2009計算機考研統(tǒng)考大綱解讀之計算機組成原理

　　今天我們來解析一下計算統(tǒng)考大綱計算機組成原理部分及其相關(guān)知識點。計算機組成原理占了45分，和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)部分同一個比重，以往各個學(xué)校的考研大綱中有些沒有計算機組成原理，即使有了很少有和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所占比重相同的情況，當(dāng)然了個別學(xué)校比如國防科技大學(xué)專業(yè)課考試只有一門計算機組成原理150分。筆者認為這主要是因為計算機全國統(tǒng)考的原因，統(tǒng)考不會針對某個學(xué)校的具體情況，而是從宏觀上考慮問題，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機軟件類的必修基礎(chǔ)課程，計算機組成原理是計算機硬件類的必修基礎(chǔ)課程，在統(tǒng)考第一年把它們放到同一比重還是比較科學(xué)的。

　　統(tǒng)考大綱把計組的考查目標(biāo)定位為理解單處理器計算機系統(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，具有完整的計算機系統(tǒng)的整機概念；理解計算機系統(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)的基本知識和基本實現(xiàn)方法；能夠運用計算機組成的基本原理和基本方法，對有關(guān)計算機硬件系統(tǒng)中的理論和實際問題進行計算、分析，并能對一些基本部件進行簡單設(shè)計。計算機軟件基礎(chǔ)總體上來說是一門識記和理解類的科目，即便是考查設(shè)計應(yīng)用類的題目也不會很難，因此得高分的關(guān)鍵對相關(guān)概念和原理的充分識記和理解。鑒于考試科目比較多，推薦大家用唐朔飛老師的書作為輔導(dǎo)教材，這本書講的比較透徹詳細，而且這本書有本配套習(xí)題集，只要把書認真看兩遍，把習(xí)題集上的東西搞懂，考試是沒有問題的。

　　下面我們來解析一下知識點。計算機系統(tǒng)概述這一章里面需要識記和了解的內(nèi)容比較多，出大題的可能性幾乎為零，大家要注意的兩個知識但就是計算機的工作過程和計算機組成原理與計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的區(qū)別。一些計算機常用的評價參數(shù)大家一定要弄明白具體含義，不要依靠自己主觀理解，這些概念在后續(xù)章節(jié)經(jīng)常用到，大家要知道的不能僅限于大綱上羅列出來的名詞。

　　數(shù)據(jù)的表示和運算可以考查的知識點比較多。計算機中常用的數(shù)據(jù)表示方法有哪幾種，常用的編碼方法有哪幾種，常用的檢驗碼有哪幾種，他們都有一些什么樣的區(qū)別和聯(lián)系，要熟練掌握各種方法之間轉(zhuǎn)換，要做到拿到題就能轉(zhuǎn)換，不經(jīng)過大腦思考的地步。另外要注意的一個問題就是新加的字符和字符串這個知識點，這個考點在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中給剔除了，把它放在了計算機組成原理里面，實際上是降低了它的重要性，比如令人頭痛的KMP算法是不會考了，但是大家要仔細體會這里面的不同，注意考查角度的不同。數(shù)據(jù)的運算分為定點和浮點運算，這個地方大家一定要重點掌握，這歷來都是經(jīng)常出大題的一個地方，尤其是定點數(shù)運算。最后大家要關(guān)注的就是數(shù)據(jù)運算的部件---ALU，大家要掌握是ALU的功能和結(jié)構(gòu)，串行加法器和并行加法器的原理和區(qū)別。

　　存儲器的層次結(jié)構(gòu)。這一章中我們建立存儲器體系的“CACHE-內(nèi)存-外存”三層結(jié)構(gòu)，要掌握存儲器的分類以及各類存儲器的基本工作原理和主存儲器(內(nèi)存)與CPU的連接和數(shù)據(jù)交換、雙口RAM和多模塊存儲器。關(guān)于外存的知識點主要放在了輸入輸出系統(tǒng)一章考查。這一章中兩個必須要掌握的地方就是高速緩沖存儲器(Cache)和虛擬存儲器。其實存儲器這一章在復(fù)習(xí)的時候可以結(jié)合操作系統(tǒng)的存儲器管理來加深理解。要明白引入CACHE和虛擬的存儲器的目的，他們的工作原理，實現(xiàn)方法。能說出幾種主存容量擴張方法、訪問Cache的過程，計算硬盤的容量和訪問時間。

　　指令系統(tǒng)。在這一章中需要掌握的是指令的格式和指令的尋址，其中指令尋址是考試容易考查的重點。要知道指令的基本格式結(jié)構(gòu)，定長操作碼的格式和擴展操作碼的格式結(jié)構(gòu)，熟悉常見指令的意義。熟悉常見的尋址方式和利用它們尋找有效地址的步驟。掌握RISC和CISC的定義和區(qū)別

　　中央處理器。中央處理器就是我們常說的CPU，它是由ALU和CU(控制單元)兩大部件構(gòu)成。這一章里面我們要熟悉CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)通路的功能和結(jié)構(gòu)，準確理解指令的執(zhí)行過程。熟悉控制單元的設(shè)計和實現(xiàn)，掌握組合邏輯和時序邏輯的特點和區(qū)別，掌握指令執(zhí)行周期的概念和指令流水線的分析。

　　總線。總線就是一組進行互連和傳輸信息(指令、數(shù)據(jù)和地址)的信號線，我們要識記總線的基本概念，總線的分類，以及總線的組成和性能指標(biāo)。這一章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(包括同步定時方式和異步定時方式)。大家要對總線的標(biāo)準有所了解，總線的標(biāo)準可以分為正式標(biāo)準和工業(yè)標(biāo)準兩種，總線標(biāo)準主要規(guī)定總線的機械結(jié)構(gòu)規(guī)范、功能結(jié)構(gòu)規(guī)范和電氣規(guī)范，當(dāng)然相應(yīng)的規(guī)范都有其對應(yīng)的性能參數(shù)。這一章不是考試的重點，比較熱的地方就是總線的仲裁方式和定時方式。

　　輸入輸出系統(tǒng)。這一章，我們要掌握I/O系統(tǒng)的基本概念。外部設(shè)備這一部分不是考試的熱點，但是大家要識記各種外部設(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、打印機等)、外存儲器(硬盤存儲器、磁盤陣列、光盤存儲器等)。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、磁盤的讀寫時間等，特別是磁盤的有關(guān)讀寫過程(尋道時間、等待時間等)，是一定要掌握的。我們要掌握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、工作原理和過程，以及這些方式之間的區(qū)別、各自的優(yōu)點和缺點、應(yīng)用場合。在這些方式中，以程序中斷方式和DMA方式是考查重點，我們要爛熟于心的掌握住中斷的基本概念、中斷響應(yīng)過程、中斷處理過程、多重中斷和中斷屏蔽的概念，DMA控制器的組成；DMA傳送過程。

　　參考書建議大家用唐朔飛的，有助于建立知識體系，并且講的比較通透。

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