计算机组成原理
计算机组成原理
1、背景篇
(1)、计算机的发展史
1)、发展的四个阶段：
a、电子管计算机
b、晶体管计算机
c、集成电路计算机
d、大规模集成电路计算机
2)、微型计算机发展史
a、CPU算力
b、CPU集成核数
(2)、计算机的分类
1)、五大分类
a、超级计算机
b、大型机
c、迷你计算机（普通服务器）
d、工作站
e、微型计算机
(3)、计算机的体系与结构
1)、冯诺依曼体系
a、五大组成部分
输入设备
输出设备
存储器
控制器
运算器
b、冯诺依曼瓶颈
2)、现代计算机的结构
以存储器为核心的冯诺依曼结构计算机
(4)、计算机的层次和编程语言
1)、程序翻译
a、编译器
b、相关语言
C/C++
Object-C
Go
2)、程序解释
a、解释器
b、相关语言
Python
PHP
JavaScript
3)、混合型语言
Java
C#
4)、计算机的层次和编程语言
a、七个层次
a)、物理机器
b)、虚拟机器
系统软件
应用软件
b、编程语言
(5)、计算机的计算单位
1)、容量单位
a、名称
b、进制&运算
2)、速度单位
a、网络速度
b、计算速度
(6)、计算机的字符与编码集
1)、发展历史
a、早期英美的ASCII码
b、Extend ASCII码
c、国际化
2)、 中文编码集
a、GB2312
b、GBK
c、Unicode
UTF-8
2、组成篇
(1)、计算机的总线
1)、总线的概述
a、是什么
b、什么用
c、总线的分类
片内总线
系统总线
2) 、总线的仲裁
a、链式查询
b、计时器定是查询
c、独立请求
(2)、计算机的输入输出设备
1)、常见输入输出设备
a、输入设备
字符输入设备
图像输入设备
b、输出设备
2)、输入输出接口的通用设计
a、数据线
b、状态线
c、命令线
d、设备选择线
3)、CPU与IO设备的通信
a、程序中断
b、DMA
(3)、计算机存储器概览
1)、存储的分类
a、按存储介质分类
b、按存取方式分类
2)、层次结构
a、指标
读写速度
存储容量
价格
b、高速缓存
c、主存
d、辅存
3)、局部性原理
(4)、计算机的主存储器与辅存储器
1)、主存
a、简介
b、构造
c、原理
2)、辅存
a、简介
b、构造
c、原理
d、寻道算法
先来先服务算法
最短寻道时间优先
扫描算法
循环扫描算法
(5)、计算机的高速缓存
1)、工作原理
a、字&字块
b、运算
字数
字块数
命中率
访问效率
2)、替换策略
a、随机算法
b、先进先出算法
c、最不经常使用算法
d、最近最少使用算法
(6)、计算机的指令系统
1)、形式
a、操作码&地址码
b、一地址指令
c、二地址指令
d、三地址指令
2)、操作类型
a、数据传输
b、算术逻辑
c、移位操作
d、控制指令
3)、寻址方式
a、指令寻址
顺序寻址
跳跃寻址
b、数据寻址
立即寻址
直接寻址
间接寻址
(7)、计算机的控制器
1)、程序计数器
2)、时序发生器
3)、指令译码器
4)、寄存器
(8)、计算机的运算器
1)、数据缓冲器
2)、ALU
3)、通用寄存器
4)、状态字寄存器
5)、总线
(9)、计算机指令的执行过程
3、计算篇
(1)、进制运算的基础
1)、什么是进制
2)、二进制转十进制的方法
3)、十进制转二进制的方法
(2)、有符号数与无符号数
1)、有符号的存储方式
2)、原码表示法的定义
3)、原码表示法的不足
(3)、二进制的补码表示法
1)、补码表示法定义
2)、求补码的运算
3) 、直接求补码运算的不足
(4)、二进制的反码表示法
1)、反码表示法的定义
2)、反码表示法的作用
(5)、小数的二进制补码表示法
(6)、定点数与浮点数
1)、定点数的表示法
2)、浮点数的表示方法
a、格式
b、范围
c、规格化
3)、两者的对比
a、范围
b、精度
c、运算的复杂性
