2011考研計(jì)算機(jī)組成原理大綱復(fù)習(xí)要領(lǐng)_跨考網(wǎng)

??????? 計(jì)算機(jī)考研大綱發(fā)布了，大家都非常關(guān)心各科目的變動(dòng)情況，而計(jì)算機(jī)組成原理所占的分值比例非常大，所以在這里，要為大家詳細(xì)解析并提供指導(dǎo)建議！

　　在計(jì)算機(jī)考研專業(yè)基礎(chǔ)課統(tǒng)考科目中，計(jì)算機(jī)組成原理占45分，所占分值較大。自2009年計(jì)算機(jī)專業(yè)考研專業(yè)基礎(chǔ)課首次實(shí)行全國(guó)統(tǒng)考以來(lái)，這已經(jīng)是第三個(gè)年頭。所以考研的學(xué)子一定要一如既往的重視。

　　一、考查目標(biāo)

　　1、理解單處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)以及相互連接方式，具有完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念。

　　2、理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次化結(jié)構(gòu)概念，熟悉硬件與軟件之間的界面，掌握指令集體系結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)和基本實(shí)現(xiàn)方法。

　　3、能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和基本方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算、分析，并能對(duì)一些基本部件進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。

　　二、知識(shí)點(diǎn)解析

　　在計(jì)算機(jī)組成原理方面，主要考查計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算、存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中央處理器、總線、輸入輸出系統(tǒng)。

　　1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

　　學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成原理之前，我們先要了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程，搞清楚計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)，包括計(jì)算機(jī)硬件的基本組成（五大部件的構(gòu)成）、計(jì)算機(jī)軟件的分類，以及計(jì)算機(jī)的基本工作過(guò)程。

　　從體系結(jié)構(gòu)上來(lái)看，有多種不同類型的計(jì)算機(jī)，那么這些不同的計(jì)算機(jī)誰(shuí)好誰(shuí)壞？如何評(píng)價(jià)？所以，還需要我們了解計(jì)算機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和相關(guān)參數(shù)，包括吞吐量、響應(yīng)時(shí)間；CPU時(shí)鐘周期、主頻、CPI、CPU執(zhí)行時(shí)間；MIPS、MFLOPS等。

　　2、數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算

　　我們?nèi)粘Ｋ褂玫氖鞘M(jìn)制數(shù)據(jù)，但在計(jì)算機(jī)中，除了十進(jìn)制數(shù)據(jù)外，還有二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制表示方法，我們要掌握這些進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換的方法，要搞清楚真值（實(shí)際的數(shù)值）和機(jī)器數(shù)（計(jì)算機(jī)中表示的數(shù)值）之間的關(guān)系，特別是負(fù)數(shù)的各種表示。另外，還要理解BCD碼、字符與字符串的編碼方法，以及數(shù)據(jù)的校驗(yàn)碼（奇偶校驗(yàn)、CRC冗余校驗(yàn)等）。

　　不管是哪種進(jìn)制和校驗(yàn)方法，計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示有原碼、反碼、補(bǔ)碼等方法，我們要搞清楚它們之間的關(guān)聯(lián)與區(qū)別。

　　在計(jì)算機(jī)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，分為定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示。

　　在定點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算方面，我們要掌握定點(diǎn)數(shù)的表示（無(wú)符號(hào)數(shù)的表示，有符號(hào)數(shù)的表示）和定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算，包括定點(diǎn)數(shù)的位移運(yùn)算、原碼定點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算、補(bǔ)碼定點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算、定點(diǎn)數(shù)的乘/除運(yùn)算、溢出概念和判別方法。在浮點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算方面，我們要掌握浮點(diǎn)數(shù)的表示（浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍和IEEE754標(biāo)準(zhǔn)）和浮點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算。

　　本知識(shí)點(diǎn)的最后一個(gè)考點(diǎn)就是算術(shù)邏輯單元ALU，我們要掌握串行加法器和并行加法器、算術(shù)邏輯單元ALU的功能和結(jié)構(gòu)。

　　3、存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)

　　從整個(gè)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)體系來(lái)看，可以看成是一個(gè)“Cache—內(nèi)存—外存”三級(jí)結(jié)構(gòu)，在這個(gè)層次化結(jié)構(gòu)中，我們要掌握存儲(chǔ)器的分類以及各類存儲(chǔ)器的基本工作原理，包括半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM、DRAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM），掌握主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）與CPU的連接和數(shù)據(jù)交換、雙口RAM和多模塊存儲(chǔ)器，還有就是外存儲(chǔ)器。

　　在存儲(chǔ)器這個(gè)知識(shí)點(diǎn)中，2個(gè)很重要的考點(diǎn)是高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）和虛擬存儲(chǔ)器。

　　在CPU和內(nèi)存之間增加一層Cache，其目的是為了解決CPU和內(nèi)存的速度匹配問(wèn)題。在這一點(diǎn)，我們要掌握程序訪問(wèn)的局部性原理（時(shí)間局部性、空間局部性）、Cache的基本工作原理（命中率）、Cache和主存之間的映射方式、Cache中主存塊的替換算法，以及Cache寫策略。

　　虛擬存儲(chǔ)器的重點(diǎn)在于“虛擬”二字，我們要掌握虛擬存儲(chǔ)器的基本概念及種類，包括頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器、段式虛擬存儲(chǔ)器、段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器、TLB（快表）等，理解這些虛擬存儲(chǔ)器的基本原理、碎片的處理，各種方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

　　4、指令系統(tǒng)

　　在指令系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)中，我們要掌握指令的格式（包括指令的基本格式、定長(zhǎng)操作碼指令格式、擴(kuò)展操作碼指令格式）和各種尋址方式，還要能夠區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)尋址和指令尋址的區(qū)別。

　　本知識(shí)點(diǎn)的另外一個(gè)重要考點(diǎn)就是CISC（復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)）和RISC（精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)），我們要掌握它們的基本概念、特征，以及它們之間的主要區(qū)別。

　　5、中央處理器

　　中央處理器，也就是我們常說(shuō)的CPU.在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，我們要掌握CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)，以及工作原理，具體包括指令執(zhí)行過(guò)程、數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu)、控制器的功能和工作原理（硬布線控制器、微程序控制器）。特別是在微程序控制器考點(diǎn)中，要掌握微程序、微指令和微命令，微指令的編碼方式，以及微地址的形式方式。

　　在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)中，一個(gè)最重要的考點(diǎn)是流水線（主要是指令流水線）。我們要搞清楚流水線的基本概念（包括超標(biāo)量和動(dòng)態(tài)流水線），為什么需要流水線，流水線有哪些優(yōu)勢(shì)，哪些因素會(huì)影響流水線，等等。在這一點(diǎn)，有可能出現(xiàn)計(jì)算題，例如，求流水線的周期、求指令的執(zhí)行時(shí)間。有關(guān)流水線，還有一些評(píng)價(jià)指標(biāo)，例如流水線的吞吐率、加速比等。

　　6、總線

　　總線就是一組進(jìn)行互連和傳輸信息（指令、數(shù)據(jù)和地址）的信號(hào)線，我們要掌握總線的基本概念，總線的分類，以及總線的組成和性能指標(biāo)（例如，各類總線的寬度會(huì)影響哪些部件的性能等）。

　　其次，就是要掌握總線仲裁方法（包括集中仲裁方式和分布仲裁方式）和總線操作和定時(shí)（包括同步定時(shí)方式和異步定時(shí)方式）。

　　最后，就是要對(duì)總線的標(biāo)準(zhǔn)（正式標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）有所了解，總線標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定總線的機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)范、功能結(jié)構(gòu)規(guī)范和電氣規(guī)范。

　　7、輸入輸出系統(tǒng)

　　在輸入輸出（I/O）系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)，我們首先要掌握I/O系統(tǒng)的基本概念，理解各種外部設(shè)備，其中包括輸入設(shè)備（鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等）、輸出設(shè)備（顯示器、打印機(jī)等）、外存儲(chǔ)器（硬盤存儲(chǔ)器、磁盤陣列、光盤存儲(chǔ)器等）。要理解這些設(shè)備的基本工作原理和常見的性能指標(biāo)。例如顯示器的分辨率、磁盤的讀寫時(shí)間等，特別是磁盤的有關(guān)讀寫過(guò)程（尋道時(shí)間、等待時(shí)間等），是一定要掌握的。

　　其次，我們要掌握I/O接口（I/O控制器）的功能和基本結(jié)構(gòu)、I/O端口及其編址方式。

　　在I/O方式中，主要掌握程序查詢方式、程序中斷方式、DMA方式、通道方式的基本概念、工作原理和過(guò)程，以及這些方式之間的區(qū)別、各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合。在這些方式中，以程序中斷方式為考查重點(diǎn)，我們要掌握中斷的基本概念、中斷響應(yīng)過(guò)程、中斷處理過(guò)程、多重中斷和中斷屏蔽的概念。