概述
文章目录
中央处理器cpu
(1)cpu的结构和功能
(2)cpu的指令
(3)cpu的中断系统
指令系统
(1)指令的格式
(2)指令的分类
(3)寻址方式
计算机的运算方法
(1)机器码表示(原码+补码+反码+移码)
原码
补码
移码
(2)定点运算(加减乘除)
(3)浮点计算(加减乘除)
——————————————————————
存储器
——————————————————————
系统总线
(1)总线的分类
(2)总线的判优控制
输入输出系统
(1)I/O设备和I/O接口
(2)I/O接口的工作方式
程序查询方式
程序中断方式
DMA方式
中央处理器cpu
(1)cpu的结构和功能
结构:
功能:
(2)cpu的指令
指令周期
指令流水:
(3)cpu的中断系统
指令系统
(1)指令的格式
(2)指令的分类
地址的编码形式
(3)寻址方式
寻址方式:
——
指令寻址
顺序寻址+跳跃
数据寻址
立即寻址
直接寻址
隐含寻址
间接寻址
寄存器直接寻址
寄存器间接寻址
基址寻址
变址寻址
相对寻址
堆栈寻址
计算机的运算方法
(1)机器码表示(原码+补码+反码+移码)
真值
真实的值
对象
——————————>
作用
原码
用(符号位+数值部分)表示正负数
补码
将减法等效为加补码
反码
原码到补码的中间过渡值
移码
补码无法比较大小,移位后就能比较大小了
真值,补码,反码的变化图:
(真值——>补码)=(真值——>原码——>补码)
真值——>补码:
①:正数:保持不变
②:负数:最左端符号位加1+值位取反+末尾加1
真值——>原码——>补码:
①:正数:保持不变
②:负数:最左端符号位加1+值位取反
下一步:
①:正数:保持不变
②:负数:末尾加1
原码
补码
### 反码
移码
(2)定点运算(加减乘除)
加减法
乘除法:
(3)浮点计算(加减乘除)
——————————————————————
存储器
——————————————————————
系统总线
(1)总线的分类
按照功能分:片内总线+系统总线+通信总线
按照结构分:单总线结构+多总线结构(双总线,三总线,四总线)+多层总线
(2)总线的判优控制
(1)链式查询
链式查询的实现:离“总线控制部件”最近的优先级最高,最远的优先级最低。故优先级通过物理上的排队电路来实现的。
优点: 设计简单。采用很少的几根线,就可按一定的优先级实现总线仲裁。易于扩充设备。
缺点:对电路故障很敏感。 若第J个设备中的接口电路出现故障,则第J个之后的都无法正常工作。
若优先级高的设备频繁发出请求,则优先级低的设备可能很长时间都无法得到总线控制权。
(2)计数器定时查询
原理:① 仲裁器接收到请求信号以后,在BS线为“0”的情况下,让计数 器开始计数,计数值通过一组地址线发向各个设备。
② 每个设备接口都有一个“设备地址判别电路”,当地址线上的计数值与请求, 总线的设备地址相一致时,该设备将BS线置为1,获得了总线的使用权,此时中止计数查询。
总线控制部件包含(计时器+排队器)
BR:可发出总线请求信号
BS:总线状态(BS=0表示未被使用,BS=1表示已经被使用)
优先级判定:
① 若从0开始,各个设备的优先级次序同“链式查询法”相同,此时优先级的顺序是固定的。(谁的地址小,谁的优先级就最高)
②若从中止点开始,则每个设备的优先级相等。
优点:可通过程序来设置计数器初值,动态来改变其优先级。
(3)独立请求方式
每个设备均有一对独立的(BRi:总线请求线+BGi:总线同意线)
仲裁器内置排队电路。根据一定的优先级原则进行仲裁,以决定响应哪个设备,可编程。
总线周期:完成一次总线操作所需要的时间
1.申请分配阶段+2.寻址阶段+3.传数阶段+4.结束阶段
输入输出系统
(1)I/O设备和I/O接口
①输入输出系统的发展概况:
总线接口阶段+DMA阶段+通道阶段+I/O处理级阶段
②输入输出系统(I/O软件+I/O硬件组成)
③I/O设备与主机联系方式
④接口与端口的关系
(2)I/O接口的工作方式
程序查询方式
程序中断方式
DMA方式
DMA与主存交换数据的三种方式
DMA的工作过程
最后
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