计算机体系结构期末复习概览：核心概念与实例解析

计算机体系结构期末复习资料涵盖了计算机系统的基本组成、硬件与软件的等效性、冯诺依曼体系结构的详细解析以及技术发展的里程碑。主要内容包括： 1. **计算机组成部分**：计算机通常由处理器、存储器和输入/输出（I/O）设备构成，这三个部分是计算机功能的基础。处理器负责执行指令，存储器分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，分别用于临时存储数据和长期存储程序。 2. **硬件软件等效性**：强调了硬件和软件设计的相互转化能力，即任何硬件功能都可以通过软件实现，反之亦然。这反映了现代计算机设计的灵活性和兼容性。 3. **冯诺依曼体系结构**：以中央处理器为核心，包括控制单元、算术逻辑单元、寄存器、程序计数器、I/O设备和主存。这个架构的特点是具有存储系统，能存储指令和数据，使用单一数据和地址总线，采用分时工作模式。 4. **摩尔定律**：阐述了集成电路的发展趋势，预测了集成度的持续提升，对芯片设计和性能提升有着重要影响。 5. **不同规模集成电路**：区分了从小规模集成电路(SSI)到超大规模集成电路(VSI)的等级，这些不同级别的集成电路在处理能力和复杂性上有所差异。 6. **冯诺依曼结构与早期结构对比**：冯诺依曼结构相较于早期设计，显著改进在于引入了存储系统，使得指令和数据分开存储，提升了系统的效率。 7. **Fetch-decode-execute工作原理**：描述了处理器执行指令的三个步骤，即从内存获取指令、解码指令并执行，涉及到控制单元、程序计数器、ALU等关键组件的作用。 8. **CPU与数据通道、控制单元的关系**：CPU负责指令的处理，数据通道负责数据操作，而控制单元则协调和调度整个系统的工作流程。 9. **总线系统**：总线是连接各个子系统的关键组件，包括数据总线、控制总线等，它们通过时钟控制传输时间和数据同步。 10. **中断系统**：中断是系统响应外部事件的一种机制，分为屏蔽中断和非屏蔽中断，后者优先级更高。总线仲裁方法如菊花链、集中式和分布式仲裁各有优缺点。 11. **同步与异步总线**：异步总线依赖于握手协议保证同步，而同步总线则按照预设的时钟脉冲顺序进行操作。 12. **地址总线**：数据控制地址总线分别负责数据、控制信号和地址信息的传输，是数据通信的重要组成部分。 这些知识点概述了计算机体系结构的核心概念和关键技术，对于期末复习备考具有重要的参考价值。