计算机原理归纳总结

.13. 定点补码运算的溢出：· 结果比最大数还大称上溢出，作*中断处理 · 结果比最小数还小称为下溢出，作机器零售处理 14.C S+1表示符号位进位状态，有进位为1，无进位为0。

CS 用来表示两数值的最高位向符号位进位的状态，有进位为1，无进位为0。 当C S+1C S =00或11时，无溢出 CS+1C S =01时，正溢出 CS+1C S =10时，负溢出

15. 世界上第一台电子管计算机ENIAC ，1946年在美国诞生。 · 第一代（1946——1958）电子管计算机时代 · 第二代（1959——1964）晶体管计算机时代

· 第三代（1965——1970）集成电路计算机时代（LSI ），出现了操作系统，高级语言和计算机网络。 · 第四代（1971——至今）超大规模集成电路计算机时代（VLSI ） · 第五代（20世纪80年代后）智能计算机时代。

· 第一代 8088（16位） · 第二代 80286（16位） · 第三代 80386（32位） · 第四代 80486（32位） · 第五代 Pentium（32位）

16. 计算机特点：速度快、精度高、能记忆、会判断、自动化 17. 应用领域：

1.科学计算（最早应用），气象预报，火箭发射，工程设计、地震预测

2.信息处理（最广泛应用），情报检索，企业管理，人口统计，档案管理，银行业务 3.过程控制（实时控制），无人工厂

4.人工智能：专家系统，机器翻译，定理证明，国际象棋比赛

5.计算机辅助设计/制造：CAD （计算机辅助设计）、CAM(计算机辅助制造) 、CAI(计算机辅助教学) 、CAT(计

算机辅助测试)

18. 按功能和用途分：通用计算机，专用计算机

按工作原理分：数字计算机、模拟计算机、混合计算机 按性能规模分：巨型机，小型机，微型机，单片机 按电子元件分：电子管，晶体管，LSI ,VLSI

19. 发展趋势：巨型化、微型化，网络化，智能化，多媒体化 20. 计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成

硬件系统：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备

外设：输入设备、输出设备、外存储器、数据通信设备、过程控制设备 硬件系统也可以说是由主机和外设组成。

硬件系统两种数据流形式：数据信息流和控制信息流 21. 主机：CPU 和内存储器；

运算器和控制器

存储器大到分为内存储器和外存储器

ROM和RAM

22. 软件是指计算机运行所需的程序、数据和的关的文档资料 软件系统： 系统软件 和 应用软件组成

· 操作系统（DOS,WINDOWS ）， · 应用软件包（OFFICE ） · 语言处理程序（QBASIC,C 编译）， · 用户程序 · 数据库管理系统， · 服务程序

应用软件运行在系统软件之上，所有软件工作在硬件之上，硬件和软件地逻辑功能上是等 价的。

23. 早期的计算机以控制器为中心，现代计算机以存储器为为中心。 目前计算机体系依然采用冯 诺依曼思想，即存储程序控制的工作原理。 24.CPU 主要功能：指令控制、操作控制、时间控制、数据加工（根本任务） 目前CPU 中包含了CACHE （用来协调CPU 和内存速度的差异） 过去有CPU 中包含了协处理器FPU （用来提高浮点运算速度） 1.运算器包括：

· 算术逻辑单元ALU （进行算术运算和逻辑运算、移位操作等）ALU 能够处理的数据位数 与字长有关，以双核为界，往后机器的字长为64位。

· 累加器ACC （一个ALU 中至少包含1个累加器） · 状态寄存器PSW （保存各类指令的状态结果）

.

· 通用寄存器组：提高CPU 运算速度

2.控制器包括：程序计数器PC(指令指针寄存器) ：保存下一条待执行指令地址

· 指令寄存器IR ：保存正在执行的指令。 · 指令译码器ID ：分析、执行指令的部件。 · 时序发生器：产生周期节拍、脉冲等时序信号 CPU 中的其他一些部件：地址寄存器（MAR ），缓冲寄存器（DR ） CPU 中ALU 用于累加运算。

25. 时序：计算机的时间控制；时序控制方式：1）. 同步控制 2.）异步控制

26. 指令的执行过程是按时间顺序进行的。

一条指令的执行至少需要两个CPU 周期（即取指周期和执行周期）

四个典型指令：非访问指令（2个CPU 周期），直接访问指令（3个CPU 周期），间接访问指令（4个CPU 周期），程序控制指令（2个CPU 周期）

28. 同步方式：时序关系简单，控制部件结构上易集中，设计方便，时间安排不经济，适用CPU 或设备内部。 异步方式：时间紧凑，不同部件、设备的实际需要分配时间；实现异步应答，所需控制复杂，应用系统总路线操作控制。

异步控制方式采用应答方式，同步控制方式采用统一的时序信号。

29. 典型的CPU 技术

· CISC：复杂指令系统集，特点是由于指令条数过多而反过来使CPU 速度慢。 · RISC；精简指令系统计算机 · 流水线：486，提高CPU 运算速度 · 超标量：空间换时间

· 超流水线：时间换空间

· MMX技术是多媒体扩展指令集，多用在处理多媒体信息的计算杨中 · 倍频技术：486DX 首次采用。

· 超频：提高系统总线频率或提高倍频（多用于这个），从而提高CPU 的执行速度。

[主频=外频（总线频率）*倍频数]

· 分支预测技术

30.PC 机8086以上档次的CPU 都要被设计成并行工作方式。 31. · 微程序：一条机器指令由若干个微指令组成。 · 微命令：构成控制信号序列的最小单位（微信号） · 微操作：微命令控制实现的最基本操作。

· 微周期：从控制存储器读取并执行相应一步操作所需时间。（一个时钟周期） · 微指令：每个微周期的操作所需的微命令组成一条微指令。 · 微程序：一系列微指令的组合（对应一条机器指令） 微程序控制器核心：微地址转移逻辑 微命令〈 微操作〈 微指令〈 微指令

32. 指令：计算机能够直接识别和执行的命令 计算机程序：能够完成一定的处理任务的指令序列

指令系统：一台计算机所能执行的所有指令的全体集合（属于计算机硬件范畴） 一个完善的指令系统：完备性，有效性，规整性，兼容性 31. 指令包括操作码和地址码（操作数）

操作码：表明该条指令操作的性质和功能，操作码的长度决定了操作数的种类。

地址码：表明参加操作的操作数地址和结果的地址，地址码的长度决定了寻址的空间的大小。 指令字长：操作码长度和地址码长度之和。 一条指令可以没有地址码但必须要有操作码。

根据指令中给出的操作数可分为：零地址指令，一地址指令，二地址指令，三地址指令，多地址指令等。

32. 寻址方式指的是确定本条指令的数据地址以及下一条要执行的指令地址的方法。

33.数据传送类指令：MOV 指令

源操作数与目的操作数不能同时来自存储器，目的操作数不能为立即数等。

数据处理类指令：1。算术运算指令：主要有加ADD 、减（SUB ）、乘（MUL ）、除（DIV ）。

2. 逻辑指令：逻辑与（AND ），逻辑或（OR ）、逻辑非（NOT ）、逻辑异或（XOR ） 3. 移位指令：算术移位、逻辑移位、循环移位

4. 串操作指令：串传送指令、串比较指令、串查找指令等

程序控制类指令：用于直接控制CPU 实现特定的功能，包括停机指令，空操作指令、开中断指令和关中断指令等。

34. 计算机语言分为机器语言、汇编语言、高级语言，计算机硬件和软件交互联系是通过机器语言实现的，高级语言的翻译方式有解释和编译。

35. 存储器按存储介质可分为半导体存储器，磁表面存储器，光表面存储器

ROM ：掉电后信息不丢失，只能读了同，不能写入

RAM ：掉电后信息丢失，可以随机读出或写手，主要用于存储CPU 工作时的程序和数据。 按信息的可保存性分为易失性存储器、非易失性存储器。

36. 主存储器的性能指标：1. 存储周期（进行两次连续的读或写操作）

2. 存取周期（读写时间）

3. 存储容量（字节为单位，常表示成字数*位数）

37．SRAM ：双稳态电路、电路复杂、集成度低，价格高，速度快，常用作高速缓存

DRAM：电容，电路简单，集成度高，“内存条“，刷新是以行为单位（集中工刷新，分散式刷新，

异步式刷新） 刷新周期：从上一次对整个存储器刷新结束到下一次对整个存储器全部刷新一遍所用的时间表间

隔，一般为2ms 38. 主存的地址译码有两种方式：单译码方式，适用于小容量存储器；双译码存储器，适用于大容量存储器。 主存储器的组织：· 位扩展法（并联扩展） · 字扩展法（串联扩展） · 字位扩展法

与CPU 的连接：线选方案，一般采用较小的存储系统 译码器方案，广泛应用于各种存储系统

39. 地址总线的根数决定寻址范围，容量2其中n 为地址线的根数

存储器的存储容量=最大存储单元地址 - 最小存储单元地址+1=末地址 – 始地址+1

40.CACHE 的设计是利用了程序运行的局部性原理，它介于CPU 与主存之间，与主存之间的数据传送以块的方式进行，CACHE 解决了CPU 与内在速度不匹配的矛盾。 CACHE ——主存：主存与CPU 速度匹配

主存——辅存：大容量、低成本的矛盾（也称虚拟存储器）

寄存器——CACHE ——内存——辅存（容量由小到大、速度由快到慢、单价由贵到廉） 速度：运算器——CPU ——寄存器——CACHE ——内存储器——硬盘——优盘——软盘

41.总线的特征是分时共享。

n

总线按1. 数据传送格式分：串行总线，并行总线

2.按连接部件分：内部总线（结构简单，传输距离很短，传输速率很高）

系统总线（传输距离较短，传输速率较高）{包括数据总线，控制总线，

地址总线}

外部总线（称为通信总线，传输距离较远，传输速率较低）

3. 按传送方向分：单向总线（如地址总线和控制总线）

双向总线（如数据总线）

4. 按时序控制方式分：同步总线（有统一的时钟信号，控制区较简单，时间利用率低，适

用于各部件间工作速度差异较小的场合）

异步总线（没有统一的时序信号，采用应答方式工作，时间利用率高，控制复杂，适合速度差异较大的场合。）

准同步总线（既有同步控制简单的优点，又有异步时间利用率高的优点）

42.数据总线（DB ），双向并行传送的，数据总线宽度表示总线传送数据的能力。 地址总线（AB ），单向并行传送的，地址总线宽度表示总线的寻址范围。 地址单元数M=2*地址总线宽度条数N （M=2N） 控制总线（CB ），单向并行，是总线信号中各类最多，变化最大，功能最强的信号，也最能体现

总线特色。

43. 按连接方式的不同，有单总线结构，双总线结构（适用于中大型计算机系统）、多总线结构（在双总线

的基础上增加了DMA ）

44. 常见的总线标准有ISA （16位）、EISA （32位）、PCI （32/64）、AGP 、PCI EXPRESS

45. 总线接口的概念

功能：控制、缓冲、状态、转换、整理、程序中断立

组成：地址泽码器，数据寄存器，命令寄存器，控制电路等。

46.IDE/EIDE采用40或80芯线连接，连接速度最高可达133MB/S，支持NORMAL ，LBA ，LARGE SCSI：小型计算机系统接口，速度最高可达160MB/S

USB：通用串型接口，支持热插拔和即插即用，USB1.0：12Mbps ，USB2.0：480Mbps （其传输方式有等时传输方式，中断传输，控制传输和批传输方式。）

SATA：串行ATA 接口，速度快，串行传输能力强，支持热拔插，基本取代IDE 接口，用于与硬盘的连接，速度最高可达到600MB/S。

47. 接口：I/O设备适配器，CPU 和主存、外设之间通过总线进行连接的逻辑部件。 接口位于系统总线与外设之间。

基本功能：寻址、预处理、数据缓冲、控制功能

按数据传送格式：串行接口，并行接口（传输效率高） 按时序控制分：同步接口，异步接口

IEEE1394是一种串行接口标准，PCMCIA 接口是应用于笔记本电脑中的一种接口标准。 CPU与I/O设备之间的数据传送有：程序查询方式（无条件传送，条件传送）、中断方式、直接厚储

器存取（DMA ）方式、通道方式、外围处理机（PPU ）方式。

（1）. 无条件传送方式（同步）：程序简单，软、硬件较少。 （2）. 程序查询方式（程序实现，其余由硬件实现）：传输速率低，CPU 需要查询外设状态。 （3）. 中断方式（程序实现）：CPU 与外设并行工作、速率低

（4）.DMA ：用硬件完成中断服务程序全功能，CPU 采用并行工作方式，以存储器为中心。

（5）. 通道方式：CPU 与I/O设备并行工作。

（6）.I/O方式：分布式多机系统（不需CPU 干预，同DMA ） （2）（3）数据传输率低的外设，（4）（5）（6）速率高的设备，内存与外设，（2）（3）（4）小，微型机 （5）（6）大，中型机

48. 中断方式定义

特点：1. 程序切换（转移）2. 随机性 硬中断（外中断）：非屏蔽中断（NMI ）电源故障，内存或I/O总线的奇偶错 可屏蔽中断（INTR ）键盘，串行通讯口，硬盘，打印机 软中断（内部中断），都要是非屏蔽性的。

中断的发生具有随机性，过程包括{中断请求、中断判优（硬件判优，软件判优）、中断响应、中断处

理（保护现场，送屏蔽字并开中断，进行具体中断服务，关中断并恢复现场）、中断返回。}

49. 根据DMA 方式的特点，它一般应用于高速的简单的批量数据传送，磁盘与主存之间通常以数据块为单

位传送数据，高速通讯设备一般以帧作为传送单位。

50. 中断请求就是由中断源向CPU 发出的申请中断的要求，中断源发生中断请求的条件是：一为外设本身

的工作已结束，二为系统允许该外设发中断请求。

各个中断请求的优先顺序一般按以下原则{非屏蔽中断优先于可屏蔽中断。

较高速的中断优先于较低速的中断。 输入中断优先于输出中断。}

中断响应的条件有：中断源有中断请求，CPU 处于开中断状态，而且设有更高级的中断请求，一条指

令执行完毕。

中断响应通常进行以下几种操作：关中断、保留断点、保护现场、给出中断入口地址、转入相应的中断服务程序。

中断返回后CPU 通过将堆栈中保护PC 值弹出而返回原断点处继续执行。

51. 外围设备按在计算机系统中的功能和用途分：

52. 声卡和音箱均属于多媒体设备，音箱按访问方式分属于输出设备

53. 54. 鼠标：

鼠标的分辨率用dpi 表示，dpi 每移动一英寸所能扫描的点数 55. 扫描仪：分辨率，色彩位数、灰度值、接口

1.平板式（一般用于扫描图像，质量较高） 2.手持式（方便灵活，质量一般） 3.滚筒式

56. 触摸屏：利用传感器、有电阻式、电容式、红外线式、声表面波式 57. 显示器：（按显示的器件不同分）：阳极射线管显示器（CRT ），液晶显示器（LCD ），等离子显示器（PDP ） （按显示的发光颜色分）：单色、双色显示器

点距：指荧光屏上两个相邻的相同颜色磷光点之间的对角线距离，单位mm 。显象管尺寸并不等于显示

的画面尺寸。

显示分辨率以水平显示的像素个数*水平扫描线数表示；色彩由红，绿，蓝组成。 垂直刷新频率：（场频，扫描频率），单位：Hz ：大于75 Hz无明显闪烁感；大于80 Hz，无闪烁感 水平刷新频率：（行频）水平刷新率=垂直刷新率 * 分辨率的行数，单位KHz 带宽=水平刷新率 * 垂直刷新频率 * 场频

显示的最在分辨率表示为：横向点数 * 纵向点数

扫描方式：逐行扫描，隔行扫描，目前都使用逐行扫描。

58. 计算机的显示系统由显示卡和显示器组成；显卡容量=分辨率*颜色位数/8 59.

打印机的性能指标：

打印质量（DPI ：每英寸打印的点数）

打印速度（PPM （每分钟打印多少页数）/CPS（每秒打印多少字符数）） 打印幅面耗材

（1）. 本地安装：给打印机安装驱动程序

（2）. 网络安装：计算机与计算机相连共享打印机 打印文本：300dpi （针式、激光） 打印图像：600dpi （低档彩色喷墨） 打印照片：720dpi （高/中档彩色喷墨）

喷墨技术分为：连续式、随机式，目前采用随机式 激光打印机是利用激光扫描技术与电子照像技术

60常用的外存储器通常是指：硬盘、软盘、光盘 硬盘片是以一种磁表面存储器 目前使用的硬盘是温式硬盘

硬盘容量＝柱面数*磁头数（面数）*每面扇区数*每扇区字节数 磁盘容量＝面数*每面磁道数*每磁道扇区数*每扇区字节数 磁道为盘片存放数据的同心圆轨道，盘片最外圈磁道为0磁道 BPI：每英寸数据位数 TPI：每英寸磁道数

61. 光盘按读写方式分：只读型光盘：CD-ROM,CD,VCD 一次写入光盘：CD-R,WORM 可擦出光盘：CD-R,MO 数字视频光盘：DVD 62.CD-ROM 驱动器数据传输率是150KB/S

单倍速DVD 驱动器数据传输率是1350KB/S 63. 衡量光盘速度：线速度、恒定线速度（CLV ）、恒定角速度（CAV ）、局部恒定角速度（PCAV ）