计算机组成原理复习大纲#

第1章 计算机系统概述#

• 理解计算机的主要性能指标：
  • 机器字长、总线宽度（数据总线宽度）
  • CPU主频和时钟周期、CPI、MIPS
• 理解计算机的层次结构及各层次对应的软硬件级别

第2章 运算方法和运算器#

定点数#

• 掌握原码/反码/补码的编码表示
• 理解定点数加减法运算的溢出判断方法
• 掌握移位操作

浮点数#

• 掌握IEEE 754标准格式
• 十进制数据与IEEE 754格式的相互转换(作业和课件上补充的习题)
• 理解浮点数最值表达（4个最值 参照课件中的坐标图）
• 浮点数规格化：
  • 规格化表示（尾数为原码时的表示形式）
  • 规格化处理：
    • 左规：尾数左移n位(小数点右移)，阶码减n
    • 右规：尾数右移n位，阶码加n
• 浮点数加减法运算步骤：
  1. 0操作数检查
  2. 对阶
  3. 尾数相加减
  4. 规格化
  5. 舍入处理
  6. 溢出判断
     • 理解溢出判断的方法
     • 浮点的溢出:阶码溢出决定浮点数溢出,尾数的溢出不能作为阶码溢出的判断

第3章 存储系统#

内部存储器#

• 理解存储系统的概念及含义
• 主存储器技术指标：
  • 存储容量、存取时间、存储带宽
• 存储器读写时序信号变化顺序(了解存储器读写时序中的各类信号发生和撤销的先后顺序)
• Cache相关：
  • 命中率/缺失率计算（结合地址映射）
  • 直接映射/组相联映射下的主存,cache地址格式的计算
  • cache的替换策略（LRU等）

随机存储器特性#

• 存储容量与存储单元地址位数,字节/字编址方式
• 存储单元个数与地址线位数关系
• 存储单元字长与数据线位数关系
• 存储器容量扩展方法：
  • 位扩展、字扩展、字位扩展
  • 能读得懂扩展图，并能根据连接图说明系统/芯片存储容量,扩展方式等内容

Cache与虚存系统#

• 主存地址与Cache/虚存地址变换
• 块表、页表、快表(TLB)的命中关系
• Cache ??? 方式及其地址格式

第4章 指令系统#

• 指令系统：机器指令集合
• 8种基础寻址方式：
  • 直接寻址、间接寻址等
  • 不同寻址方式下程序计数器变化
  • 数据位置类型（RR/RS/SS）
  • 各种存储单元寻址方式下的寻址空间计算
• 指令格式设计：
  • 基本格式：操作码+操作数（含寻址特征和形式地址）
  • 给定机器指令格式的解析与表示

第5章 中央处理器#

核心概念#

• CPU功能及控制器功能区分
• 指令周期划分：
  • 取指周期、间指周期、执行周期、中断周期
  • 方框语言图、指令周期流程图

微程序控制#

• 微指令与控存容量关系
• 微程序控制器工作原理
• 关键概念：
  • 微指令、微地址（入口地址）
  • 操作码-地址映射、微指令周期
• 微命令编码方法：
  • 直接表示法
  • 编码表示法

流水线技术#

• 吞吐率计算
• 加速比计算
• 三种相关及解决方法

第6章 总线系统#

• 总线技术指标：
  • 总线宽度、总线周期、总线带宽计算
• 总线仲裁方式及特点
• 常用总线标准

第7章 外围设备#

• 外围设备概念
• 硬磁盘存储器：
  • 信息记录方式：记录面/磁道/扇区/柱面
  • 记录顺序：按柱面记录
  • 技术指标：
    • 记录面数、位密度、道密度
    • 存储容量、数据传输率

第8章 输入输出系统#

数据传送方式#

• 程序查询方式（实验回顾）
• 程序中断方式：
  • 软硬件配合流程
  • 中断处理过程：
    1. 外设发中断请求
    2. CPU响应（关中断/保护断点/获取中断向量,转入中断服务）
    3. CPU执行中断服务程序进行数据传送
    4. CPU执行IRET中断返回
  • 单级/多级中断处理流程(按照流程图理解)
  • 中断优先权修改方法（修改中断屏蔽字）
• DMA方式：
  • 传送过程
  • CPU在DMA中的控制作用
  • 中断与DMA的区别

考试题型#

题型	数量	分值	总分
单项选择题	25题	2分/题	50分
简单计算题	2题	5分/题	20分
分析填空题	3题	2分/题	10分
综合题	2题	10分/题	20分