等) 指令集结构分为堆栈、累加器和通用寄存器结构,根据数据来源又分为RR和RM型 指令格式设计(完整性、规整性、高效率、兼容性)、统一编址和独立编址(ⅹ86) 定长编码和变长编码及其优化编码(哈夫曼编码) 寻址方式(MPS):立即数寻址、寄存器寻址、基址寻址、PC相对寻址、伪寻址 3.实例讨论 ①X86指令集(CSC结构、变长指令集)1. mmediate addressing ②MPS指令集(RSC结构,定长指令集) Immediate ③3ARMV7(32付)指令集(RSC结构) 2. Register addressing 注意ARNV(32位)指令集比较与ARM指t-m 令集的异同。 Register 寻址方式(x86):立即数寻址、寄存器寻3.8edg 址、直接寻址、寄行器间接寻址、存储器相对[∞ln|Ac 寻址、基址变址寻址、基址变址相对寻址、寄 Registor 一[ o HalfwordWord 存器比例寻址(注意理解x86寻址方式中基址 寻址和变址寻址的异同) 4. PC-relative addressing 指令系统:数据传送、算逻运算、移位操 rs reAddress 作、串操作、控制转移、处坦杌控制 PC Word 汇编程序设计 ①汇编程序框架:COM型和EXE型 5. Pseudodirect addressing ②汇编指令集 Address Memory ③常用中断调用和功能 ④汇编程序设计 MIPS寻址模式(立即数寻址、寄存器寻址、基址寻址、PC相对寻址、伪寻址) 第4页 Computer Organization and design the hardware/Software Interface Fifth Edition 地址加法器 B(16位) DL DX ALU数据总线 16位 内部哲存替总线总线 控制 瞥存寄存器 位) U 控制器 123456 队列总线指令队列缓冲器 标志寄存器FR 轨行部件(EU 总线接口部件(BIU) X86CPU内部结构框图 例题与思考 1.ASCI码是7位,如果设计主存单元字长为32位,指令字长为12位,是否合理?为什么? 假设某计算机指令长度为20位,貝有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式,每个操作 数地址规定用6位表示。问; 若操作码字段固定为8位,现已设计出m条双操作数指令,n条无操作数指令,在此情况下,这台 计算机最多可以设计出多少条单操作数指令? 3.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点 43 目标寄存器 源寄存器 4.指令格式结构如下所示,试分析指令格式及寻址方式特点 15 10 7 0 OP 源寄存器 变址寄存器 偏移量(16位) 5.指令格式结构如下所示,试分析指令格式寻址力式特点。 15 1211 93 65 32 OP 寻址方式 寄存器 寻址方式 寄存器 源地址一 日标地址 第5页 Computer Organization and Design The Hardware/Software Interface Fifth Edition 第三章计算机的算术运算 定点数的加减运算 溢出(上瀣,超过最大表示范围:下 0 溢,小于最小衣示范围) 移位(算术移位、逻辑移位、循环「溢出 加法器(n+1位 求补控制 移位),算术右移(最高位保持不变) 判断 逻辑 X 2.定点数乘除运算流程图与结构框图 3.浮点数的表示和运算 浮点数运算步骤:对阶(小阶看齐大阶)、尾数求和(差)、规格化、舍入、判溢出, 移位时的向左规格化(规格化)和向右规格化(溢出校正) 注意理解浮点数四则运算通式 尾得 1)加法:x+7=(X2+)×2(设Xe
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