计算机组成原理与体系结构

整个章节4-5分 学好高频考点即可
1. Flynn分类法
2. CISC与RISC
3. 存储系统：分级存储体系、Cache、主存/内存、磁盘结构与参数
4. 总线系统：总线分类、总线特点
5. 流水线
6. 检验码
7. 嵌入式系统开发设计

Flynn分类法

架构没有考到，但是系分出现过，所以还是介绍一下

Flynn分类法

体系结构类型	结构	关键特性	代表
SISD单指令流单数据流	控制部分：一个 处理器：一个 主存模块：一个		单处理器系统
SIMD单指令流多数据流	控制部分：一个 处理器：多个 主存模块：多个		并行处理机、阵列处理机、超级向量处理机
MISD多指令流多数据流	控制部分：多个 处理器：一个 主存模块：多个	不实际	目前没有，文献中有
MIMD多指令多数据流	控制部分：多个 处理器：多个 主存模块：多个		多处理机系统、多计算机

CISC与RISC🌟

考了2-3次，只要区分结构特点就行了，上午题

CISC与RISC

• CISC：复杂指令集计算机 Complex Instrcution Set Computers
• RISC：精简指令集计算机 Reduced Instruction Set Computers

指令系统类型	指令	寻址方式	实现方式	其他
CISC-复杂	数量多，使用频率差别大，可变长格式	支持多种	微程序控制技术	研制周期长
RISC-精简	数量少，使用频率接近，定长格式，大部分为单周期指令，操作寄存器，只有Load/Store操作内存	支持方式少	增加了通用寄存器；应不限逻辑控制为主；适合采用流水线	优化编译，有效支持多种语言

存储系统🌟🌟🌟

重点为磁盘调度算法，存储单元

冯·诺依曼结构

一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。

1. 一般用于PC处理器，如I3，I5，I7处理器
2. 指令与数据存储器合并在一起
3. 指令与数据都通过相同的数据总线传输

哈佛结构

一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。

1. 一般用于嵌入式系统处理器DSP(数据信号处理)
2. 指令与数据分开存储，可以并行读取，有较高数据的吞吐率
3. 有4条总线：指令和数据的数据总线与地址总线

层次化存储结构

快->慢：CPU寄存器、Cache、内存(主存)、外存(辅存)

局部性原理：访问数据有局部性原理，故可以使用层次化存储结构。

存储器分类

name	eg
随机存取存储器RAM-Random Access Memory	DRAM-动态存储器 SRAM-静态存储器
只读存储器ROM-Read-Only Memory	MROM PROM EPRROM 闪速存储器

1. 存储单元指的一行的小单元格
2. 编址地址可以按字，也可以按字节8bit
3. 存储单元个数=大地址-小地址+1
4. 总容量=存储单元个数*编址内容
5. 总容量=单元芯片容量*芯片个数

磁盘结构与参数

存取时间=寻道时间+等待时间(平均定位时间+转动延迟)

磁盘调度算法

• FCFS
• SSTF最短寻道时间优先/最短移臂

流水线技术🌟

不会考的很频繁，流水线，加速比
相关计算：流水线执行时间计算、流水线吞吐率、流水线加速比、流水线效率

流水线

流水线是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。各种部件同时处理是针对不同指令而言的，它们可以同时为多条指令的不同部分进行工作，以提高各部件的利用率和指令的平均执行速度。

-->取指-->分析-->执行

• 流水线的吞吐率是指单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的结果数量。最大吞吐量是极限值。

• 加速比=不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间

总线

一条总线同一时刻仅允许一个设备发送，单允许多个设备接受。

• 数据总线
• 地址总线
• 控制总线

嵌入式系统🌟

比较大的知识板块

芯片

• DSP：数字信号处理器，是一种特别适用于进行数字信号处理运算的微处理器。
• Soc：片上系统，是一种有专用目标的集成电路。
• MPU。微机中的中央处理器。构成微机的核心部件。
• MCU：微控制单元，又称单片机/

嵌入式系统初始化过程

• 片级初始化：完成嵌入式微处理器的初始化。
• 板级初始化：完成嵌入式微处理器以外的其他硬件设备的初始化。
• 系统初始化：以软件初始化为主，主要进行操作系统的初始化。

校验码

循环冗余编码

校验方法

• 奇偶校验码：奇偶校验，可检查1位的错误，不可纠错
• 循环冗余校验：在k位信息码之后拼接r位校验码
• 海明校验码：可检错，也可纠错。记住位数即可。