985高校 考研计算机组成原理笔记.zip

# 408机组考察范围 ## 考查目标 1. 理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。 2. 理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。 3. 能够综合运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，对一些基本部件进行简单设计;并能对高级程序设计语言（如C语言）中的相关问题进行分析。 ## 一、计算机系统概述 ### （一）计算机发展历程 ### （二）计算机系统层次结构 1. 计算机系统的基本组成 2. 计算机硬件的基本组成 3. 计算机软件和硬件的关系 4. 计算机的工作过程 ### （三）计算机性能指标 * 吞吐量、响应时间; * CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间; * MIPS、MFLOPS 、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS、EFLOPS、ZFLOPS 。 ## 二、数据的表示和运算 ### （一）数制与编码 1. 进位计数制及其相互转换 2. 真值和机器数 3. BCD码 4. 字符与字符串 5. 校验码 ### （二）定点数的表示和运算 1. 定点数的表示 * 无符号数的表示; * 有符号整数的表示。 2. 定点数的运算 * 定点数的位移运算; * 原码定点数的加减运算; * 补码定点数的加/减运算; * 定点数的乘/除运算; * 溢出概念和判别方法。 ### （三）浮点数的表示和运算 1. 浮点数的表示 * IEEE 754标准 2. 浮点数的加/减运算 ### （四）算术逻辑单元ALU 1. 串行加法器和并行加法器 2. 算术逻辑单元ALU的功能和结构 ## 三、存储器层次结构 ### （一）存储器的分类 ### （二）存储器的层次化结构 ### （三）半导体随机存取存储器 1. SRAM存储器 2. DRAM存储器 3. 只读存储器 4. Flash存储器 ### （四）主存储器与CPU的连接 ### （五）双口RAM和多模块存储器 ### （六）高速缓冲存储器（Cache） 1. Cache的基本工作原理 2. Cache和主存之间的映射方式 3. Cache中主存块的替换算法 4. Cache写策略 ### （七）虚拟存储器 1. 虚拟存储器的基本概念 2. 页式虚拟存储器 3. 段式虚拟存储器 4. 段页式虚拟存储器 5. TLB（快表） ## 四、指令系统 ### （一）指令格式 1. 指令的基本格式 2. 定长操作码指令格式 3. 扩展操作码指令格式 ### （二）指令的寻址方式 1. 有效地址的概念 2. 数据寻址和指令寻址 3. 常见寻址方式 ### （三）CISC和RISC的基本概念 ## 五、中央处理器（CPU） ### （一）CPU的功能和基本结构 ### （二）指令执行过程 ### （三）数据通路的功能和基本结构 ### （四）控制器的功能和工作原理 1. 硬布线控制器 2. 微程序控制器 * 微程序、微指令和微命令； * 微指令格式； * 微指令命令的编码方式； * 微地址的形式方式。 ### （五）指令流水线 1. 指令流水线的基本概念 2. 指令流水线的基本实现 3. 超标量和动态流水线的基本概念 ## 六、总线 ### （一）总线概述 1. 总线的基本概念 2. 总线的分类 3. 总线的组成及性能指标 ### （二）总线仲裁 1. 集中仲裁方式 2. 分布仲裁方式 ### （三）总线操作和定时 1. 同步定时方式 2. 异步定时方式 ### （四）总线标准 ## 七、输入输出（I/O）系统 ### （一）I/O系统基本概念 ### （二）外部设备 1. 输入设备：键盘、鼠标 2. 输出设备：显示器、打印机 3. 外存储器：硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器 ### （三）I/O接口（I/O控制器） 1. I/O接口的功能和基本结构 2. I/O端口及其编址 ### （四）I/O方式 1. 程序查询方式 2. 程序中断方式 * 中断的基本概念; * 中断响应过程; * 中断处理过程; * 多重中断和中断屏蔽的概念。 3. DMA方式 * DMA控制器的组成； * DMA传送过程。