復習重點

第1章緒論（概念）

1計算機系統的組成分為兩大范疇：硬件和軟件。書P4圖1-1

?計算機硬件分為主機和外設；

?計算機軟件分為系統軟件和應用軟件兩大類。

2計算機系統的組成：

馮?諾依曼計算機基本特點；

?采納二進制形式表示指令和數據；

?計算機采納存儲程序的工作方式；

?計算機硬件由存儲器、運算器、限制器、輸入設備和輸出設備組成。

了解主要部件功能。

3存儲系統通常分為三級存儲體系是指：Cache—內存一外存三層架構，通常內存（主

存）和Cache由半導體存儲器構成。

4總線概念

?計算機中各個功能部件是通過總線連接的，它是各部件之間進行信息傳輸的公

共線路。

?總線：一組公共信息傳輸線路，能為多個部件服務，可分時地發送與接收各個

部件的信息。

?總線的數據通路寬度：指能夠一次并行傳送的數據位數。

?總線分為單向總線和雙向總線。（傳送方向分）

單向總線：掛在總線上的一些部件將信息有選擇地傳向另一些部件，卻不能反向

傳送；

雙向總線：掛在總線上的任何一個部件或設備都可以從總線上有選擇地接受其他

部件或設備的信息，而且能通過總線有選擇的向其他部件或設備發送信息。

?依據所傳信息種類不同，通常系統總線可以分為三種：數據總線DB、地址總

線AB、限制總線CB

5計算機系統的層次結構

?從語言功能角度劃分層次結構，一般地，計算機的語言由低到高可以分成機器

語言、匯編語言、高級語言和專用語言等

?計算機硬件的物理功能是執行機器語言，機器語言是能夠被計算機硬件干脆識

別的語言。匯編語言是一種面對機器結構的低級程序設計語言。

6計算機的主要指標

?機器基本字長：參加計算機運算的操作數的基本位數。

?存儲器容量：一般，以字節數表示存儲器容量，例如：

1KB=21OB；1MB=22OB；1GB=23OB；1TB=24OB

第2章數據信息表示

2.1數值數據的信息表示（駕馭）

1進位計數制之間的轉換

2數的小數點表示

?依據小數點位置是否固定，數的格式分為兩種表示形式，分別是定點數和浮點數。

?定點數的表示：定點正數、小數（重點是小數）原碼/補碼/反碼表示范圍

如習題2.4：分別寫出字長8位（含1符號位）定點小數的原、補、反碼表示時的

十進制數范闈

?浮點數的表示：典型/IEEE

。典型形式：用一對定點數（階碼和尾數）來表示

。浮點數的表示范圍主要由階碼確定，精度則主要由尾數確定.

令規格化浮點數：尾數：1/24IMI<1

正數，規格叱表示的尾數形式為：0.1XX...X

補碼表示的負數，規格化表示的尾數形式為：1.0xx...x

如：習題2.5：浮點字長為32位，其中階碼8位（含1位階符），基值為2,尾數

24位（含1位數符），若階碼和尾數采納同一種機器數形式，試問當該浮點數分別用原

碼和補碼表示時，且尾數為規格化形式，分別寫出它們所對應的最大正數、最小正數、

最大負數和最小負數的機器數形式及十進制真值

。移碼：移碼通常用于表示浮點數的階碼

假如浮點數的階碼有n+1位（包括1位符號位）,其階碼的表數范圍為-22+.」）,

則階碼x的移碼定義為：岡移=2、x,-2n<x<2n-l

移碼的性質：

當x<0時，岡移的符號位（最高位）為0,當x>0時，岡移的符號位為1,與原、

補碼符號相反。

由僅1補得到風移的方法是變［X1H?的符號位取反，其他各位相同。

?IEEE754標準

駕馭熟識：IEEE754標準單精度格式（短實數格式）

即:32位。

>階碼8位（含1位符號位），移碼（變形移碼）表示，偏置量為127,以.2

為底。即：階碼=階碼真值+127

>尾數24位（包括1位數符），原碼表示，實際數值：數符1位，尾數23+1

位（隱含整數1）。即尾數有效值為1N（將尾數移位成1.M形式，在尾數

部分只顯示小數點右側的23位尾數）

如，習題2.8已知十進制（或二進制）數值，表示成IEEE754標準的32位短實數

浮點數格式

如，習題2.9已知浮點數表示數值，寫出十進制真值。

2.2非數值數據（了解）

如：ASCIIR

?目前運用最廣泛的字符編碼方案是ASCII碼，一個字符的ASCII碼占用主存儲器的

一個字節單兀，假如是字符序列，通常則占用主存多個連續的字節單兀。

第3章數值運算及運算器

3.1基本算術運算的實現（概念）

1加法器有兩種形式：串行加法器和并行加法器

串行加法器：n位字長的加法器僅有一位全加器，運用移位寄存器從低位到高位串行地

供應操作數，分n步進行相加

并行加法器：全加器位數和操作數位數相同，同時對全部位進行求和。

2并行加法器的進位結構

?并行加法器中傳遞進位信號的邏輯線路稱為進位鏈

?進位線路結構分為：串行進位、并行進位；

將整個加法器分組，對組內、組間分別采納串行或并行進位。

例如：有組內并行、組間串行，組內并行、組間并行等進位結構

3.2定點運算（駕馭）（帶符號數1、2位乘）

駕馭運算方法。重點：補碼兩位乘

如習題33原碼一位乘法

習題3.4（1）補碼一位乘

習題3.5（1）補碼兩位乘

3.3浮點運算（駕馭）（加、減、乘）

駕馭運算方法。重點：浮點數乘法

如習題3.8（1）浮點數加、減

習題3.9（1）浮點數乘法

3.4運算器舉例（概念）

174181：算術邏輯單元，具有組內并行進位鏈，供應了協助函數G,P供組間進位

鏈運用。

1片74181可以作為1個4位的小組，組間可采納串行進位，也可采納并行進位。

通過采納組間并行進位，看增加1片74182并行進修部件。

274182（先行進位發生器）

供應：組間并行進位信號。

第4章指令系統（駕馭）（8086指令系統）

1.指令系統：是指一臺計算機所能執行的全部指令的集合。

2.指令的基本格式：一條指令事實上包括兩種信息，即操作碼和地址碼。

3.8086/8088的CPU結構：P97

8086CPU采納了指令流水線結構，將取指令（或取操作數）與執行指令的功能分別

由兩個獨立部件實現，即總線接口部件BIU與執行部件EU。

4.8086/8088的主存儲器結構

?8086CPU的主存單元地址為20位，其主存容量為1M字節，而CPU內部的寄存器

和數據通路都是16位。

?8086將IMBf主存空間劃分為若干段，每個段的最大長度為64KB單元。偏移量為：

OOOOH^FFFFH

?物理地址：20位真正地址，OOOOOH-FFFFFH

?8086中，編程訪問主存單元式，通常采納邏輯地址：由段基值和偏移地址（段內偏

移量）組成。主存單元的邏輯地址=段基值：段內偏移量

?邏輯地址與物理地址的轉換：物理地址=（段R）36+偏移顯

?主存支持字/字節訪問:

?一個字節數據（8位二進制數）占用一個字節存儲單元

?字尋址：一個字數據（16位二進制數）的存儲占用相鄰的2個字節存儲單元

高地址存高8位；低地址存低8位。（即，字亙元的地址用其低地址來表示），

5.8086/8088CPU中的寄存器P98

?8086CPU中包含8個16位通用寄存器和4個16位段寄存器。

?段寄存器：相應段的首址的高16位（段基值）

令CS：代碼段段寄存器，用來存放當前代碼段首址的高16位。

?DS：數據段段寄存器，用來存放當前數據段首址的高16位。

?ES：附加段段寄存器，用來存放當前附加段首址的高16位。

<SS：堆棧段段寄存器，用來存放當前堆棧段首址的高16位。

8086主機在程序運行時，最多只能有4個當前段。因為段寄存器的數目只有4個。

?通用R（8個16位R）：

令地址指針R（給出段內偏移量）：SI、DI、SP、BP

?數據R：16位AX、BX、CX、DX；每個可分成2個8位的寄存器

?IP：8086CPU中指令指針寄存器，用來存放須要訪問的指令距離代碼段首地址的偏

移量。

?FR：flagsregister標記寄存器，用來存放當前程序的運行狀態和工作方式。

了解6個狀態標記位和3個限制標記位功能。其中存儲的信息通常被稱為程序

狀態字（PSW）

CF、PF、ZF、SF,OF、AF（狀態標記位）TF、DF、IF（限制標記位）

8086CPU的flag寄存器的結構如圖II.I所示.

15141312II1098765432I0

ffl11.1flag寄有H各位示震圖

標志位X#功能

2F本標志佳(ZeroFlag)到新結天是否為0?運算結果0,ZFX1,否時度0。

PF學偶標志位(ParityFlag)反映運算站果低8位制1'的個數。'「的個數為偶數，PFJ1,否則直0?

SF符號狎志值(SignFlag)反缺這其結果的符號。運算結果為負，SFX1,否燈置0,

CF邊住標志位(CarryFlag)反映無哥孑運算是否產生遜位或借位。運鼻結果的最高有放住向更高位送住或者信

位，CFI1,否則置0,

OF溢出浜名位(OverflowFlag)反較有符號運“是否溢出'必算玷果越過了8位或者16位有符號做的北京選

國，OFX1,否剜夏0。

AF輔助邊位標恚位(AuxiliaryFlag)在字3柒作時代本字節為方界字節避?位或相位.字株作時低字節向高字％退位或

借位，AFX1,否則R0。

DF方俞標志位(DirectionFlag)決定多處理福車控制每次接體后shdi的常誠,。df=O,則每次排咋后Si、di遞增.

否則遞成。

IF中斯標志位(InterruptFlag)決定CPU足否響應外梆可期版中斯請求.IF為1時，CPU允許響應外部的可屏蔽中

斷請求.

TF洛楞標志位(TrapFlag)TF被設盤住1時，CPU進入單步模式，所濟單步模式就是CPU在*執行一步指令后

邦產生一個色方中斷，主要冏于程序的調試8086/8088中沒有專門用來比住和

清冬TF的命令。

6.熟識駕馭8086指令系統的與數據和存儲器相關的各尋址方式

馬上、寄存器、干脆、寄存器間接、變址、基址變址尋址方式等

如，習題4.7：指出各指令的操作數的尋址方式。

7.熟識駕馭8086指令系統各指令助記符、指令的功能P114

如，習題49推斷指令對錯

能讀程序,寫結果

如，習題4.12

8.堆棧操作：P119

?8086的堆棧是在主存中設置的依據后進先出方式進行操作的一段存儲空間，由SS

指定的一段存儲器(段長K64KB)構成。

?8086的堆棧自下向上生成的堆棧。棧底地址大于棧頂地址

?SP棧頂指針，其內容表示操作過程中枝頂單元相對于堆棧段基址的偏移量。

?8086/8088堆棧規定：以字（2個字節）為單位進行存取。

?入棧：SP內容減2,入棧內容傳送到SP和（SP）+1所指向的主存字節單元中

?出棧：棧頂字內容出棧，SP內容加2,棧頂下移2個字節，釋放原棧頂字空間

如，習題4.14

第5章中心處理器（CPU）

5.1CPU的總體結構及設計（駕馭）

1.CPU的］主要功能是從主存儲器中取出指令、說明指令和執行指令。

2.CPU基本組成：

傳統的CPU由運算器和限制器組成。

隨著CPU設計技術的不斷發展，目前CPU內部組成主要有：

□限制部件（CU）

□算術邏輯運算部件（ALU）

□Cache存儲器

□中斷系統

□各種寄存器

□CPU內部數據通路

3.模型機CPU的總體結構：以8086的結構及指令系統為基礎簡化設計模型機

?單BUS結構：CPU、存儲器及I/O部件掛接在一組系統總線上，同步方式工作

?模型機的CPU只保留EU結構

?CPU內總線（IBUS）

?雙向單總線

?IBUS重復運用

?信息單發送多接收

?三態門隔離

4.模型機CPU中寄存器設置P151,各寄存器功能

（1）寄存器組：設置AX、BX、CX、DX、SKDI、BP及SP,共8個16位寄存器

（2）總線暫存器RBL：16位，可以暫存、鎖住CPU由總線【BUS上的數據。

（3）移位寄存器（SR）：16位，接收暫存IBUS上的數據，并且具有移位功能（邏輯左右

移、算術左右移及循環左右移）

（4）IR指令寄存器：15位，用來存放當前正在執行的一條指令。

（5）PC程序計數器：16位，存放當前或下一條指令在主存中的地址。

（6）MAR：主存地址寄存器，存放CPU訪問主存或I/O接口的地址

（7）MDR：主存數據寄存器，存放CPU與主存或I/O接口之間傳送的數據

5.ALU部件：算術邏輯運算部件由ALU、RA、RB、三態門及FR組成

6.限制部件CU：是CPU的核心部件。

功能：依據指令操作碼的不同，與時序系統協作產生相應的限制信號，以限制機器正確

運行

5.2指令周期、指令流程及微操作吩咐（駕馭）

1.多級時序概念：

（1）指令周期：執行一條指令的時間。

（2）機器周期：（CPU工作周期）

把指令周期分成若干個子周期，每個子周期稱為機器周期。

（3）節拍（時鐘周期）：完成一步基本操作的時間段。

（4）時鐘脈沖信號：時序系統的基本定時信號。

2.模型機設置五種工作周期：

(1)取指周期FI：取指譯碼

(2)目的周期DST：形成目的地址，獲得目的操作數

(3)源周期SRC：形成源地址，獲得源操作數

(4)執行周期EXC：運算、存結果/形成轉移地址

(5)中斷響應周期INT：進行中斷處理

周期狀態觸發器：5個觸發器對應上面5種工作底期，任一時刻只有一個為1。

3.熟識指令流程及微操作吩咐。

P150模型機結構及限制信號。P167起先的，各指令流程圖

重點：依據給出指令，擬出指令流程及微操作時辰表

如，習題5.9(4),習題5.10(2),習題5.11(3)

留意：節拍轉換和周期轉換的微吩咐，有三種狀況

節拍轉換：T-kl(CLK)

周期轉換：日麗■而7(例：下一拍從FI周期進入DST目的周期)

指令轉換：本條指令的最終一步操作，在沒有中斷懇求的狀況下，進入下一取指周期。

l^TOfCLK),1->FI(1->INT)(CLK)

5.3微程序限制部件的組成與設計(概念)

1.依據產生微吩咐的方式不同，限制器分為兩大類：組合邏輯限制器和微程序限制器。

2.微吩咐與微操作

?微吩咐：最小單位的限制信號，如開/關限制門等

?微操作：由微吩咐限制實現的基本操作

3.微指令與微周期

?微指令：若干個微吩咐的組合，實現可并行的操作

?微周期：從CM（限制存儲器）中讀取一條微指令并執行相應的微操作所需的時間

4.相容性和相斥性微吩咐

?相容性微吩咐：在一個微周期可同時發出的微吩咐

?相斥性微吩咐：同?個微周期不能同時發出的微吩咐

5.工作程序與微程序、主存儲器與CM

?工作程序：以機器指令為單位存放在主存中

?微程序：以微指令為單位存放在CM中

不能相互取代

6.微吩咐字段的設計常用編碼方法：干脆限制編碼（不譯碼法）、字段干脆編譯法、

字段間接編譯法

7.微指令格式：由微指令的編碼方式來確定，分為水平型微指令、垂直型微指令

5.4組合邏輯限制部件的組成與設計（概念）

1.組合邏輯限制部件主要由多級時序電路以及微操作信號發生器等邏輯電路組成。

2.在模型機組合邏輯限制部件中的時序系統，采納三級時序構成，即：時序系統產朝

氣器工作周期、時鐘周期（節拍）剛好鐘脈沖。

3.組合邏輯限制部件的核心部件是微操作信號發生器。

5.5CPU的發展簡介（了解）

第6章存儲系統

6.1存儲器概述（概念）

1.存儲系統：為了使全部信息以各種方式分布于不同的存儲器上，系統中必需運用由多種

不同工藝存儲器組成的存儲系統

2.存儲器的種類繁多，從不同的角度動身，存儲器可以分為不同的種類。

1）按存儲介質：半導體、磁介質、光介質等。

2）按信息的可保存性：易失性、非易失性

3）按存取方式：RAM、ROM、SAM、DAM

4）按在計算機系統中的功能：主存儲器、協助存儲器、Cache存儲器和限制存儲器

3.存儲器的主要技術指標有三個：容量、速度和位價格。

4.存儲容量：存儲容量是指存儲器能存放二進制信息的總數，即

存儲容量;存儲單元個數X存儲字長

目前的計算機存儲容量基本單位是字節（Byte）,1個Byte是8位二進制位（bit）,

因而存儲容后也可用字節總數來表示，即：存儲容帶=存儲單元個數X存儲字長/8

5.存儲系統的分層結構：CPU寄存器、cache,主存、輔存、脫機大容量存儲器

6.2隨機存取存儲器和只讀存儲器（駕馭）

1.RAM可分為SRAM芯片和DRAM芯片兩種。

SRAM特點：存取速度快、集成度低、功耗大；

DRAM特點：存取速度較SRAM慢、集成度高、功耗小。

2.動態隨機訪問存儲器（DRAM）由于存在電容電荷池漏問題，必需定期動態刷新，刷新

方式主要有三種，分別是集中刷新方式、分散刷新方式和異步刷新方式。

3.主存容量的擴展

?:點：駕馭位擴展和字擴展的方法，實現存儲器設計

如,習題6.10

4.半導體只讀存儲器

?掩模型只讀存儲器MROM

?可編程（一次編程型）只讀存儲器PROM

?可擦除可編程（可重編程）只讀存儲器EPROM

例如：2716EPROM（2K*8位）

?電擦除可重寫只讀存儲器EEPROM（E2PROM）

（1）字擦除方式（2）數據塊擦除方式

?閃速存儲器FlashEPROM

5.總線的數據通路寬度：數據總線一次能并行傳送的位數

6.主存儲器中通常用地址來區分各存儲單元，可以按字節編址，也可以按字編址

7.Intel8088：主存按字節編址，數據總線8A］。

1個總線周期占用4個CPU時鐘周M，讀/寫8位

8.Intel8086：數據總線■位，一個總線周期存/取兩個字節。送偶單元地址。

數據總線低8位，傳送偶單元數據。數據總線高8位，傳送奇單元數據。

偶存儲體和奇存儲體概念

63-6.6（了解）

存儲系統中增加高速緩存Cache,解決主存與CPU之間速度不匹配的問題

第7章輸入/輸出系統及外圍設備（概念）

1.計算機總線是計算機各部件之間傳輸信息的公共通路。依據總線傳送信息的性質，

可將其進一步細分為數據總線、地址總線和限制總線。

2.I/O接口是位于系統與外設間、用來幫助完成數據傳送和傳送限制任務的電路。

3.接口中要分別傳送數據信息、限制信息和狀態信息，接口中分設各自相應的寄存器,

將這些不同的寄存器稱之為I/O端口，賦以不同的端口地址。

4.一般來說，接口口包含有數據端口、吩咐端口和狀態端口。存放數據信息的寄存器

稱為數據端口，存放限制吩咐的寄存器稱為吩咐端口，存放狀態信息的寄存器稱為

狀態端口。I

5.I/O端口編址方式有兩種：獨立編址、統一編址

6.主機與外設間信息傳輸的限制方式：程序干脆限制方式、程序中斷方式、干脆存儲

器存取（DMA）方式、通道限制方式

7.中斷處理過程包括：中斷懇求、中斷判優、中斷響應、中斷處理和中斷返回。

8.DMA傳送過程包括：DMA初始化、DMA懇求、DMA響應、DMA傳送和DMA結束。

9.通道概念：通道事實上是一個具有特別功能的處理器，它有自己的指令系統，通過

執行程序特地負責數據輸入輸出的傳輸限制，CPU將“傳輸限制”的功能下放給通

道，CPU只負責“數據處理”功能。這樣，通道與CPU分時運用內存，實現了CPU

內部運算與"0設備的并行工作，使CPL?完全擺脫了管理和限制輸入/輸出設備的

負擔。

10.依據通道的工作方式，通道分為選擇通道、數組多路通道、字節多路通道三種類型。

第8章匯編語言

8.1概述（了解）

1.匯編語言與機器語言

?機器語言：

是由機器指令及相應的運用規則組成的程序，它是CPU能干脆識別的唯一語言。

?匯編語言：

匯編語言是為特定計算機或計算機系列設計的一種面對機器的語言，由匯編執行指令和

匯編偽指令及相應的語法規則組成。

匯編執行指令是機器指令的符號化表示，其操作碼用記憶符表示，地址碼干脆用標號、

變量名字、常數等表示。

2.在匯編語言源程序中有三種語句：指令語句、偽指令語句和宏指令語句。

?指令語句：又叫可執行語句，在匯編時產生一個目標代碼，對應機器的一種操作。

?偽指令語句：又叫吩咐語句。用于指示匯編程序如何匯編源程序，除了數據定義語

句之外，沒有目標代碼與之對應。

?宏指令語句：由用戶自定義的指令。（指令的擴展）

8.2匯編語言格式（駕馭）