计算机组成原理名词解释

计算机组成原理名词解释

第1章 概论

数字计算机：一种能存储程序，能自动、连续地对各种数字化信息进行处理的快速工

具。

硬件：指组成计算机系统的设备实体，如CPU、存储器、I/O设备等。

软件：泛指各类程序、文档等。

CPU：即中央处理器，是由运算器和控制器组成的计算机硬件系统的核心部件。

主存储器：位于主机内部，用来存放CPU需要使用的程序和数据的部件。

外存储器：位于主机外部，用来存放大量的需要联机保存、但CPU暂不使用的程序和

数据的部件。

外部设备：位于主机之外，与主机进行信息交换的输入设备或输出设备。

信息的数字化表示：包含两层含义，即用数字代码表示各种信息、用数字信号（电平、

脉冲）表示数字代码。

存储程序工作方式：事先编制程序，事先存储程序，自动、连续地执行程序。

模拟信号：在时间上连续变化的电信号，用信号的某些参数模拟信息。

数字信号：在时间上或空间上断续变化的电信号，依靠彼此离散的多位信号的组合表

示信息。

脉冲信号：在时间上离散的电信号，利用脉冲的有、无表示不同的状态。

电平信号：在空间上离散的电信号，利用信号电平的高、低表示不同的状态。

系统软件：为保证计算机系统能够良好运行而设置的基础软件。

应用软件：用户在各自的应用领域中为解决各类问题而编写的软件。

操作系统：负责管理和控制计算机系统的硬件资源、软件资源和运行的核心软件，为

用户提供软的开

发环境和运行环境。

语言处理程序：将源程序转换为目标程序的一类系统软件，包括各种解释程序、编译

程序、汇编程序。

物理机：指能够执行机器语言程序的实际计算机。

虚拟机：能通过配置软件，扩充机器功能后所形成的计算机。

总线：一组能为多个部件分时共享的公共的信息传送线路。

数据通路宽度：指数据总线一次能并行传送的数据位数。

数据传输率：指数据总线每秒传送的数据量。

接口：泛指两个部件的交接部分。

通道：能够执行专用的通道指令，用来管理I/O操作的控制部件。

字节：8位二进制代码称为1字节。

字长：一般指参加一次定点运算的操作数的位数。

第2章 计算机中的信息表示

位权：在r进位制的数中，每个数位的数码所表示的数值等于该数码乘以一个与它所

在数位相关的常

数，这个常数称为该位的位权，简称权。

基数：在进位制中，各数位允许选用的数码个数，称为该进位制的基数，等于该进位

制各数位所允许

的最大数码值加1。

真值：在数的绝对值之前配上正（+，通常可省略）、负（-）符号表示的数称为该数

的真值。例如，

用十进制数表示的真值159和-132，用二进制数表示的真值为1011、-1011。

机器数：在计算机内部使用的、连同数的符号一起数码化的数称为机器数。

原码：让数码序列的最高位为符号位（0表示正，1表示负），其余部分为数（真值）

的绝对值，这个

数码序列称为该数的原码表示。

补码：机器数的一种表示方法，如果数为正，则正数的补码与原码形式相同；如果数

为负，则负数的

补码是将负数原码除符号位不变外，其余各位取反，末位再加1。

定点数：在计算机中，小数点位置固定不变的数叫做定点数。

浮点数：小数点位置不固定，可随需要浮动的数称为浮点数。

规格化浮点数：指浮点数的尾数部分用带符号定点小数表示，R=2时，尾数的绝对值

满足1/2≤|M|＜1（即小数点后第一位不为零）的浮点数称为规格化浮点数。

ASCII码：美国信息交换标准码的英文全名的简称，与ISO646、GB—1988标准兼

容，是128个常用

字符的数码化表示，如字符A的ASCII码为1000001B。

机器指令：在计算机领域中，把用0，1代码序列表示的指令称为机器指令，是计算

机硬件能直接识

别和执行的指令。

指令系统：一台计算机所能执行的全部指令称为该机的指令系统或指令集合。

地址结构：指令的地址结构是指在指令中明确给出的地址。

显地址：在指令代码中明显给出的地址，如在指令中写明操作数的主存单元地址或寄

存器号，则这种

地址称为显地址。

隐地址：在指令中不明显给出地址码，地址以隐含方式约定，这种隐含约定的地址称

为隐地址。

寻址方式：指令中以什么方式提供操作数或操作数地址，称为寻址方式。

立即寻址：由指令直接给出操作数，在取出指令的同时也就取出了可以立即使用的操

作数，这种寻址

方式称为立即寻址。

直接寻址：由指令直接给出操作数地址，根据该地址可以从主存（或寄存器）中取出

操作数，或向主

存（或寄存器）写入数据，这种寻址方式称为直接寻址。

寄存器寻址：在指令中给出寄存器号，从该寄存器号所指的寄存器中取出操作数或将

数据传送到该寄

存器号所指的寄存器中。这种寻址方式实为寄存器直接寻址。

间接寻址：在指令中给出间址单元地址码（即操作数地址的存放单元地址），按照该地

址访问主存中

该间址单元，从中读取操作数地址，接着按操作数地址再次访问主存，从该单

元中读取或

向该单元写入操作数。

寄存器间址：由指令给出寄存器号，在该寄存器号所指定的寄存器中存放着操作数地

址，按此地址访

问主存，读取或写入操作数。

间址单元：在间接寻址方式中，存放操作数地址的主存编址单元称为间址单元。

变址寻址：在指令中的地址部分给出一个形式地址，并且指定一个寄存器作为变址寄

存器，将变址寄

存器的内容（称为变址量）与形式地址相加，得到操作数地址（称为有效地址）；

按有效

地址访问主存，从相应的主存单元中读得操作数或向该单元写入数据。

基址寻址：在指令中给出一个形式地址（作为位移量），并且指定一个寄存器作为基址

寄存器（该基

址寄存器内容作为基准地址）；将基址寄存器内容和形式地址相加，其和作为操

作数有效

地址；按有效地址访问主存，从该单元读取操作数或向该单元写入数据。

相对寻址：指用程序计数器PC的内容作为基准地址，指令中给出的形式地址作为位

移量的基址寻址

方式。

页面寻址：将程序计数器PC的高位段作为操作数有效地址的高位段，指令中给出的

形式地址作为操

作数有效地址的低位段，将这两部分拼接构成操作数有效地址，这种寻址方式

称为页面寻

址方式。

堆栈：一种按“后进先出”（或称“先进后出”）存取顺序进行存取的存储结构。

栈顶：堆栈是一个连续的存储区，其一端固定称为栈底，存放最先压入的数；堆栈的

另一端是浮动的，

称为栈顶，对堆栈的读写都是对栈顶单元进行的；对堆栈的寻址也就是对栈顶单元

的寻址，随

着堆栈操作的进行，栈顶位置也发生变化。

堆栈指针：指用于指向栈顶位置的寄存器SP，堆栈指针SP的内容是栈顶单元地址。

CISC：具有具有复杂指令集合的计算机称为CISC（Complex Instruction Set

Computer）。

RISC：采用精简指令系统的计算机称为RISC（Reduced Instruction Set Computer）。

算术移位：指对具有数值大小的数，将数码位置左、右移动，使其数值发生变化，但

数的符号位不变

的一类移位操作。

逻辑移位：指将（二进制）代码序列视为纯逻辑意义上的代码组合，只是将数码位置

循环移动或非循

环移动，使数码位置发生变化，但没有正负性质，也没有数值大小变化的问题。

第3章 CPU子系统

CPU：由运算器和控制器组成的计算机硬件系统的核心部件，即中央处理器。

运算器：在计算机中，用来对数据进行加工处理的部件。传统运算器包含输入逻辑、

算术逻辑运算部

件（ALU）、输出逻辑和一部分寄存器。

控制器：在计算机中，用来产生各种控制命令（微命令）、控制全机操作的部件。传统

控制器包含微

命令产生部件、时序系统和一部分寄存器。

通用寄存器：可由CPU编程访问，能实现多种功能的寄存器。例如，可提供操作数，

存放运算结果，

用作地址指针，作为变址寄存器、基址寄存器、计数器等。

暂存器：为避免破坏通用寄存器的内容，用来暂时存放某些中间结果的寄存器。

指令寄存器IR：用来存放现行指令的寄存器。当需要执行某条指令时，先将该指令从

存储器取出，

并存入IR中，再对IR的内容进行译码。

程序计数器PC：用来指示指令在存储器中存放位置的寄存器。PC的内容是指令所在

存储单元的地址，

取指后，PC内容增量计数，指向下一条指令的地址。

程序状态字PSW：用来记录现行程序的运行状态和指示程序工作方式的寄存器。

时序系统：用来产生时序信号（如周期、节拍、脉冲等）的部件，称为时序系统或时

序发生器，由一

个振荡器和一组计数分频器组成。

微命令：在计算机中，用来控制微操作（如逻辑门的开或关、寄存器的打入或清除等

操作）的控制命

令，也称为微操作控制信号。

组合逻辑控制：简单地讲，由硬连逻辑电路产生微命令的方式称为组合逻辑控制方式。

它的基本思想

如下：综合、化简产生微命令的条件，形成相应逻辑式，并用组合逻辑电

路实现；执

行指令时，由组合逻辑电路（微命令发生器）在相应时间发出所需微命令，

控制有关

操作。

微程序控制：简单地讲，由微指令译码产生微命令的方式称为微程序控制方式。其基

本思想如下：将

若干微命令编制成一条微指令，控制实现一步操作；将若干微指令组成一段

微程序，解

释执行一条机器指令；将微程序事先存放在控制存储器中，执行机器指令时

再取出。

数据通路结构：将有关部件连接起来，为这些部件之间的信息传送提供通路的硬件结

构。CPU内部或微型机内部的数据通路结构多采用总线结构。

同步控制：用统一发出的时序信号（周期、节拍、脉冲）控制各项操作的方式，称为

同步控制方式。

其特点是：有明显时序时间划分，时钟周期时间固定，各步操作的衔接、各部

件之间的数

据传送受严格同步定时控制。

异步控制：指各项操作根据实际需要安排不同的时间，不受统一时序信号约束的一种

控制方式。其特

点是：无固定时钟周期划分，各操作间的衔接和各部件之间的信息交换采用异

步应答方式。

主设备：申请并掌握总线控制权的设备。

从设备：响应主设备请求，并与之通信的设备。

全加器：含有三个输入量（两个操作数、一个来自低位的进位信号）的二进制加法单

元。

并行加法器：用多位全加器实现多位数同时相加的加法器。

进位链：提供进位信号传递通路的硬连逻辑电路。

串行进位：进位信号逐级产生；低位进位向高位传递。

并行进位：各个进位信号同时产生，高位进位不依赖于低位进位。

多重分组跳跃进位：也称为分级同时进位，即将多位全加器分成若干组，组内采用并

行进位，组间也采用并行进位。

对阶：让两个浮点数的阶码相等，称为对阶。对阶操作是将小阶增大，尾数右移。

左归：将浮点数的尾数左移，使其成为规格化尾数，称为左归。左归操作是将尾数左

移，阶码减小。

右归：将浮点数的尾数右移，使其成为规格化尾数，称为右归。右归操作是将尾数右

移，阶码增大。

指令周期：一条指令从取指到执行完所用的全部时间。

工作周期：一个指令周期中，完成某一阶段操作所需的时间，如取指周期、源周期、

目的周期、执行

周期等。

时钟周期：CPU执行一步操作所需的时间，时钟周期作为时序基准，在一个计算机中

其长度是固定不

变的。

微指令周期：读取并执行一条微指令所用的时间。

总线周期：通过总线传送一次数据所用的时间。在同步方式下，一个总线周期可能包

含若干个时钟周

期。

主存读/写周期：指主存进行连续读/写所允许的最小时间间隔，即两次读/写操作之间

的最小间隔。

微指令：将一步操作所需的微命令编写在一串代码中，这串代码称为微指令。微指令

由微命令字段和

微地址字段组成。

微程序：由若干条微指令组成一段微程序，用来解释执行一条机器指令。

控制存储器：用来存放各微程序段的专用存储器，属于CPU范畴而不属于主存范畴。

不译法：也称为直接控制法，即微命令按位给出，不需要对微命令编码和译码。

分段直接编译法：也称为单重定义或显式编码法，即将微指令划分为若干字段，微命

令由字段编码直

接给出。

分段间接编译法：也称为多重定义或隐式编码法，即将微指令划分为若干字段，微命

令由本字段编码

和其他字段解释共同给出。

功能转移：将机器指令代码转换成相应的微程序入口地址，称为功能转移。

增量方式：这是一种产生微地址的方式，即以顺序执行为主，后续微地址在现行微地

址的基础上增量

产生，并配合多种常规转移方式。

断定方式：这也是一种产生微地址的方式，通过直接给定和测试断定相结合来产生后

续微地址，即后

续微地址的一部分由现行微指令给定，另一部分则由测试判断来确定。

第4章 存储系统

虚拟存储器：依靠操作系统的支持来实现的，为用户提供一个比实际内存大的可访问

存储器空间，即

在软件编程上可使用的存储器。

随机存储器RAM：按给定地址随机地访问任一存储单元，访问时间与单元位置无关。

只读存储器ROM：在正常工作中只能读出、不能写入的存储器。

存取周期：指存储器做连续访问操作过程中一次完整的存取操作所需的全部时间。

数据传输率：数据传入或传出存储器的速率。

动态刷新：对动态存储器中原存信息为1的电容补充电荷，称为动态刷新。

直接映像Cache：将主存与Cache的存储空间划分为若干大小相同的页，每个主存页

只能复制到某一

个固定的Cache页中。

全相联映像Cache：将主存与Cache的存储空间划分为若干大小相同的页，主存的每

一页可以映像到

Cache的任一页上。

组相联映像Cache：将主存与Cache都分组，主存中一个组内的页数与Cache的分

组数相同，每一组Cache中含有若干页（一般页数较少），则主存中的各页与Cache的固

定组号有映像关系，可自由映像到对应的Cache组中任一页。

段页式虚拟存储器：将程序按其逻辑结构分段，每段再分为若干大小相同的页，主存

空间也划分为若干同样大小的页。相应地，建立段表与页表，分两级查表实现虚实地址的

转换。以页为单位调进或调出主存，按段共享与保护程序及数据。

相联（联想）存储器：一种按内容寻址的存储器，是根据所存信息的全部特征或部分

特征进行存取的

存储器，称为相联存储器。

第5章 输入/输出系统

系统总线：计算机系统内各功能部件之间，或各插件板之间互连的总线。

外总线：计算机系统之间，或计算机系统与其他系统之间互连的总线。

局部总线：直接与CPU连接的一段总线，称为局部总线。

通信总线：连接远距离信息传送的通信工具之间的传送线路，称为通信总线，常采用

串行总线作为通

信总线。

同步总线：数据的传送操作由统一的系统时钟同步定时的总线，称为同步总线。

异步总线：无固定时钟周期划分，总线周期时间由各部件操作的实际需要决定，采用

异步应答方式控

制传送操作的总线。

缓冲深度：接口中设置的数据缓冲寄存器的数量或缓冲区的容量，称为缓冲深度。

中断接口：如果主机与外围设备之间的信息传送采用程序中断方式控制，则接口需有

相应的中断系统

所需的逻辑，这样的接口称为中断接口。

DMA接口：如果主机与高速外围设备之间的信息传送采用DMA方式控制，则接口

中需有相应的DMA

逻辑，这样的接口被称为DMA接口。

总线宽度：任何总线的线路在功能上可分为3组：数据线、地址线和控制线。所谓总

线宽度，即各功

能组中的信号线数。

主设备：申请并得到总线控制权的设备，称为主设备。

从设备：响应主设备请求的设备，称为从设备。

直接程序传送方式：CPU直接利用I/O指令编程，实现数据的输入和输出的方式，称

为直接程序传送方式。

中断：CPU暂时中断现行程序的执行，转去执行处理某些随机事态的中断服务程序，

处理完后自动恢

复原程序的执行。

软中断：由执行软中断指令所引起的中断。

实时处理：指在事件出现的实际时间内及时地进行处理。

硬件中断：指由某个硬件中断请求信号引发的中断。

可屏蔽中断：CPU可以通过送屏蔽字或开/关中断来禁止和开放中断，中断请求能否

响应由CPU开/

关决定。

非屏蔽中断：中断请求的响应不受屏蔽字影响，与CPU的开/关中断状态无关。

向量中断：将各个中断服务程序的入口地址（或包括状态字）组织成中断向量表；响

应中断时，由硬

件直接产生对应于中断源的向量地址；据此访问中断向量表，从中读取服务程

序入口地址，

由此转向服务程序。

非向量中断：以软件查询的方式提供中断服务程序入口地址的中断。

中断向量：中断服务程序入口地址和状态字在一起，称为中断向量。

向量地址：访问中断向量表的地址码，即读取中断向量所需的地址。

中断向量表：用来存放中断向量的一种表格，称为中断向量表。

中断隐指令操作：在中断周期中，直接依靠硬件实现关中断、保存断点、通过中断类

型码计算中断程

序的入口地址并转中断服务程序等操作，称为中断隐指令操作。

现场保护：执行中断服务程序时，可能使用某些寄存器，这就会破坏它们原先保存的

内容，因此需要

事先将它们的内容保存起来，称为现场保护。

DMA方式：即直接存储器访问，DMA方式是直接依靠硬件实现主存储器和外部设备

间进行数据传送，

传送时不需要CPU的干预。

DMA初始化：在DMA传送操作开始前，为实现有关控制，CPU需要事先向DMA

控制器送出有关

控制信息。在调用I/O设备时，通过程序所做的这些准备工作，称为DMA

初始化。

第6章 输入/输出设备及接口

I/O设备：计算机系统与人、其他设备或系统之间进行信息交换的装置，主机以外的

大部分硬件设备

都称为外围设备或I/O设备，如打印机、显示器和磁盘等设备。

并行传送：同时采用多根传送线，并行地传送一字节或一个字，称为并行传送。

串行传送：采用单根信号传送线（对公共地形成电位差）或用一对传送线（一根信号

线，一根地线）

逐位串行地传送数据代码，称为串行传送。

扫描码：通过硬件（或软件）扫描，识别所按下的键的行列位置，表示该行列位置的

代码称为扫描码，

也称为位置码或座标码。

逐行扫描法：将链连成m行×n列的矩阵，在执行键盘扫描程序时，CPU从第0行开

始，逐行为0

（其余各行为1）的方式，将代码0送往行线，并取回列线状态来判别按键位

置，这种

确定按键位置的方法称为逐行扫描法。

行列扫描法：先逐列为1地步进扫描，CPU测试是哪一列为1时行线组输出为“1”，

从而判明按键的列号；再逐行为“1”地步进扫描，CPU测试哪一行为1时，列线组输出

也是“1”，即判明哪行按了键。CPU根据行、列扫描结果便能确定按键的位置。行列号形

成对应的扫描码（或位置码），这种键盘扫描法称为行列扫描法。

像点（像素）：将显示屏幕沿水平和垂直方向划分成m×n个最少的显示区域，这个个

最小区域就是

显示器的最小显示单元，对应屏上一个显示点，该最小显示区域称为像点或

像素。

分辨率：指显示器一屏所能表示的像素的最大个数。

灰度级：在黑白显示器中，灰度级是指所显示的像素点的亮暗程度，在彩色显示器中，

则表示颜色的

不同。

字符/数字方式：对显示器（或打印机）而言，以字符作为显示（或打印）内容的基本

单元，这种方

式称为字符/数字方式，也称为文本显示（或打印）方式。

图形方式：以像点作为显示内容的基本单元的显示方式称为圆形方式。某些打印机也

有相似的圆形打

印方式。

位密度：沿磁道圆周，单位距离可记录的二进制代码位数称为位密度。

道容量：指一条磁道所能存放的二进制代码位数。