微命令的编码方法（P151） 直接表示法：微指令的每一位代表一个微命令，不需要译码。 编码表示法：把一组相斥性的微命令信号组成一个小组(即一个字段)，然后通过小组(字段)译码器对每一个微命令信号进行译码，译码输出作为操作控制信号。 混合表示法：把直接表示法与字段编码表示法混合使用，以便能综合考虑微指令字长、灵活性、速度等方面的要求。 微指令格式（P153）

水平型微指令：是指一次能定义并能并行执行多个微命令的微指令。

垂直型微指令：微指令中设置微操作码字段，采用微操作码编译法，由微操作码规定微指令的功能，称为垂直型微指令。垂直型微指令的结构类似于机器指令的结构。 硬连线控制器（P155） 基本思想：通过逻辑电路直接连线而产生的，又称为组合逻辑控制方式。这种逻辑电路是一种由门电路和触发器构成的复杂树形逻辑网络。

三个输入：来自指令操作码译码器的输出；来自执行部件的反馈信息；来自时序产生器的时序信号，包括节拍电位信号M和节拍脉冲信号T。

一个输出：微操作控制信号

硬布线控制器的基本原理：某一微操作控制信号C用一个逻辑函数来表达。 并行处理技术（P161） 并行性的概念：问题中具有可以同时进行运算或操作的特性。

时间并行：让多个处理过程在时间上相互错开，轮流使用同一套硬件设备的各个部件，以加快硬件周转而赢得速度，实现方式就是采用流水处理部件。

空间并行：以数量取胜。它能真正的体现同时性

时间+空间并行：综合应用。Pentium中采用了超标量流水线技术。 流水线的分类（P163）

指令流水线：指指令步骤的并行。将指令流的处理过程划分为取指令、译码、取操作数、执行、写回等几个并行处理的过程段。

算术流水线：指运算操作步骤的并行。如流水加法器、流水乘法器、流水除法器等。 处理机流水线：是指程序步骤的并行。由一串级联的处理机构成流水线的各个过程段，每台处理机负责某一特定的任务。 流水线中的主要问题（P164）

资源相关：指多条指令进入流水线后在同一机器时钟周期内争用一个功能部件所发生的冲突。

数据相关：在一个程序中，如果必须等前一条指令执行完毕后，才能执行后一条指令。解决数据相关冲突的办法：为了解决数据相关冲突，流水CPU的运算器中特意设置若干运算结果缓冲寄存器，暂时保留运算结果，以便于后继指令直接使用，称为“向前”或定向传送技术。

控制相关：由转移指令引起的。解决控制相关冲突的办法：延迟转移法、转移预测法。 例题（P165）

第六章 总线系统

总线的概念（P184）

总线是构成计算机系统的互联机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。

总线的分类（P184）

内部总线——CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线。

系统总线——CPU和计算机系统中其他高速功能部件相互连接的总线。按系统传输信息的不同，又可分为三类：数据总线，地址总线和控制总线。

I/O总线——中、低速I/O设备之间互相连接的总线。 总线性能指标（P185）

总线宽度：指数据总线的根数。

寻址能力：取决于地址总线的根数。PCI总线的地址总线为32位，寻址能力达4GB。 传输率：也称为总线带宽，是衡量总线性能的重要指标。 例题（P193）

总线上信息传送方式（P190）

串行传送：使用一条传输线，采用脉冲传送（有脉冲为1，无脉冲为0）。连续几个无脉冲的处理方法：位时间。

并行传送：每一数据位需要一条传输线，一般采用电位传送（电位高为1，电位低为0）。 分时传送：总线复用、共享总线的部件分时使用总线。 总线接口（P192）

I/O接口，也叫适配器，和CPU数据的交换一定是并行的方式，和外设数据的交换可以是并行的，也可以是串行的。 总线的仲裁（P193）

集中式仲裁：有统一的总线仲裁器。

链式查询方式、计数器定时查询方式、独立请求方式（P193—195） 分布式仲裁：不需要中央仲裁器，每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁器和仲裁号。（P195）

总线的定时（P196）

同步定时：事件出现在总线上的时刻由总线时钟信号来确定。 异步定时：后一事件出现在总线上的时刻取决于前一事件的出现，即建立在应答式或互锁机制基础上。 PCI总线（P200）

PCI：外围设备互连，PCI总线：连接各种高速的PCI设备。PCI是一个与处理器无关的高速外围总线，又是至关重要的层间总线。它采用同步时序协议和集中式仲裁策略，并具有自动配置能力。PCI总线支持无限的猝发式传送。即插即用。

第七章 外围设备

外围设备的定义和分类（P209）

除了CPU和主存外，计算机系统的每一部分都可作为一个外围设备来看待。外围设备可分为输入设备、输出设备、外存设备、数据通信设备和过程控制设备几大类。 磁记录原理（P210）

计算机的外存储器又称磁表面存储设备。所谓磁表面存储，是用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作载磁体来存储信息。磁盘存储器、磁带存储器均属于磁表面存储器。

磁性材料上呈现剩磁状态的地方形成了一个磁化元或存储元，是记录一个二进制信息位的最小单位。

磁表面存储器的读写原理（P211）

在磁表面存储器中，利用一种称为磁头的装置来形成和判别磁层中的不同磁化状态。通

过电-磁变换，利用磁头写线圈中的脉冲电流，可把一位二进制代码转换成载磁体存储元的不同剩磁状态；通过磁-电变换，利用磁头读出线圈，可将由存储元的不同剩磁状态表示的二进制代码转换成电信号输出。 磁盘的组成和分类（P213）

硬磁盘是指记录介质为硬质圆形盘片的磁表面存储设备。 它主要由磁记录介质、磁盘控制器、磁盘驱动器三大部分组成。

温彻斯特磁盘简称温盘，是一种采用先进技术研制的可移动磁头固定盘片的磁盘机。它是一种密封组合式的硬磁盘，即磁头、盘片、电机等驱动部件乃至读写电路等 组装成一个不可随意拆卸的整体。

磁盘上信息的分布（P215）

记录面、磁道、扇区（P215） 磁道编号（P215）

磁盘地址由记录面号（也称磁头号）、磁道号和扇区号三部分组成。 磁盘存储器的技术指标（P216）

存储密度：存储密度分道密度、位密度和面密度。

道密度：沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数，单位道/英寸。

位密度：磁道单位长度上能记录的二进制代码位数，单位为位/英寸。 面密度：位密度和道密度的乘积，单位为位/平方英寸。 平均存储时间=寻道时间+等待时间+数据传送时间（P216） 数据传输率（P217） 例题（P217） 磁盘cache（P218）

磁盘cache是为了弥补慢速磁盘和主存之间速度上的差异。 磁盘阵列RAID（P218）

RAID：独立磁盘冗余阵列（廉价冗余磁盘阵列），或简称磁盘阵列。简单的说， RAID 是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术。

组成磁盘阵列的不同方式成为 RAID 级别。RAID 0 提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取， 这样，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。

第八章 输入输出系统

外围设备的速度分级（P236）

在CPU和外设之间数据传送时加以定时：

速度极慢或简单的外设 ：CPU只需要接受或者发送数据即可。 慢速或者中速的设备 ：可以采用异步定时的方式。 高速外设 ：采用同步定时方式。 I/O和主机信息交换方式（P237）

程序查询方式、程序中断方式、直接内存访问（DMA）方式、通道方式 程序查询方式（P239）

数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制。当需要输入/输出时，CPU暂停执行主程序，转去执行设备输入/输出的服务程序，根据服务程序中的I/O指令进行数

据传送。

这是一种最简单、最经济的输入/输出方式，只需要很少的硬件。但由于外围设备动作很慢，程序进入查询循环时将浪费CPU时间。 中断的概念（P242）

中断是指CPU暂时中止现行程序，转去处理随机发生的紧急事件，处理完后自动返回原程序的功能和技术。

程序中断方式的原理（P242）

在程序中断方式中，某一外设的数据准备就绪后，它“主动”向CPU发出请求中断的信号，请求CPU暂时中断目前正在执行的程序而进行数据交换。当CPU响应这个中断时，便暂停运行主程序，并自动转移到该设备的中断服务程序。当中断服务程序结束以后，CPU又回到原来的主程序。

中断处理过程中的几个问题（P243）

CPU只有在当前一条指令执行完毕后，即转入公操作时才受理设备的中断请求。 保存现场（P243） 中断屏蔽（P243） 中断处理过程（P243） 单级中断和多级中断（P245）

单级中断系统中，所有的中断源都属于同一级，所有中断源触发器排成一行，其优先次序是离CPU近的优先权高。 当响应某一中断请求时，执行该中断源的中断服务程序。在此过程中，不允许其他中断源再打断中断服务程序，既使优先权比它高的中断源也不能再打断。

多级中断系统是指计算机系统中有相当多的中断源，根据各中断事件的轻重缓急程度不同而分成若干级别，每一中断级分配给一个优先权。优先权高的中断级可以打断优先权低的中断服务程序，以程序嵌套方式工作。

一维多级中断是指每一级中断里只有一个中断源， 二维多级中断是指每一级中断里又有多个中断源。 DMA的基本概念（P253）

直接内存访问(DMA)是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。在这种方式中，DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制，数据交换不经过CPU，而直接在内存和I/O设备之间进行。DMA方式一般用于高速传送成组数据。

DMA方式的优点（P253） DMA能执行的一些操作（P254）

从外围设备发出DMA请求；CPU响应请求，把CPU工作改成DMA操作方式，DMA控制器从CPU接管总线的控制；由DMA控制器对内存寻址，即决定数据传送的内存单元地址及数据传送个数的计数，并执行数据传送的操作；发中断，向CPU报告DMA操作的结束。

DMA传送方式（P254）

停止CPU访问内存、周期挪用、DMA与CPU交替访内（P254） DMA数据传送过程（P257）

传送前预处理；正式传送；传送后处理。（P257） 通道的基本概念（P261）

通道是一个特殊功能的处理器，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，而CPU将“传输控制”的功能下放给通道后只负责“数据处理”功能。这样，通道与CPU分时使用内存，实现了CPU内部运算与I/O设备的平行工作。 通道的功能（P253）