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零碎知识点

补码

负数在计算机中采用补码形式存储,例如在32位计算机中0xFFFFFFFF真值为-1。
0在补码中没有正负之分。

存储器

CPU能直接访问的存储器叫做内存,外存又叫做辅助存储器。
随机存储器RAM具有易失性。

刷新方式
1、集中刷新:优点是速度高,缺点是死时间长。
2、分散刷新:没有死时间了,缺点是速度慢。
3、异步刷新:每行刷新的时间仍为0.5us,刷新一行只停止一个存取周期,但对每行来说,刷新间隔在2ms以内,死时间缩短为0.5us。
cache写操作

  1. 写回法
  2. 全写法
  3. 写一次法

    指令系统

    一般来说,一个包含n位操作码最多能表示$2^n$条指令。
    操作数的位置
    在CPU的内部寄存器中。
    在主存储器中。
    在I/O设备的端口(寄存器)中。

寄存器间接寻址属于RS指令,指令中的寄存器内容不是操作数而是操作数在内存中的地址。
指令分类

一个较完善的指令系统具体有:
数据处理:算术运算类指令、逻辑运算类指令、字符串类指令
数据传送:数据传送类指令(含输入输出类指令)
程序控制:程序控制类指令、系统控制类指令

CPU

CPU功能

  1. 操作控制
  2. 指令控制
  3. 时间控制
  4. 数据加工
  5. 中断处理
    CPU的执行过程:
  • 首先将程序和数据输入计算机的存储器中,然后从主存中“程序入口(程>序执行的第一条指令的地址)”开始依次取出指令和数据,并根据指令的要求对数据>进行加工处理,得到需要的结果后,结束运行。
  • 控制器控制程序的执行过程实际上是控制指令的执行过程。
  • 控制器的作用是协调并控制计算机的各个部件执行程序的指令序列。
  • 当机器刚加电时,RAM和寄存器的状态是随机的。
  • 为了保证正常工作,在机器内部一般设置有存放固定程序的ROM,利用加电时硬件产生的一个复位(RESET)信号使计算机处于初始状态,PC的值必须指向第一条指令的地址(ROM),然后从PC指示的地址开始运行程序。
  • 也可以在加电复位时直接在指令寄存器中置入一条无条件转移指令(转移到某个固定的地址)并执行。

通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期

总线仲裁

集中式仲裁

  • 链式查询方式: 对电路故障很敏感
  • 计数器定时查询方式
  • 独立请求方式: 响应最快,现代总线普遍使用

    分布式仲裁

  • 不需要集中的总线仲裁器

PCI总线是一个与处理器无关的高速外围总线,采用同步时序协议和集中式仲裁策略,支持猝发式传送。

输入输出系统

信息交换方式

  • 程序查询方式

  • 向量地址是中断服务程序入口的指示器
  • DMA方式
    三种访内方式
    • 停止CPU访问内存
    • 周期挪用:访内冲突,I/O优先访内,适用于I/O设备读写周期大于内存存储周期情况
    • DMA与CPU交替访内
  • 通道方式