计算机组成原理总复习（一）.pptVIP

* 组相联映射方式 前两者的组合 CACHE分组，组间采用直接映射方式，组内采用全相联的映射方式 CACHE分组U，组内容量V 映射方法（一对多） Q= J MOD U 主存第J块内容拷贝到CACHE的Q组中的某行 地址变换 设主存地址X，看是不是在CACHE中， 先Y= X MOD U，则在Y组中一次查找 * 组相联映射方式 * 组相联映射方式 标记 8位 组号4位 字号 7位 例：一个组相联Cache由64个行组成，每组4行。主存储器包含4K个块，每块128字。请表示内存地址的格式。 解：块大小=行大小=2w个字=128=27 w=7 每组的行数=k=4 Cache的行数=kv=K x 2d=4 x 2d=64 d=4 组数v=2d=24=16 主存的块数=2s=4K=212 s=12 标记大小（s-d）位=12-4=8 主存地址长度 （s+w）=19位 主存地址单元数 2s+w=219 * 组相联映射方式 例：一个两路组相联CACHE总共8K字节，每行16个字节。主存64M字节，按字节寻址。给出内存地址的格式。 标记 14位 组号8位 字号 4位 解：主存64M，地址总线是26位。 每行16个字节，也就是每个数据块16个字节，2的4 次方等于16。 块大小=行大小=2w个字节=16=24 w=4 Cache中的组数=k=8k/（16x2）=256=28 标记大小（s-d）位=26-8-4=14 * 第四章 指令系统 * 2、指令系统基本概念 指令：就是要计算机执行某种操作的命令。从计算机组成的层次结构来说，计算机的指令有微指令、机器指令和宏指令之分。 微指令是微程序级的命令，它属于硬件:是控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令的。 宏指令：由若干条机器指令组成的软件指令，它属于软件； 机器指令：介于微指令与宏指令之间，通常简称为指令，每一条指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。 本章所讨论的指令，是机器指令。 * 2、指令系统基本概念 一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。 指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构，而且也直接影响到系统软件，影响到机器的适用范围。 * 指令系统的发展与性能要求 3、发展情况 复杂指令系统计算机，简称CISC。但是如此庞大的指令系统不但使计算机的研制周期变长，难以保证正确性，不易调试维护，而且由于采用了大量使用频率很低的复杂指令而造成硬件资源浪费。 精简指令系统计算机：简称RISC，人们又提出了便于VLSI（超大规模集成电路）技术实现的精简指令系统计算机。 * 指令系统的发展与性能要求 4、为什么会出现CISC到RISC的转变 2/8规则 （最常用的简单指令仅占指令总数的20%，但在程序中出现的频率却占80% ） 控制器设计难度下降 * 指令格式 所以指令格式包括两个方面： 操作码字段 地址码字段 规定了指令所具有的功能。 指令所要处理的数据。常以数据所在存储单元的地址形式给出。也称 “指令地址码”。 * 根据一条指令中有几个操作数地址，可将该指令称为几操作数指令或几地址指令。 三地址指令 二地址指令 单地址指令 零地址指令 操作码（4位）Ａ1（6位） 操作码（4位）Ａ1（6位） Ａ2（6位） 操作码（4位）Ａ1（6位） Ａ2（6位） 操作码 A3（6位） 指令格式 * 二地址指令根据操作数的物理位置分为： SS 存储器-存储器类型 RS 寄存器-存储器类型 RR 寄存器-寄存器类型 慢 指令格式 * 指令寻址 顺序寻址、跳跃寻址 数据寻址 隐含寻址 立即数寻址 直接寻址 间接寻址 寄存器寻址 寄存器间接寻址 基址寻址 变址寻址 堆栈寻址 相对寻址 段寻址方式 * * * * * * * * * * * * * * 补码加减法 补码减法  [X-Y]补=[X]补+[-Y]补 * 补码加减法 例 X=-0.1011,Y=0.0111，求X+Y。 [X]补=1.0101 [Y]补=0.0111 [X+Y]补=[X]补+[Y]补=1.0101+0.0111=1.1100 X+Y=-0.0100 * 溢出的检测 一、检测方法 1、双符号位法 Ｘ＝＋0.1100, Ｙ＝＋0.1000,求Ｘ＋Ｙ