計算機組織與結構
時間：2024-01-22 01:20:01 | 來源：信息時代
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第一章
集成電路：把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結構
系列機：基本指令系統(tǒng)相同、基本體系結構相同的一系列不同型號的計算機。
通用機：指不是專為某一領域而設計的，能適應各種應用的要求的計算機
虛擬機：指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運行在一個完全隔離環(huán)境中的完整計算機系統(tǒng)。
第二章
定點數(shù)：在運算過程中，其小數(shù)點位置始終不會發(fā)生移動的小數(shù)
浮點數(shù)：表示小數(shù)的一種方法，小數(shù)點的位置不固定
階碼：在機器中表示一個浮點數(shù)時需要給出指數(shù)，這個指數(shù)用整數(shù)形式表示，這個整數(shù)叫做階碼
尾數(shù)：浮點數(shù)的小數(shù)部分
規(guī)格化：通過修改階碼并同時移動尾數(shù)的方法使得浮點數(shù)具有唯一的表示方式、滿足一定的規(guī)范
溢出：指運算結果大于計算機能表示的范圍
字節(jié)： 計算機信息技術用于計量存儲容量和傳輸容量的一種計量單位，1個字節(jié)等于8位二進制。
字：由若干個字節(jié)構成，字的位數(shù)叫做字長，字是計算機進行數(shù)據(jù)處理和運算的單位
舍入處理：浮點運算在對階或右規(guī)時，對右移的位進行的處理方式，IEEE754采用的方法有：就近舍入、朝＋∞舍入、朝－∞舍入、朝0舍入
數(shù)據(jù)校檢碼：為保證數(shù)據(jù)的完整性，用一種指定的算法對原始數(shù)據(jù)計算出的校驗值
檢錯碼：在傳輸過程中發(fā)生錯誤后，在接收端能自動檢查并發(fā)現(xiàn)錯誤的編碼
糾錯碼：在傳輸過程中發(fā)生錯誤后能在收端自行發(fā)現(xiàn)或糾正的碼
第三章
機器指令：CPU能直接識別并執(zhí)行的指令，它的表現(xiàn)形式是二進制編碼。機器指令通常由操作碼和操作數(shù)兩部分組成，操作碼指出該指令所要完成的操作，即指令的功能，操作數(shù)指出參與運算的對象，以及運算結果所存放的位置等。
指令系統(tǒng)：計算機硬件的語言系統(tǒng)，也叫機器語言，指機器所具有的全部指令的集合，它是軟件和硬件的主要界面，反映了計算機所擁有的基本功能
有效地址：即EA，是一16位無符號數(shù)，表示操作數(shù)所在單元到段首的距離即邏輯地址的偏移地址.
尋址方式：處理器根據(jù)指令中給出的地址信息來尋找物理地址的方式。
指令字長：指機器指令中二進制代碼的總位數(shù)。指令字長取決于操作碼的長度、操作數(shù)地址的長度和操作數(shù)地址的個數(shù)。不同的指令有不同的字長。
CISC：復雜指令計算機，指采用一整套計算機指令進行操作的計算機，每個微處理器的核心是運行指令的電路。
RISC：精簡指令集計算機。特點是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，并且采用流水線技術。這類計算機對指令數(shù)目和尋址方式都做了精簡，使其實現(xiàn)更容易，指令并行執(zhí)行程度更好，編譯器的效率更高。
第四章
RAM：即隨機存取存儲器，是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲器，也叫主存(內(nèi)存)。它可以隨時讀寫，而且速度很快，通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運行中的程序的臨時數(shù)據(jù)存儲媒介。
ROM：即只讀存儲器，在正常工作條件下，對單元內(nèi)容只讀不可寫，用于存儲操作系統(tǒng)的內(nèi)核，屬于非易失性存儲器。
存儲單元：存放一個機器字的所有存儲元集合
存儲周期：連續(xù)啟動兩次讀或寫操作所需間隔的最小時間。存儲器的兩個基本操作為讀出與寫入，是指將信息在存儲單元與存儲寄存器(MDR)之間進行讀寫。存儲器從接收讀出命令到被讀出信息穩(wěn)定在MDR的輸出端為止的時間間隔，稱為取數(shù)時間TA；兩次獨立的存取操作之間所需的最短時間稱為存儲周期TMC。
存儲層次：采用不同的技術實現(xiàn)的存儲器，處在離CPU不同距離的層次上，目標是達到離CPU最近的存儲器的速度，最遠的存儲器的容量
程序的局部性原理：是指程序在執(zhí)行時呈現(xiàn)出局部性規(guī)律，即在一段時間內(nèi)，整個程序的執(zhí)行僅限于程序中的某一部分。相應地，執(zhí)行所訪問的存儲空間也局限于某個內(nèi)存區(qū)域。表現(xiàn)為時間局部性和空間局部性。
Cache：一種特殊的存儲器，它由Cache 存儲部件和Cache控制部件組成。Cache 存儲部件一般采用與CPU同類型的半導體存儲器件，存取速度非?？臁?div> 第五章
外圍設備：計算機系統(tǒng)中除主機外的其他設備。
I/O接口：CPU和I/O設備之間交換信息的媒介和橋梁,由若干專用寄存器和相應的控制邏輯電路構成。
I/O端口：I/O接口擁有數(shù)量不等的端口，這些端口有統(tǒng)一且唯一的地址編碼，CPU通過這些端口與外設進行數(shù)據(jù)交換。
中斷：指當出現(xiàn)需要時，CPU暫時停止當前程序的執(zhí)行轉而執(zhí)行處理新情況的程序和執(zhí)行過程。
中斷向量：由硬件產(chǎn)生的中斷標識碼，是中斷源的識別標志，可用來形成相應的中斷服務程序的入口地址或存放中斷服務程序的首地址
單級中斷：所有的中斷源都屬于同一級，在執(zhí)行過程不允許其他中斷源再打斷中斷服務子程序，只有該中斷服務程序執(zhí)行完畢之后，才能響應其他中斷。
多級中斷：計算機根據(jù)各中斷事件的輕重緩急程度不同而分成若干級別，每一中斷分級分配給一個優(yōu)先權。優(yōu)先權高的中斷級可以打斷優(yōu)先權低的中斷服務程序，以程序嵌套方式進行工作。
中斷嵌套：中斷系統(tǒng)正在執(zhí)行一個中斷服務時，有另一個優(yōu)先級更高的中斷提出中斷請求，這時會暫時終止當前正在執(zhí)行的級別較低的中斷源的服務程序，去處理級別更高的中斷源，待處理完畢，再返回到被中斷了的中斷服務程序繼續(xù)執(zhí)行，這個過程就是中斷嵌套。
DMA：存儲器直接訪問，一種高速的數(shù)據(jù)傳輸操作，允許在外部設備和存儲器之間直接讀寫數(shù)據(jù)，既不通過CPU，也不需要CPU干預。整個數(shù)據(jù)傳輸操作在一個稱為"DMA控制器"的控制下進行。
通道：獨立于CPU的專門I/O控制的處理機，控制設備與內(nèi)存直接進行數(shù)據(jù)交換。它有自己的通道命令，可由CPU執(zhí)行相應指令來啟動通道，并在操作結束時向CPU發(fā)出中斷信號。
磁道：磁道是一組記錄密度不同的同心圓。當磁盤旋轉時，磁頭若保持在一個位置上，則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡，這些圓形軌跡就叫做磁道
扇區(qū)：磁盤上的每個磁道被等分為若干個弧段，這些弧段便是磁盤的扇區(qū)。扇區(qū)是硬盤讀寫的基本單位。
磁盤存儲密度：分為道密度和位密度。道密度指沿磁盤徑向單位長度上的磁道數(shù)。位密度指磁道單位長度上能記錄的二進制代碼位數(shù)。
磁盤訪問時間：分成三部分——尋道時間Ts，旋轉延時時間Tr和傳輸時間Tt。
磁盤數(shù)據(jù)傳輸率：指磁盤存儲器在單位時間內(nèi)向主機傳送數(shù)據(jù)內(nèi)的字節(jié)數(shù)，傳輸率D=rN。r為磁盤旋轉速度，N為每條磁道容量
RAID：即磁盤陣列，由很多價格較便宜的磁盤，組合成一個容量巨大的磁盤組，利用個別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個磁盤系統(tǒng)效能。
第六章
總線：是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導線組成的傳輸線束， 按照計算機所傳輸?shù)男畔⒎N類，計算機的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號?？偩€是一種內(nèi)部結構，它是cpu、內(nèi)存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道，主機的各個部件通過總線相連接，外部設備通過相應的接口電路再與總線相連接，從而形成了計算機硬件系統(tǒng)。
局部總線：在CUP與高速緩存之間設置的一條專用總線，又稱為存儲總線。
外部總線：計算機與外部設備連接的常用方式，接口標準有SCSI、IEEE1394、USB等
前端總線：將CPU連接到北橋的總線
第七章
指令周期：執(zhí)行一條指令所需要的時間，一般由若干個機器周期組成，是從取指令、分析指令到執(zhí)行完所需的全部時間。
機器周期：又稱作CPU周期，指令執(zhí)行過程中的每一步操作都對應著一個機器周期。
時鐘周期：也稱為振蕩周期，定義為時鐘頻率的倒數(shù)。時鐘周期是計算機中最基本的、最小的時間單位。在一個時鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個最基本的動作。
節(jié)拍：一個CPU時鐘周期也成稱為節(jié)拍
微操作：執(zhí)行部件接受微命令后所執(zhí)行的操作
微命令：控制部件通過控制線向執(zhí)行部件發(fā)出各種控制命令，這種控制命令叫做微命令，
微程序：構成機器指令的微指令組成的序列叫做微程序
微指令：在機器的一個CPU周期中，一組實現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合，構成一條微指令。一般的微指令格式由操作控制和順序控制兩部分構成。操作控制部分用來發(fā)出管理和指揮全機工作的控制信號。其順序控制部分用來決定產(chǎn)生下一個微指令的地址。
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