计算机组成原理考研知识点2014

计算机组成原理考研知识点主要涵盖了计算机系统的基本构成、冯·诺依曼计算机模型、计算机硬件软件关系、存储器结构、总线架构以及计算机性能指标等核心内容。 计算机系统分为硬件系统和软件系统，硬件系统包括主机中的中央处理器（CPU）、只读存储器（ROM）、内存储器（RAM）、输入设备、输出设备和外部存储器等，而软件系统则由操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、诊断程序、调试程序、编辑程序和链接程序等组成。在硬件与软件之间，它们具有等效性，即某些硬件功能可以由软件实现，反之亦然。 冯·诺依曼计算机模型将计算机分为五部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。这种模型的特点是以运算器为中心，所有的输入输出设备与存储器之间的数据传送都要经过运算器，各部分操作及相互联系由控制器集中控制。指令流控制数据流，形成控制流，并在存储器中顺序执行。 计算机系统层次结构是复杂而具有透明性的，透明性意味着系统中的某些属性或行为在正常操作中不被用户感知。在这个结构中，硬件层次结构包括数据模型、算法、硬件层次结构和用户程序等，而软件层次结构则涉及应用程序、语言处理程序、操作系统等。此外，还引入了虚拟机概念，指的是通过软件实现的机器，这种机器可能有不同的等级，包括应用程序虚拟机、高级语言虚拟机、汇编语言虚拟机等。 计算机性能指标是评估计算机性能的关键要素，主要指标包括机器字长、主存容量、外存容量和运算速度等。机器字长是指CPU一次能处理的最大二进制数位数，它与计算机的计算精度直接相关。主存容量指的是计算机能够直接访问的存储器的容量，它影响计算机能运行程序的复杂性和处理信息的能力。运算速度通常与CPU时钟频率相关，CPU的时钟频率越高，意味着在单位时间内能执行更多的操作。 总线架构是计算机内部硬件部件之间信息交换的基础。它分为片内总线、系统总线和通信总线。片内总线负责连接CPU内部的各个寄存器和运算部件，系统总线负责连接CPU、存储器、输入输出设备等，而通信总线则用于计算机系统与其他系统的连接。总线传输数据格式包括串行和并行，数据通路宽度和数据传输率是衡量总线性能的重要指标。 在计算机系统结构的改进方面，出现了向量计算机、并行计算机和多处理机等，这些都是为了提高计算机的并行计算能力。此外，计算机系统也从单一的指令驱动型转变为数据驱动型和需求驱动型，提高了对高级语言的支撑能力，并且开发了具有容错能力的计算机来保障可靠性。 计算机组成原理的学习涉及对计算机硬件和软件的深入理解，通过这些知识点的学习，可以更全面地掌握计算机的工作原理和性能指标，为计算机科学与技术的深入研究打下坚实基础。