计算机组成原理复习资料

简答

cache命中率

(总访问次数-未命中次数)/总访问次数

cache替换策略

FIFO、LRU、随机法

中断执行过程

1.单重:
取指令,执行指令。如果产生中断,进入中断周期,中断响应,程序断点进栈,关中断,向量地址->PC;进入中断服务程序,保护现场,设备服务,恢复现场,开中断,中断返回。
2.多重
取指令,执行指令。如果产生中断,进入中断周期,中断响应,程序断点进栈,关中断,向量地址->PC;进入中断服务程序,保护现场,开中断,设备服务,恢复现场,中断返回。

总线查询方式

1.集中式
链式查询:BG到达的接口如果有总线请求,BG信号就不再往下传。离总线控制部件最近的设备具有最高的优先级
计数器定时查询:在总线未被使用的情况下,总线控制部件中的计数器开始计数,通过设备地址线向各设备发出一组地址信号。某个请求占用总线的设备地址与计数值一致时获得总线使用权。
独立请求方式:每台设备都有一对总线请求线和总线同意线。设备要求使用总线时,发出请求信号。总线控制部件根据排队电路确定响应次序
2.分布式

指令流水相关

1.结构相关:当指令在重叠执行过程中,不同指令争用同一功能部件产生资源冲突时产生的
2.数据相关:流水线中的各条指令因重叠操作,可能改变对操作数的读写访问顺序,从而导致数据相关冲突(写后读,读后写,写后写)
3.控制相关:主要由转移指令引起的。可用加快和提前形成条件码等方法解决

DMA访问方式

周期挪用:每当I/O设备发出DMA请求时,I/O设备便挪用或窃取总线占用权一个或几个主存周期
停止CPU访问主存:由DMA接口向CPU发一个停止信号,要求CPU放弃地址线、数据线和有关控制线的使用权
DMA与CPU交替访问:CPU的一次访存操作分成两个部分,C1专供CPU访存,C2专供DMA访存,总线在两端时间里可以转换控制权,不需要进行申请

CPU的功能

CPU具有控制程序的顺序执行(指令控制)、产生完成每条指令所需的控制命令(操作控制)、对各种操作加以时间上的控制(时间控制)、对数据进行算术运算和逻辑运算(数据加工)以及处理中断等功能

DRAM刷新方式

集中刷新:在规定的一个刷新周期内,对全部存储单元集中一段时间逐行进行刷新。
分散刷新:对每行存储单元的刷新分散到每个存储周期内完成
异步刷新:在规定时间内对每一行进行刷新,对于每行以2ms为刷新周期

三种周期及关系

指令周期:CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间
机器周期:在同步控制的机器中,执行指令周期中一步相对完整的操作(指令步)所需时间,通常安排机器周期长度等于主存周期
时钟周期:计算机主时钟的周期时间,它是计算机运行时最基本的时序单位,对应完成一个微操作所需时间,通常时钟周期等于计算机主频的倒数。
指令周期通常用若干个机器周期表示,而机器周期又包含若干个时钟周期。

四体存储器流水

低位交叉:
存取周期+(字数-1)×总线传输周期
高位交叉:
字数×存取周期
带宽:
存储字长*字数/时间

微指令编码方式

直接编码方式:每一位代表一个微操作命令
字段直接编码方式:将操作控制字段分成若干段,将一组互斥的命令放在一个字段内
字段间接编码方式:一个字段的某些微命令还需要另一个字段的某些微命令来解释
混合编码:直接编码和字段编码混合使用
其他:常数字段

大题

Cache

cache和主存地址长度

默认为字节地址,若访存地址为字地址,则为字地址

字块内地址

字地址+字内字节地址

组地址

cache内块数/路数

直接映射

主存字块标记 Cache字块地址 字块内地址

全相联映射

主存字块标记 字块内地址

组相联映射

主存字块地址 组地址 子块内地址

cache的系统效率

cache存取周期/平均访问时间

cache速度提高倍数

没cache访问时间(主存访问时间)/平均访问时间

存储器扩充

系统程序区:ROM
先位并联,再字串联
(1)确定每个芯片的地址范围
(2)选择芯片
(3)分配地址线(片选)
(4)画图(地址线:A,数据线:D,读写线:R/W非,片选线:CS非)

浮点数加减法

(1)判0
x,y非0,可以运算
(2)对阶
写出补码表示
如:
0.1101×2的01次方
00,01;00.1101
(-0.1010)×2的11次方
00,11;11.0110
阶差的补码:00,01-00,11=00,01+11,01=11,10
阶差为-n,x小
x尾数右移n位,阶码+n
阶差为n,y小
y尾数左移n位,阶码-n
(3)尾数求和
00.1101+11.0110=11.1001
(4)规格化
尾数为00.0xxxxx或11.1xxxxx时左规n位,阶码-n
尾数为01.xxxxxx或10.xxxxxx时右规n位,阶码+n
(5)舍入
0舍1入或恒置1
(6)判溢

控制器

ADD

取址
PC->Bus->MAR PC,MAR
M(MAR)->MDR MAR,R/W=R,MDR
MDR->Bus->IR MDR,IR
(PC)+1->PC +1
执行
(XR)+Ad(IR)->EAR XR,Ad(IR),+,EAR
EAR->Bus->MAR EAR,MAR
M(MAR)->MDR MAR,R/W=R,MDR
MDR->Bus->X MDR,X
(ACC)+(X)->LATCH ACC,X,K=+,LATCH
LATCH->Bus->ACC LATCH,ACC

STA

取址
PC->Bus->MAR PC,MAR
M(MAR)->MDR MAR,R/W=R,MDR
MDR->Bus->IR MDR,IR
(PC)+1->PC +1
执行
(PC)+Ad(IR)->EAR PC,Ad(IR),+,EAR
EAR->Bus->MAR EAR,MAR
ACC->Bus->MDR ACC,MDR
MDR->M(MAR) MDR,MAR,R/W=W

IEE754

IEEE 754标准转换过程如下:
第1位是数符s s=1表示负数 s=0表示正数;第2-9位为阶码E(双精度为2-12位);第10-32位为尾数M (双精度为13-64位)
例如:0.0625
0.0001
1.0*2^-4
-4+127=123=64+32+16+8+2+1=1111011
0011 1101 1000 0000 0000 0000 0000 0000
3D800000

选择填空

汉明码校验

2的k次方>=n+k+1 求k,n为代码位数

存储器分类

掩模 ROM ( MROM )
PROM (一次性编程)
EPROM (多次性编程 )
EEPROM (多次性编程 )

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