自考计算机组成原理知识点汇总

关于计算机组成原理及应用方向主要包括三类：1.个人计算机。用于个人使用的计算机，通常包含图形显示器、键盘和鼠标等；2.服务器。过去被称为大型机的现代形式，用于为多用户运行大型程序的计算机，通常由多个用户并行使用，并且一般通过网络访问。其中高端服务器称为超级计算机，拥有最高性能和最高成本；3.嵌入式计算机。嵌入到其他设备中的计算机，一般运行预定义的一个或者一组应用程序。面向单一应用需求的嵌入式应用通常对成本或功耗有严格限制。而在2000年后的“后PC时代”，个人移动设备代替了传统PC，云计算代替了传统服务器：个人移动设备（PMD）。连接到网络上的小型无线设备，由电池供电，通过下载App的方式安装软件，如智能手机和平板电脑；云计算。依赖于称为仓储规模计算机（WSC）的巨型数据中心，是在网络上提供服务的大服务器集群，一些运营商根据应用需求出租不同数量的服务器。知识点2：计算机设计的重要思想1.面向摩尔定律的设计：摩尔定律指出单芯片上的集成度（集成电路芯片中晶体管数量）每18-24个月翻一番。设计者必须预测其设计完成时的工艺水平。2.使用抽象简化设计：使用抽象来表示不同的设计层次，在高层次中看不到低层次的细节，只能看到一个简化的模型。3.加速大概率事件：加速大概率事件远比优化小概率事件更能提高性能。4.通过并行提高性能。5.通过流水线提高性能。6.通过预测提高性能：如果从误预测恢复执行代价不高且预测的准确率相对较高，则可通过猜测的方式提前开始某些操作。7.存储器层次：通过存储器层次来满足速度快容量大价格低这些互相矛盾的需求。如同一个堆叠的三角形，越靠近顶端速度越快价格越高，底层宽度越大容量越大。8.通过冗余提高可靠性。知识点3：计算机语言层次高级编程语言：由一些单词和代数符号组成，可以由编译器转换为汇编语言。不涉及硬件，具有通用性，但目标代码冗长，不能对某些硬件进行操作。汇编语言：又称低级语言，是一种符号语言，以助记符形式表示的机器指令。机器语言：以二进制元形式表示的机器指令，是一种指令集的体系。CPU可直接解读，执行速度快效率高。知识点4：冯·诺依曼体系结构基本思想包括：计算机硬件系统由五大部分组成；采用二进制编码表示数据；将程序和数据统一表示；计算机具有顺序指令的处理能力等。五大部分是指：运算器（ALU）、控制器、存储器、输入设备和输出设备。其中运算器和控制器合称为中央处理单元（也叫处理器，CPU）。各个组成部分通过总线连接起来，总线由数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB组成。知识点5：数的机器表示与补码计算机中的数采用二进制，数码0和1由二值器件的两个稳态表示，称为bit（记为b），8个相邻的二进制位构成一个字节Byte（记为B）。数的机器表示称为机器数，数的数学表示称为真值。有符号数最高位用来表示符号（0为正1为负），其余位表示绝对值，这种表示方法称为原码，原码常用来描述真值。而有符号数的机器表示是补码，0和正数的补码就是本身，负数的补码是其绝对值求反加1。补码的减法运算可以变为加法运算，于是CPU就可用加法器直接实现减法任意一个带符号的二进制数都可表示为科学记数法N=(-1)^S*2^E*M，其中S是符号，E是指数（阶码），M是尾数。浮点数由阶码和尾数及符号位组成。知识点6：进制转换十进制转换为二进制或十六进制：用十进制数不断除以2或16，记下每次相除时的余数，直到商0为止，将得到的余数倒序排列即可。即“除2/16取余，逆序排列”。1位十六进制数码正好与4位二进制数码一一对应。知识点7：经典CPU性能公式CPU时间=指令数 * 每条指令的平均时钟周期数(CPI) * 时钟周期时间或 CPU时间=指令数 * 每条指令的平均时钟周期数(CPI) / 时钟频率执行时间是唯一有效且不可推翻的计算机性能度量方法。知识点8：易失性/非易失性存储器存储器可分为易失性存储器与非易失性存储器，前者仅在加电时保存数据，后者掉电仍可保持。易失性存储器的主要代表是RAM（随机存取存储器）；非易失性存储器包括ROM（只读存储器）、Flash memory（闪存）、磁盘等。常将易失性存储器称为主存储器，非易失性存储器称为二级存储器。RAM可进一步分为SRAM（静态随机访问存储器）和DRAM（动态随机访问存储器）。SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据，而DRAM每隔一段时间要刷新充电一次，否则内部的数据即会消失，因此SRAM具有较高的性能功耗较小，但SRAM的缺点是集成度较低。通常内存由多片DRAM芯片组成，缓存采用SRAM技术。个人移动设备中一般采用闪存，服务器中则采用磁盘。闪存的单位价格和速度均低于DRAM高于磁盘，但闪存具有写10万-100万次后老化或损坏的弱点。知识点9：硬件概念液晶显示（LCD）：用液体聚合物薄层的带电或不带电来传输或阻止光线传输。电容感应：许多平板电脑采用该技术实现触摸屏。在绝缘玻璃上覆盖一层透明的导体，人是导体触摸会改变屏幕的电场，进而导致电容变化。集成电路：也叫芯片，一种将几十个至几百万个晶体管连接起来的设备。晶体管：一种由电信号控制的简单开关，超大规模集成电路是由数十万到数百万晶体管组成的电路。知识点10：指令、指令集、寄存器、字CPU可以完成的一个基本操作称为指令。指令的形式是二进制代码，通常包含操作码和操作数两部分。操作码指明所要完成的操作类型，操作数则指明操作的数据对象，可以是数据本身也可以是数据所在的存储单元地址。一台计算机的全部指令称为该计算机的指令集，常见的指令集有X86、ARM、MIPS。指令系统的发展从CISC（复杂指令系统计算机）发展到RISC（精简指令系统计算机），前者多达几百条，不易维护研制周期长，且采用了大量使用频率低的复杂指令造成硬件资源浪费。X86是CISC的代表，ARM与MIPS是RISC的代表，ARM指令集广泛使用在嵌入式系统设计，X86指令集则是目前世界上最流行的台式机体系结构。寄存器是CPU内部的临时存储单元，能减少CPU访问内存的次数和降低指令控制的复杂度。寄存器由硬件直接构建且数量有限，是计算机硬件涉及的基本元素。字是计算机内部进行数据处理和数据传递的基本单位，其所包含的二进制位数称为字长，字长是计算机处理精度和运算能力的反映。例如MIPS体系结构中存储器大小为32位，因此字长为32位。知识点11：大小端编址存储器通常按字节编址，以32位字长为例，一个字的地址必和它所包括的4字节中某个地址相匹配。大端编址表示使用最左边或“大端”字节的地址作为字地址，小端编址则表示使用最右或“小端”作为字地址。如MIPS采用大端编址。

估计组成原理首先要学好利润在里面基础扎实的基础上然后打十件进行时间学习。