第1章 计算机硬件基础

1 考点精讲

1.1 CPU中的相关组件

1、程序计数器：是用于存放下一条指令所在单元的地址的地方。在程序执行前，必须将程序的起始地址，即程序的一条指令所在的内存单元地址送入程序计数器，当执行指令时，CPU将自动修改程序计数器的内容，即每执行一条指令程序计数器增加一个量，使其指向下一个待执行的指令。程序的转移等操作也是通过该寄存器来实现的。

2、地址寄存器：一般用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址，以方便对内存的读写操作。

3、累加器：是专门存放算术或逻辑运算的一个操作数和运算结果的寄存器。

1.2 CICS与RISC

1、复杂指令集计算机（CISC）的基本思想：

进一步增强原有指令的功能，用更为复杂的新指令取代原先由软件子程序完成的功能，实现软件功能的硬化，导致机器的指令系统越来越庞大而复杂。

2、精简指令集计算机（RISC）的基本思想：

通过减少指令总数和简化指令功能，降低硬件设计的复杂度，使指令能单周期执行，并通过优化编译，提高指令的执行速度，采用硬线控制逻辑，优化编译程序。

3、超流水线技术：

通过细化流水、增加级数和提高主频，使得在每个机器周期内能完成一个甚至两个浮点操作。其实质是以时间换取空间。

1.3 输入输出

1、内存与接口地址独立编制方式

内存地址和接口地址是完全独立的两个地址空间，它们是完全独立的并且是相互隔离的。访问数据时所使用的指令也完全不同，用于接口的指令只用于接口读写，其余的指令全都是用于内存的。因此，在编程序或读程序中很容易使用和辨认。

2、中断方式

由程序控制I/O的方法，其主要缺点在于CPU必须等待I/O系统完成数据传输任务，在此期间CPU需要定期地查询I/O系统的状态，以确认传输是否完成。因此整个系统的性能严重下降。

2 章节问答

请描述一下DMA的概念？

DMA：是指数据在内存与I/O设备间的直接成块传送，即在内存与I/O设备间传送一个数据块的过程中，不需要CPU的任何中间干涉，只需要CPU在过程开始启动时（即向设备发出“传送一块数据”的命令）与过程结束（CPU通过轮询或中断得知过程是否结束和下次操作是否准备就绪）时的处理。实际操作由DMA硬件直接执行完成，CPU在此传送过程中做别的事情。