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计组考研大纲

计算机系统概述

计算机系统层次结构

  1. 计算机系统的基本组成[[计算机的基本组成]]
  2. 计算机硬件的基本结构
  3. 计算机软件和硬件的关系
  4. 计算机系统的工作原理
    1. 存储程序的工作方式
    2. 高级语言程序与机器语言程序之间的转换
    3. 程序和指令的执行过程

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

数据的表示和运算

数制与编码

  1. 进位计数制机器相互转换
  2. 真值和机器数
  3. 字符与字符串

定点数的表示和运算

  1. 定点数的表示
    1. 无符号数的表示
    2. 有符号整数的表示
  2. 定点数的运算
    1. 定点数的位移运算
    2. 原码定点数的加减运算
    3. 补码定点数的加减运算
    4. 定点数的乘除运算
    5. 溢出的概念和判别方法

浮点数的表示和运算

  1. 浮点数的表示
  2. 浮点数的加减运算

运算方法和运算电路

  1. 基本运算部件
    1. 加法器
    2. 算术逻辑部件ALU
  2. 减法运算:
    1. 补码加减运算器
    2. 标志位的生成
  3. 乘除运算:
    1. 乘除运算的基本原理
    2. 乘除法电路的基本结构

存储器层次结构

存储器的分类

层次化存储器的基本结构

半导体随机存取存储器

  1. SRAM存储器
  2. DRAM存储器
  3. Flash存储器

主存储器

  1. DRAM芯片和内存条
  2. 多模块存储器
  3. 主存和CPU之间的连接

外部存储器

  1. 磁盘存储器
  2. 固态硬盘

高速缓冲存储器

  1. Cache的基本工作原理
  2. Cache和主存之间的映射关系
  3. Cache中主存块的替换算法
  4. Cache写策略

指令系统

指令系统的基本概念

指令格式

寻址方式

数据的对齐和大小端存放方式

CISC和RISC的基本概念

高级语言程序与机器代码之间的对应

  1. 编译器、汇编器和链接器的基本概念
  2. 选择结构语句的机器级表示
  3. 循环结构语句的机器级表示
  4. 过程(函数)对用对应的机器级表示

中央处理器(CPU)

CPU的功能和基本结构

指令执行过程

数据通路的功能和基本结构

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
  3. 微程序、微指令和微命令
  4. 微指令的编码方式
  5. 微地址的形式方式

异常和中断机制

  1. 异常和中断的基本概念
  2. 异常和中断的分类
  3. 异常和中断的检测与响应

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. 结构冒险、数据冒险和控制冒险的处理
  4. 超标量和动态流水线的基本概念

总线和输入输出系统

总线概述

  1. [[系统总线#总线|总线的基本概念]]
  2. [[系统总线#总线的组成与性能指标|总线的组成及性能指标]]
  3. 总线事务和定时

I/O接口

  1. [[IO接口#接口的功能与组成I/O结构的功能和基本结构]]
  2. I/O端口及其编址

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
    1. [[程序中断方式#响应中断的条件和时间|中断响应的条件和时间]]
    2. [[程序中断方式#中断处理过程|中断处理过程]]
    3. [[程序中断方式#单重中断和多重中断的服务流程|多重中断和中断屏蔽的概念]]
  3. DMA方式
    1. DMA控制器的组成
    2. DMA传送过程