一、cpu的基本功能和结构

1. 基本组成：pc，IR，mar，mdr，psw，通用寄存器。

2. 功能：指令控制，时间控制，操作控制，数据加工，中断处理。

二、指令执行过程：

1. 取指微操作：

①　PC--->MAR;

②　l--->R;

③　M(MAR)--->MDR;

④　MDR--->IR;

⑤　OP(IR)--->CU;

⑥　(PC)+1--->PC;

2. 间指微操作

①　Ad（IR）--->MAR;

②　L--->R;

③　M(MAR)--->MDR;

3. 执行

4. 中断微操作：假设采用硬件向量中断服务程序入口地址，并用堆栈保护程序断点（假设进栈操作是先修改指针，后存放数据）

①　（SP）-1--->MAR;

②　L--->W

③　PC--->MDR

④　MDR--->M(MAR);

⑤　向量地址---->PC

⑥　由硬件中断向量允许触发器EINT为0；（关中断）

三、数据通路的功能和基本结构

1. CPU内部总线方式

2. 专用通路方式

四、控制器的功能以及工作原理

1. 时序控制方式：同步控制方式（采用完全统一的机器节拍，采用不同节拍的机器周期，中央控制和局部控制方式）、异步控制方式和联合控制方式。

2. 控制器：硬布线控制器和微操作指令控制器。

3. 微指令的编码方式：直接编码，字段直接编码，字段混合编码。

五、指令流水线

1. 指令流水线的基本概念：改变各条指令按照顺序执行的规则，使机器在执行上一条指令的同时，取出下一条指令。

2. 影响流水线的因素：结构相关，数据相关，程序相关。

3. 超标量和动态流水线技术：超标量，超流水，超长指令字，动态流水线。

1. 指令格式

1) 指令的基本格式：操作码，地址码（寻址方式和形式地址）

2) 定长操作码

3) 扩展操作码

2. 指令的寻址方式

1) 立即寻址

2) 直接寻址

3) 隐含寻址（隐含寻址的操作数含在操作码中）

4) 间接寻址

5) 寄存器寻址

6) 寄存器间接寻址

7) 基址寻址：基址寄存器可以用专用的基址寄存器，也可以采用通用的寄存器，基址寄存器的内容由操作系统和管理程序确定，操作过程中，形式地址可变，基址不变。

8) 变址寻址：变址寄存器可以是专用的变址寄存器，也可以是通用的寄存器。在程序的执行过程中，变址寄存器可变，形式地址不变，便于处理数组问题。

9) 相对寻址：由PC和形式地址A给出，特点是A的位数决定操作数的寻址范围，便于程序的浮动，广泛用于转移类指令。

3. CISC和RISC的区别

RISC的主要特点是：

1) 选取使用频度较高的简单指令，复杂指令的功能由简单指令符合而成。

2) 指令长度固定，种类少，寻址方式少。

3) 只有LOAD和STORE指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间。

4) CPU中有多个通用寄存器。

5) 控制器采用组合逻辑控制。

6) 采用流水技术，大部分指令在一个时钟周期内完成。

7) 采用优化的编译程序。

1. 存储器的分类：

1) 按照存取方式，存储器可以分为随机存取存储器，串行存储器，只读存储器。

2) U盘属于随机存储器

3) RAM和ROM属于随机存储器

4) 磁盘属于部分串行存储器。

5) 存储单元是最小的可以独立寻址的单元。

2. 存储器的层次结构

1) 程序的局部性原理

2) 多级结构或者三级结构

3) 分层是为了解决存储容量，存储速度和价格之间的矛盾。

3. 半导体随机存取存储器：（控制电路OE，CE，WE），刷新方式，比较

1) SRAM和DRAM存储器原理

①　读出原理：SRAM为触发器，DRAM为电容

②　破坏性读出：SRAM非，DRAM是

③　需要刷新：SRAM否，DRAM是（集中式，分散式，异步式）

④　送行列地址：SRAM是，DRAM分两次送入

⑤　运行速度：SRAM快，DRAM慢

⑥　集成度：SRAM低，DRAM高

⑦　发热量：SRAM大，DRAM小

⑧　存储成本：SRAM大，DRAM小，

2) 可编程的ROM（分两种，一种是可编程，另外一种是不能编程的）

①　掩模ROM（MROM）：生产芯片时，一次写入

②　一次可编程ROM（PROM）：熔丝烧断，写入

③　可擦除ROM（EPROM）：紫外线，浮动栅泄漏电荷（擦除所有信息，不是随机存取存储器）

④　电可擦除可编程RO（EEPROM）：电擦除（可擦出固定的一位，是随机存取存储器）

⑤　快擦除读写存储器（Flash Memory）：电擦除

信息不能更改：MROM，PROM

信息可以更改：EPROM（全部擦除，重新写入），EEPROM（对特定位写入），Flash（可以按照字节，区块，页面进行擦除和写入）；

4. 主存储器与cpu 的链接

1) 地址线，控制线，数据线

2) 容量->逆权展开二进制->地址线先条数（A0---An）

5. 双口RAM与多模块存储器

1) 双口RAM，拥有两个独立的读写电路，当同时访问同一内存单元时，发生冲突。

2) 多模块交叉存储器

①　高位交叉存储器（顺序存储器）高位作为体号，地位为内部地址

②　低位交叉存储器：可以实现流水线作业。（地位作为体号，高位为内部地址）

6. 高速缓冲存储器

1) Cache的工作原理

①　程序访问的局部性原理

②　Cpu访问主存，有命中和不命中两种情况

2) Cache和主存的映射方式

3) Cache和主存的替换算法

4) Cache写策略

7. 虚拟存储器

1) 虚拟存储器的概念

2) 页式虚拟存储器

3) 段式虚拟存储器

4) 段页式虚拟存储器

5) TLB快表：慢表是通过地址访问的；TLB相联存储器是通过内容访问的。