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2016湖南大学计算机组成原理考研大纲

2021考研英语进阶全程班 (一、二可选)

 

《计算机组成原理》

【考查目标】

1.理解单处理器计算机系统中各组成部件的基本概念、基本结构、工作原理以及相互连接方式,理解计算机系统层次化结构概念,建立计算机系统的整机概念。

2.能够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,并能对一些基本部件进行简单设计。

【考查内容】

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.计算机硬件的基本组成

2.计算机软件的基本组成

3.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。

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;有符号数的表示。

2.定点数的运算及其硬件实现

定点数的位移运算;补码定点数的加/减运算及其硬件实现、补码定点数的乘/除运算及其硬件实现;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

浮点数的表示范围;IEEE754标准

2.浮点数的加/减运算

三、存储器

(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的工作原理

2.DRAM的工作原理

(四)只读存储器

(五)主存储器与CPU的连接

(六)双口RAM和多模块存储器

(七)高速缓冲存储器(Cache)

1.Cache基本工作原理

映射方式;查找算法;替换算法;写策略。

2.Cache性能分析

(八)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)指令类型

1.数据传送类指令

2.数据运算类指令

3.程序控制类指令

4.输入/输出类指令

5.数据转换类指令

(三)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

(四)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)控制器的设计

1.硬布线控制器的设计

指令集结构;状态图;数据通路;控制信号。

2.微程序控制器的设计

微程序、微指令和微命令;微指令的编码方式;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.流水线的性能及流水线冒险(竞争)处理技术

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。

4.通道方式

【参考教材】

[1]William Stallings著.彭蔓蔓,吴强,任小西等译.计算机组成与体系结构:性能设计.北京:机械工业出版社,2011.5

[2]John D.Carpinelli著.李仁发,彭蔓蔓译.计算机组成与体系结构(中文版).北京:人民邮电出版社,2003

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