【程序员基础必备】计算机组成原理概念大全

计算机组成原理是大学中的专业必修课，也是程序员需要掌握的专业知识。如果你想深入了解一台计算机，甚至是自己设计一台计算机，体系结构是必不可少的一门课程，而组成原理是计算机体系结构入门的版本。所以说计算机组成原理是非常重要的一门课程，本文总结了五十个组原中的重要概念，供大家学习。

计算机系统：计算机系统包括硬件和软件。

主机：主机包括运算器、控制器和存储器。

机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。

存储容量：包括主存容量和辅容量，是存放二进制代码的总位数。

指令字长：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数。

存储字长：存储字长是指存储单元中存放二进制代码的总位数。

总线：是指连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。

系统总线：是指CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线。按传输内容的不同，又分为数据总线、地址总线和控制总线。

通信总线：是指连接计算机系统之间或计算机系统与其它系统之间的信息传输线。

总线主设备：是指获得总线控制权的设备。

总线从设备：是指被主设备访问的设备，只能响应从主设备发来的各种总线命令。·

总线仲裁：即总线判优，主要解决多个主设备申请占用总线时，由总线控制器仲裁出优先级别最高的设备，允许其占用总线。

什么是总线判优？为什么需要总线判优？总线判优就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时，通过总线控制线，按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占用总线。因为总线传输的特点就是在某一时刻，只允许一个部件向总线发送信息，如果有两个以上的部件同时向总线发送信息，势必导致信号冲突传输无效，顾需用判优来解决。

什么是总线通信控制？为什么需要总线通信控制？总线通信主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调配合。因为总线是众多部件共享的，在传送时间上只能用分时方式来解决，所以通信双方必须按某种约定的方式进行通信。

异步通信与同步通信的主要区别是什么？同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，总线上的所有设备按统一的时序、统一的传输周期进行信息传输，通信双方按约定好的时序联络;后者没有公共时钟，没有固定的传输周期，采用应答方式通信,具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系:半互锁方式通信双方有简单的制约关系;全互锁方式通信双方有完全的制约关系。其中全互锁通信可靠性最高。

总线宽度：通常指数据总线的根数。

总线带宽：总线的数据传输率，指单位时间内总线上传输数据的根数。

总线复用：指同一条信号线可以分时传输不同的信号。

总线传输周期：总线周期通常指的是CPU完成一次访问MEM或I/O端口操作所需要的时间。

异步通信中请求与回答有哪几种互锁关系？不互锁、半互锁、全互锁

主存：主存又称为内存，直接与CPU交换信息。

辅存：辅存可作为主存的后备存储器，不直接与CPU交换信息，容量比主存大，速度比主存慢。

缓存：缓存是为了解决主存和CPU的速度匹配，提高访存速度的一种存储器。

控存：控存是微程序控制器中用来存放微指令的存储器，通常由应比主存更快。

虚存：虚存是为了解决扩大主存容量和地址分配问题，把主存和辅存统一成一个整体。

RAM：RAM是随机存取存储器，在程序的执行过程中既可以读出信息又可以写入信息。

ROM：ROM是只读存储器，在程序执行过程中只能读出信息，不能写入信息。

PROM:PROM即可一次性编程的只读存储器。

EPROM:EPROM即可擦洗的只读存储器，利用紫外线抹去原有信息，可多次编程。

EEPROM:EEPROM即电可改型只读存储器，可多次编程。

读时间：读时间是从CPU给出地址信号到被选单元的内容读到数据线上的这段时间，读周期大于读时间。

读周期：读周期是存储器进行连续两次读操作的最小间隔时间。

写时间：写时间是从CPU给出地址信号后，将数据线上的信息写入被选单元中所需的时间，写周期大于写时间。

写周期：写周期是存储器进行连续两次写操作的最小时间间隔。

存取周期：存取周期是存储器进行连续、独立的操作之间所需的最小间隔时间。

存取时间：存取时间分为读时间和写时间。

存储容量:存储容量是存储器存放二进制代码的总数量。

存储元:存储元即存储一位二进制代码的基本单元电路。

存储单元地址：存储单元由若干个存储元组成，用来存放多位二进制代码。许多存储单元组成存储器。为了便于访问存储器的任一单元，对每一个存储单元按一定顺序给予一个地址编号，称为存储单元地址。

存储字：存储单元中二进制代码的组合即为存储字。

存储字长：存储单元中二进制代码的位数成为存储字长。

什么是刷新？动态RAM靠电容存储电荷原理存储信息，电容上的电荷要放电，信息既丢失。为了维持所存信息，需在一定时间内，将所存信息读出再重新写入，这一过程称为刷新。刷新是一行一行进行的，由CPU自动完成。刷新通常可分为集中刷新、分散刷新和异步刷新。

什么是通道？通道的基本功能是什么? 通道是一个具有特殊功能的处理器，它有自己的指令和程序，专门负责数据输入输出的传输控制。通道受CPU的I/O指令启动、停止或改变其工作状态。通道的基本功能是按I/O指令要求启动I/O设备，执行通道指令，组织I/O设备或主存进行数据传输，向CPU报告中断。

I/O编址方式有几种？各有何特点？I/I编址方式有两种：统一编址和不统一编制（单独编址）。所谓统一编址既在主存地址空间划出一定的范围作为I/O地址，这样通过访存指令即可实现对I/O的访问。所谓不统一编址即I/O和主存的地址是分开的，I/O地址不占主存空间，故这种编址不影响主存容量，但访问I/O时必须有专用的I/O指令。

通道指令：通道指令又叫通道控制字，它是通道用于执行I/O操作的指令，他可以由管理程序存放在主存的任何地方，由通道主存取出并执行。

通道程序：通道程序由通道指令组成，他完成某种外围设备与主存传送信息的操作。

周期挪用：周期挪用即在 DMA传送方式中，当I/O设备没有DMA请求时，CPU按程序的要求访问主存，一旦I/O设备有 DMA 请求并与CPU访存发生冲突时,CPU 要暂停一个存取周期访存，把总线控制权让给DMA.这就好比I/O设备挪用了CPU的访存周期，故称周期挪用或周期窃取。

什么是向量地址？何时形成向量地址？向量地址是存放服务程序入口地址的存储单元地址，它由硬件形成。当有中断请求并且排队选中时，通过由组合逻辑电路组成的向量地址形成部件可形成向量地址。

什么是关中断？关中断有什么意义？在CPU中有一个允许中断触发器，当其为“1”状态时，允许CPU响应中断，当其为“0”状态时，CPU不能响应中断。使允许中断触发器置“0”即为关中断，意味着不允许CPU响应任何中断。

多重中断：如果CPU在执行某一中断服务程序过程中，又遇到了新的更高级的中断请求，CPU暂停原中断的处理，而转去处理新的中断，待处理完毕后，再返回继续处理原来的中断，这种中断称为多重中断，也称中断嵌套。

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