第一課時(shí),操作碼指明白操作類型,地址碼指明白對(duì)哪兩個(gè)數(shù)進(jìn)展操作。2、CPUCPU的主頻。能特性。由指令系統(tǒng)所規(guī)定的全部屬性,所以也稱指令集體系構(gòu)造。,以及如何最正確地實(shí)現(xiàn)安排給硬件的功能。?4、計(jì)算機(jī)組織::計(jì)算機(jī)主要部件的類型、數(shù)量、組成方式、掌握方式和信息流淌方式以及相互連接而構(gòu)成的而系統(tǒng)。,數(shù)據(jù)的存取、傳送和加工處理。數(shù)據(jù)流和指令流的掌握方式根本運(yùn)算的算法例如:如何實(shí)現(xiàn)乘法指令?5計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn):計(jì)算機(jī)功能的物理實(shí)現(xiàn)。6、加法指令執(zhí)行速度,而其他指令的執(zhí)行時(shí)間也大體與加法指令相當(dāng)。7、CPI,執(zhí)行一條指令所需時(shí)鐘周期數(shù),是主頻的倒數(shù)。8、等效指令速度法,而且也能存放指令,兩者在形式上沒有區(qū)分,但計(jì)算機(jī)應(yīng)能區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)還是指令。有時(shí)我們說某個(gè)特定的功能是由硬件實(shí)現(xiàn)的,但并不是說不要編寫程序,如乘,但要啟動(dòng)這個(gè)硬件(乘法器工作,必需先執(zhí)行程序中的乘法指令。指令譯碼器是譯指令的操作碼。而是在讀出之前就知道將要讀的信息是數(shù)據(jù)還是指令了,站在某一類用戶的角度,假設(shè)感覺不到某個(gè)事物或?qū)傩缘拇嬖?即“看”不到某個(gè)事物或?qū)傩?則稱為“對(duì)xxxx用戶而言,某個(gè)事物或?qū)傩允峭噶恋摹薄３绦蛘莆掌?(PC是執(zhí)行指令的機(jī)器。機(jī)器字長(zhǎng)CPU中在同一時(shí)間內(nèi)一次能夠處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù),CPU中數(shù)據(jù)通路的位數(shù)浮點(diǎn)運(yùn)算器的數(shù)據(jù)通路要寬得多。存單元的地址位數(shù)有關(guān),而地址計(jì)算是在定點(diǎn)運(yùn)算器中進(jìn)展的。1780x86系列中,16位。18、“存儲(chǔ)單元”指存儲(chǔ)器中具有一樣地址的假設(shè)干個(gè)存儲(chǔ)元件(或稱存儲(chǔ)元、存儲(chǔ)基元、記憶單元構(gòu)成的一個(gè)存儲(chǔ)單元中的二進(jìn)制代碼,其寬度等于一個(gè)編址單位的長(zhǎng)度,可以是8位、16位、32位等。現(xiàn)在,大多數(shù)計(jì)算機(jī)是按字節(jié)編址的,即:每一個(gè)字節(jié)(8位有一個(gè)地址,編址單位就是一個(gè)字節(jié),所以一個(gè)存儲(chǔ)單元的寬度(8位。由此可見,一個(gè)數(shù)據(jù)(如:32位整數(shù)、3264位浮點(diǎn)數(shù)等可能占多個(gè)存儲(chǔ)單元。一次從存儲(chǔ)器讀出或?qū)懭氲男畔⒁部赡苡卸鄠€(gè)存儲(chǔ)單元。19指令字長(zhǎng)”:指令的位數(shù)是一樣的,32位指令字。不定長(zhǎng)指令字機(jī)器的指令有長(zhǎng)有短,8的倍數(shù)。所以,一個(gè)指令字在存儲(chǔ)器中存放時(shí),可能占用多個(gè)存儲(chǔ)單元;從存儲(chǔ)器讀出并通過總線傳輸時(shí),可能分屢次進(jìn)展,20MAR為存儲(chǔ)器地址存放器:CPU之間的接口(8位有一個(gè)地址。編址單位就是一個(gè)字節(jié)所以一個(gè)存儲(chǔ)單元的寬度(8位存儲(chǔ)元件又叫存儲(chǔ)元,或存儲(chǔ)基元,記憶單元。,但是計(jì)算機(jī)內(nèi)部仍承受二進(jìn)制來表示信息的緣由:是由于二進(jìn)制有如下的優(yōu)點(diǎn):0/1兩個(gè)狀態(tài)易物理實(shí)現(xiàn),運(yùn)算規(guī)章簡(jiǎn)潔。工作牢靠也即:1+1=0,0+0=0;1+0=1,0+1=1C語言中的異或運(yùn)算符!!!,規(guī)律電路通常只有兩個(gè)狀態(tài),例如開關(guān)的接通與斷開,晶體管的飽和與截止。電壓電平的高與低。:二進(jìn)制運(yùn)算法則簡(jiǎn)潔:求積運(yùn)算法則只有三個(gè)。1*1=11*0=00*0=0二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算:0-0=0;1-1=00-1=11-0=1規(guī)律運(yùn)算0|0=00|1=11|0=11|1=1算術(shù)運(yùn)算會(huì)發(fā)生進(jìn)位和借位,而規(guī)律運(yùn)算則按位獨(dú)立進(jìn)展!2取余,0,然后倒排!!!十進(jìn)制小數(shù)化為二進(jìn)制小數(shù)。規(guī)章:乘2取整,直到小數(shù)局部為0,然后順排!為什么需要八進(jìn)制?2進(jìn)制太長(zhǎng)了,而使用八進(jìn)制保持了二進(jìn)制數(shù)的表達(dá)特點(diǎn)。原碼、反碼和補(bǔ)碼:,所用的字節(jié)就少多了,但是格式不同,需要轉(zhuǎn)換!位圖。變成數(shù)字量。第三章:系統(tǒng)總線!給出輸入輸出模塊地址和掌握信息。在某些狀況下DMA給出所訪問的掌握器要能對(duì)主存給出讀/寫掌握信息DMA掌握器:直接存儲(chǔ)器訪問。輸入輸出模塊:有兩種數(shù)據(jù),一種是內(nèi)部數(shù)據(jù)(CPU送來的,另一種是外部數(shù)據(jù)。(鍵盤、鼠標(biāo)送來的CPU只能取指令,而不能送出指令!I/O模塊將中斷懇求信號(hào)送CPU部件與部件之間的信息交換。我們把連接各部件的通路的集合稱為互連構(gòu)造,互連構(gòu)造有分散構(gòu)造和總線結(jié)構(gòu)地址總線地址線給出源數(shù)據(jù)或目的數(shù)據(jù)所在的主存單元或I/O端口的地址。地址線的寬度反映最大的尋址空間。但是也有些總線沒有單獨(dú)的地址線,地址信息通過數(shù)據(jù)線來傳送,這種狀況稱為數(shù)據(jù)/地址復(fù)用一條總線。時(shí)鐘:用于總線同步。復(fù)位:初始化全部設(shè)備。總線懇求:說明發(fā)出該懇求信號(hào)的設(shè)備要使用總線。總線允許:說明接收到該允許信號(hào)的設(shè)備可以使用總線。中斷答復(fù):說明某個(gè)中斷懇求已被承受。存儲(chǔ)器讀:從指定的主存單元中讀數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)總線上。:將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)寫到指定的主存單元中。I/O讀:I/O端口中讀數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)總線上。I/O端口中。傳輸確認(rèn):表示數(shù)據(jù)已被接收或已被送到總線上。串行總線:定義:在數(shù)據(jù)線上按位串行進(jìn)展傳輸,因此只需一根數(shù)據(jù)線,優(yōu)點(diǎn):線路本錢低,適合于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。用途:主要用于連接慢速設(shè)備,但近年也消滅了中高速串行總線。如:P1394,可傳輸多媒體信息波特率:每秒鐘通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù).也稱碼元傳輸速率,單位為位/秒(b/s。衡量并行總線速度的指標(biāo)是最大數(shù)據(jù)傳輸率或稱帶寬(MB/s。突發(fā)式數(shù)據(jù)傳送模式:,但是每個(gè)字的各個(gè)位之間又是并行的?？偩€的特性:1連線類型:電纜式、主板式、底板式2連線數(shù)量:串行和并行。二、電氣特性:總線的每一條信號(hào)線的信號(hào)傳遞方向、信號(hào)的有效電平范圍。:數(shù)據(jù)為雙向、地址為單(同向、掌握為單(異向三、功能特性:總線中每根傳輸線的功能。:總線中任一根傳輸線在什么時(shí)間內(nèi)有效,以及每根線產(chǎn)生的信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系。總線寬度:數(shù)據(jù)線的寬度(8位/16位/32位…信號(hào)線類型:專用信號(hào)線/復(fù)用信號(hào)線仲裁方法:集中式裁決/分布式裁決:同步通信/異步通信(一個(gè)設(shè)備在使用總線同另一個(gè)設(shè)備通信的過程中,是承受同步傳輸?shù)姆绞?還是異步傳輸?shù)姆绞?。事?wù)類型:總線所支持的各種數(shù)據(jù)傳輸類型和其他總線操作類型。(總線寬度/最大數(shù)據(jù)傳輸率:每秒鐘在總線上能傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)。例:33MHz,32位,132MB/s.一、ISA總線,又叫AT總線(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造(164KI/O地址空間、16M主存地址空間的尋址,15級(jí)硬中斷、7級(jí)DMA通道。8種總線事務(wù)類型:存儲(chǔ)器讀、存儲(chǔ)器寫、I/O讀、I/O寫、中斷響應(yīng)、DMA響應(yīng)、存儲(chǔ)器刷、總線仲裁。(3是一種簡(jiǎn)潔的多主控總線(4數(shù)據(jù)線與地址線是分別的(58MHz,1616MB/s132位,2。即:CPUDMA掌握器等這些主存掌握設(shè)備(4G范圍的主存地址空間進(jìn)展訪問。數(shù)據(jù)線與地址線也是分別的。2133MHz,32位,64位。2、支持并發(fā)工作(PCI橋供給數(shù)據(jù)緩沖,CPU系統(tǒng)中的高速設(shè)PCI總線上,ISA、EISAI/O總線支持總線構(gòu)造1單總線構(gòu)造:I/O模塊之間的傳送都通過一組總線進(jìn)展。PDP-11DJS183機(jī)承受該構(gòu)造。全部傳送都共享一組總線,總線成為整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸12總線上掛2(a不分層次，多CPU(bI/OIOP治理I/O構(gòu)。IOPI/O3三總線〔a〕I/O和主存從系統(tǒng)總I/O總線。而在主存和高速的DMAI/ODMA〔b〕I/O設(shè)備-主存間的通信與處理器的活動(dòng)隔離開來。CPU和主存之間的通信要通過cache〕也即：局部總線〔CPUcache〕主存總線〔cache、擴(kuò)展總線接口〕擴(kuò)展總線〔I/O局部總線〔〕主存總線〔〕擴(kuò)展總線〔和擴(kuò)展總線接口〕〕cacheCPU4cache〔〕(通信掌握(1、主DMA〕〔〔〕2輸入輸出模塊〕〔〕〔線使用權(quán)的主控設(shè)備才能掌握總線。只有具有總線使用權(quán)的主控設(shè)備才能掌握總。如何進(jìn)展總線裁決？四?如何進(jìn)展總線裁決？線裁決有兩種方式：①總線裁決有兩種方式：集中式和分布式集中式：將掌握規(guī)律做在一個(gè)特地的總線掌握器或總線裁決器總線掌握器或總線裁決器中集中式：將掌握規(guī)律做在一個(gè)特地的總線掌握器或總線裁決器中，通過將全部的總線懇求集中起來利用一個(gè)特定的裁決算法進(jìn)展裁決。集中起來利用一個(gè)特定的裁決算法進(jìn)展裁決。分布式：沒有特地的總線掌握器，其掌握規(guī)律分散在各個(gè)部件或設(shè)備中。分布式：沒有特地的總線掌握器，其掌握規(guī)律分散在各個(gè)部件或設(shè)備中。線懇求信號(hào)：總線懇求線和總線和總線許可線?？偩€懇求信號(hào)線專用信號(hào)線復(fù)用〔信號(hào)線專用/信號(hào)線復(fù)用用數(shù)據(jù)線進(jìn)展總線懇求，這種狀況下，總線懇求信號(hào)線專用信號(hào)線復(fù)用〔如：用數(shù)據(jù)線進(jìn)展總線懇求，這種狀況下，總線裁決和數(shù)據(jù)傳輸不能重疊進(jìn)展。數(shù)據(jù)傳輸不能重疊進(jìn)展?！尝鄄脹Q方案應(yīng)在以下兩個(gè)因素間進(jìn)展平衡等級(jí)性 具有高優(yōu)先級(jí)的設(shè)備應(yīng)領(lǐng)先被效勞公正性 即使是具有最低優(yōu)先權(quán)的設(shè)備也不鏈查詢、計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢、獨(dú)立懇求(1菊花鏈查詢方式菊花鏈查詢方式根本思想：總線上有三根線用于總線掌握〔〕BG根本思想：總線上有三根線用于總線掌握〔BS-總線忙、BR-總線懇求、BG-總線允許〕BGBGBS信號(hào)，表示〔2〕〕BGBR送來的總線懇求信號(hào)后，在總線未被使用〔BS=0〕線懇求信號(hào)后，在總線未被使用〔〕BS0①簡(jiǎn)潔，只需幾根②①不能保證公正性，②花鏈的使用限制了總線速度?！并倜艚?，設(shè)備優(yōu)先級(jí)0〔〕查詢那樣敏感。②對(duì)電路故障不如菊花鏈查詢那樣敏感。缺點(diǎn)：增加一組設(shè)備①(需對(duì)設(shè)備號(hào)進(jìn)展譯碼比較②BRiBGi當(dāng)某個(gè)設(shè)備要求使用總線時(shí)，就通過對(duì)應(yīng)的總線懇求線將懇求信號(hào)送到總線掌握①②〔n表示允許掛接的log2n2n〕少用算法、先來先效勞算法〕〔〔如：最近最少用算法、先來先效勞算法〕等。掌握總線的作用：供給定時(shí)信號(hào)/12尋址階段：主控設(shè)備控設(shè)備送出要訪問的主存或設(shè)備的地址，同時(shí)送出有關(guān)命令(34完畢階〔規(guī)定在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)交換哪些信息