《计算机组成原理》是计算机科学与技术领域的重要基础课程,主要涵盖了计算机硬件系统的各个组成部分以及它们之间的相互作用。蒋本珊教授的讲解深入浅出,是很多计算机专业学生和考研者学习的重要参考资料。以下是该主题的一些核心知识点:
1. **计算机系统概述**:计算机系统由硬件和软件两部分组成,硬件包括中央处理器(CPU)、内存、输入/输出设备等,软件则包括操作系统、应用程序等。
2. **数据表示**:计算机中数据以二进制形式存储,理解位(bit)、字节(byte)、字(word)的概念及其关系。了解不同数据类型如整型、浮点型、字符型的表示方式和范围。
3. **运算器**:运算器是CPU的一部分,负责执行算术和逻辑运算。包括算术逻辑单元(ALU)和累加寄存器(AC)等,理解它们的工作原理。
4. **控制器**:控制单元负责协调和控制整个计算机系统的操作,通过指令周期实现程序的执行。
5. **存储系统**:包括主存储器(RAM和ROM)和辅助存储器(硬盘、SSD等)。主存是临时存储,辅助存储用于长期保存数据。了解内存层次结构,如高速缓存(Cache)的作用和工作机制。
6. **指令系统**:计算机指令集是CPU能理解和执行的基本命令。了解不同类型的指令,如数据传送指令、算术逻辑指令、控制转移指令等。
7. **CPU设计**:CPU的结构分为冯·诺依曼结构和哈佛结构,理解这两种结构的区别和优缺点。
8. **输入/输出(I/O)系统**:I/O设备与CPU之间的交互,包括中断、DMA(直接存储器访问)等传输方式。
9. **总线**:计算机内部的数据、地址和控制信息传输通道,包括数据总线、地址总线和控制总线。
10. **汇编语言**:了解基本的汇编指令,如加载、存储、加法、跳转等,并能进行简单的程序编写。
11. **浮点运算**:浮点数在计算机中的表示及运算过程,包括规格化、舍入误差等概念。
12. **微程序设计**:微指令和微程序的概念,理解微程序控制方式相对于硬布线控制方式的优势。
13. **计算机性能指标**:如时钟频率、 MIPS(每秒百万指令数)、 CPI(每条指令周期数)等,分析计算机性能的方法。
14. **计算机系统设计原则**:如并行处理、流水线技术,如何提高计算机系统的效率和吞吐量。
学习《计算机组成原理》不仅能够帮助我们理解计算机硬件的工作原理,还能为后续学习操作系统、编译原理等高级课程打下坚实的基础。在准备计算机考研的过程中,深入理解和掌握这些知识点至关重要。
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