计算机组成与体系结构知识点一

数据的表示
1、如果浮点数的阶码用R位的移码表示，尾数用M位的补码表示，则这种浮点数的数值范围为：

最大范围
最小范围
2、浮点数的阶码长度 决定浮点数的 范围，尾数 决定浮点数 精度

计算机系统
计算机系统是一个硬件和软件的综合体，可以把它看作是按功能划分的多级层次结构，如图所示。这种结构的划分，有利于正确理解计算机系统的工作过程，明确软件、硬件在系统中的地位和作用。

计算机系统

计算机系统的多级层次结构
（1）硬联逻辑级。这是计算机的内核，由门、触发器等逻辑电路组成。
（2）微程序级。这一级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般直接由硬件执行。
（3）传统机器级。这一级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。
（4）操作系统级。从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另一方面它又是传统机器的延伸。
（5）汇编语言级。这一级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序称为汇编程序。
（6）高级语言级。这一级的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成高级语言翻译的工作。
（7）应用语言级。这一级是为了使计算机满足某种用途而专门设计的，因此，这一级的机器语言就是各种面向问题的应用语言。

计算机系统分类
单指令流单数据流（SISD）
单指令流多数据流（SIMD）
多指令流单数据流（MISD）
多指令流多数据流（MIMD）

复杂指令集（CISC）与精简指令集（RISC）特点
CISC特点：
1、指令数量多，使用频率差别大，可变长格式
2、寻址方式多样
3、实现方式采用微程序控制技术
4、研制周期时间长
RISC特点：
1、指令数据少，使用频率差别小，定长格式，采用单周期指令，操作寄存器
2、寻址方式少
3、实现方式采用通用寄存器，硬布线逻辑控制为主，适合采用流水线
4、优化编译，有效支持高级语言

CISC和RISC的区别
1、指令系统：RISC采用多指令组合来实现指令操作的简便性，但是在效率上较低，但是可以采用流水线技术和超标量技术加以改进来弥补SISC执行上的效率问题。而CISC的指令数量较多，有专用的指令来完成特定的功能，所以在执行效率上较高
2、存储器操作：RISC对存储器操作有限制，使得控制简单话，而CISC则是大量使用操作来执行指令，所以操作比较直接
3、程序：RISC需要大量内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计而CISC不需要太多的内存空间，使用汇编语言程序编程相对简单，并且在科学计算及复杂操作的程序设计相对容易，效率较高
4、中断：RISC的中断可以在执行的过程中找到适合的地方进行中断而CISC是需要执行完一个指令后才可以中断
5、CPU：RISC使用较少的单元电路而CISC则是采用较多的单元电路
6、设计周期：RISC微处理器结构简单，布局紧凑设计周期短而CISC微处理器结构复杂，设计周期比较长
7、用户使用：RISC微处理器简单、指令规整、用户容易掌握而CISC微处理器复制，功能多，所以在掌握上比较困难
8、应用范围：RISC适合于专用机，CISC更适合于通用机