冯诺依曼计算机与系统总线：核心知识点解析

"该文档是关于计算机组成原理的知识点摘要，涵盖了计算机组织与结构、系统总线、存储器、输入输出系统以及计算机运算方法等多个核心主题。" **1. 计算机组织与结构概述** - 冯诺依曼计算机的特点包括：采用二进制系统、数据和指令存储在同一个存储器中、中央处理器（CPU）、顺序执行指令、存储程序控制、数据和指令以相同的方式处理。 - 计算机系统的层次结构包括：微程序层、机器语言层、汇编语言层、操作系统层和用户层。 - 计算机硬件框图包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 - 机器字长是指CPU一次能处理的数据位数，存储容量则指计算机能存储的信息总量。 - 衡量运算速度的常用指标有MIPS（每秒百万条指令）、CPI（每条指令周期数）、FLOPS（每秒浮点运算次数）。 **2. 系统总线** - 总线分类通常包括数据总线、地址总线和控制总线。 - 地址总线分类包括数据地址总线、代码地址总线和基址地址总线。 - 系统总线按传输方向可分为单向总线、双向总线和多向总线。 - 总线特性包括带宽、频率、延迟、噪声容限等。 - 总线性能指标中的带宽定义为单位时间内总线能传输的最大数据量。 - 总线复用是指同一根总线在不同时间段内传输不同类型的数据。 - 常见的总线标准如PCI、ISA、EISA、USB等，其中USB是一种高速、通用的串行接口，广泛应用于外设连接。 **3. 存储器** - 存储器层次结构包括寄存器、Cache、主存、硬盘等。 - 半导体译码驱动方式主要有线选法和地址译码法。 - 静态RAM（SRAM）具有较快的读写速度但功耗较大，动态RAM（DRAM）则需要定期刷新以保持数据。 - 动态RAM刷新包括集中刷新、分散刷新和异步刷新，刷新间隔通常为几百毫秒。 - 可修改信息的ROM包括PROM、EPROM和EEPROM。 - 闪存（Flash Memory）是一种非易失性存储器，广泛用于固态硬盘和移动设备。 - 存储器扩展方法包括字扩展、位扩展和行列扩展。 - 汉明码用于数据校验，CRC码则结合译码和纠错功能。 **4. 输入输出系统** - I/O设备与主机信息传送的控制方式包括程序控制、中断、DMA、通道和直接存储器访问。 - 输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。 - 中断处理过程包括中断请求、中断响应、保存现场、中断处理和恢复现场。 - DMA与主存交互方法包括内存映射I/O、DMA控制器直接访问内存和I/O通道。 **5. 计算机运算方法** - 数的表示形式包括原码、反码、补码和移码，浮点数表示则包括阶码和尾数。 - 浮点数表示范围取决于其规格化形式和精度。 - 移位、加减、乘除运算涉及各种运算规则和算法，如Booth算法用于补码乘法优化。 以上是计算机组成原理的关键知识点概览，涵盖了从计算机的基本构造到高级功能的各个方面，对于理解和学习计算机系统具有重要意义。