2013年考研计算机组成原理基础班讲义

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1、统考考研计算机-组成原理基础班讲义目录目录2第一部分：内容精讲31.考查目标（大纲）32.常识介绍33.基础34.课程重点内容35.知识梳理4第一章计算机系统概论4第二章运算方法和运算器5第三章存储系统8第四章指令系统9第五章中央处理器10第六章总线12第七章外围设备13第八章输入输出系统13第二部分：真题精讲16总结19第一部分：内容精讲1.考查目标（大纲）1）、科学、公平、有效地测试考生掌握计算机科学与技术学科大学本科阶段专业基础知识、基本理论、基本方法的水平和分析问题、解决问题的能力。2）、要求考生系统地掌握专业基础课程的概念、基本原理和基本方法，能够运用所学的基本原理和基

2、本方法分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。3）、课程具体目标①．掌握计算机组成原理的基本概念、基本原理和基本方法。②．重点掌握运算器、存储器、控制器、IO系统的工作原理。③．能够运用所学基本原理对具体问题进行分析与求解。2.常识介绍（1）参考书白中英，《计算机组成原理》第三版·网络版，科学出版社，2004.（2）地位计算机组成原理在全国研究生统考科目----计算机专业综合中占据核心地位，占整个计算机专业综合150分中的45分。（3）难度课程内容总体偏抽象，考生应该在很好理解课本内容的基础上，灵活理解并应用所学基本原理，才能适应考试需要。3.基础最好具有《数字电路》、《C语言》

3、等课程基础。4.课程重点内容（1）运算器机器数、定点数的加减乘除运算原理及结果分析、浮点数概念及运算、运算器结构等（2）存储器Cache原理及地址映射、存储扩充、高速存储器等（3）指令系统指令格式、寻址方式等（4）控制器模型机概念、指令执行过程、微程序控制器相关概念及原理、时序系统等（5）IO系统中断概念、原理和应用、主机和外设交换数据的方式、外设编址方法（6）其他磁记录方式、总线、数制及编码等5.知识梳理第一章计算机系统概论本章题目以选择题为主，知识结构如下：1.计算机硬件系统和软件系统n软件：编程语言、软件分类n硬件：五大部件2.计算机系统的层次结构n硬件是核心、基础；系统软

4、件为用户提供一个基本操作界面。应用软件扩充机器的能力。n虚拟机：（VirtualMachine）通过软件方法模拟出的，能运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。3.冯．诺依曼结构的基本思想存储程序。4.计算机的性能指标MIPS，时钟周期、主频、字长、存储周期、存取时间、存储容量等。第二章运算方法和运算器本章出题灵活度较大，可以出选择题，也可以出综合题，知识结构如下：1、无符号数：表示范围。字长为n,则表数范围为0--2n-1。2、机器数的定点表示：（1）真值：正、负符号加数的绝对值。（2）机器数：在机器中使用的连同数符一起数值化的数。有多种形式表示。n原码：最高位为符号位，用“

5、0”表示正号，“l”表示负号，有效值部分用二进制的绝对值表示。字长为n，则定点整数表数范围为-(2n-1-1）--+(2n-1-1），定点小数表数范围为-(2n-1-1）/(n-1--+(2n-1-1）/2n-1。正零、负零各1个编码。n反码：正数的反码同原码，负数的反码符号位为1，数值部分为原码的数值位按位取反。字长为n，则定点整数表数范围为-(2n-1-1）--+(2n-1-1），定点小数表数范围为-(2n-1-1）/(n-1--+(2n-1-1）/2n-1。正零、负零各1个编码。n补码：正数的补码同原码，负数的补码符号位为1，数值部分为原码的数值位按位取反后加1。字长为n，

6、则定点整数表数范围为-(2n-1-1）--+(2n-1-1），定点小数表数范围为-1--+(2n-1-1）/2n-1。零具有唯一编码。n移码：符号位与补码相反的机器数。字长为n，则定点整数表数范围为-(2n-1-1）--+(2n-1-1），定点小数表数范围为-1--+(2n-1-1）/2n-1。零具有唯一编码。3、浮点数N=M×REM：尾数，定点小数，常用原码或补码表示，决定浮点数的精度，尾数的位数越多则浮点数的精度越高；E：阶码，定点整数，常用补码或移码表示，决定浮点数的范围，阶码的位数越多浮点数的表数范围越大；R：基数，在计算机中是约定的，不需表示，可取2、4、8或16等。（

7、1）规格化浮点数为了提高浮点数的运算精度及保证浮点数表示的唯一性，计算机中的浮点数应表示为规格化浮点数。规格化浮点数是指其尾数小数点后的第一位数值不为零。当尾数M用补码表示，满足下列条件时为规格化浮点数：当M＞0，1＞M≥1／R当M＜0，－(1／R)＞M≥－1当R=2时，小数点后一位与符号位不同，即为规格化浮点数；当R=4时，小数点后两位只要有一位与符号位不同，即为规格化浮点数；当R=8时，小数点后三位只要有一位与符号位不同，即为规格化浮点数；（2）浮点数的表示范围机器零正浮点数