09計算機考研專業(yè)課考試知識點分析:組成原理_跨考網(wǎng)
一、考查目標(biāo)
(1) 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。
(2) 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。
(3) 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(jìn)行計算、分析,并能對一些基本部件進(jìn)行簡單設(shè)計。
二、知識點解析
在計算機組成原理方面,主要考查計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)知識、數(shù)據(jù)的表示和運算、存儲器層次結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中央處理器、總線、輸入輸出系統(tǒng)。
1、計算機系統(tǒng)概述
學(xué)習(xí)計算機組成原理之前,我們先要了解計算機的發(fā)展歷程,搞清楚計算機的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu),包括計算機硬件的基本組成(五大部件的構(gòu)成)、計算機軟件的分類,以及計算機的基本工作過程。
從體系結(jié)構(gòu)上來看,有多種不同類型的計算機,那么這些不同的計算機誰好誰壞?如何評價?所以,還需要我們了解計算機性能評價指標(biāo)和相關(guān)參數(shù),包括吞吐量、響應(yīng)時間;CPU時鐘周期、主頻、CPI、CPU執(zhí)行時間;MIPS、MFLOPS等。
2、數(shù)據(jù)的表示和運算
我們?nèi)粘K褂玫氖鞘M(jìn)制數(shù)據(jù),但在計算機中,除了十進(jìn)制數(shù)據(jù)外,還有二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制表示方法,我們要掌握這些進(jìn)位計數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換的方法,要搞清楚真值(實際的數(shù)值)和機器數(shù)(計算機中表示的數(shù)值)之間的關(guān)系,特別是負(fù)數(shù)的各種表示。另外,還要理解BCD碼、字符與字符串的編碼方法,以及數(shù)據(jù)的校驗碼(奇偶校驗、CRC冗余校驗等)。
不管是哪種進(jìn)制和校驗方法,計算機中數(shù)據(jù)的表示有原碼、反碼、補碼等方法,我們要搞清楚它們之間的關(guān)聯(lián)與區(qū)別。
在計算機中對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,分為定點表示和浮點表示。
在定點數(shù)的表示和運算方面,我們要掌握定點數(shù)的表示(無符號數(shù)的表示,有符號數(shù)的表示)和定點數(shù)的運算,包括定點數(shù)的位移運算、原碼定點數(shù)的加/減運算、補碼定點數(shù)的加/減運算、定點數(shù)的乘/除運算、溢出概念和判別方法。在浮點數(shù)的表示和運算方面,我們要掌握浮點數(shù)的表示(浮點數(shù)的表示范圍和IEEE754標(biāo)準(zhǔn))和浮點數(shù)的加/減運算。
本知識點的最后一個考點就是算術(shù)邏輯單元ALU,我們要掌握串行加法器和并行加法器、算術(shù)邏輯單元ALU的功能和結(jié)構(gòu)。
3、存儲器層次結(jié)構(gòu)
從整個計算機的存儲體系來看,可以看成是一個“Cache—內(nèi)存—外存”三級結(jié)構(gòu),在這個層次化結(jié)構(gòu)中,我們要掌握存儲器的分類以及各類存儲器的基本工作原理,包括半導(dǎo)體隨機存取存儲器(SRAM、DRAM)、只讀存儲器(ROM),掌握主存儲器(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,還有就是外存儲器(在輸入輸出系統(tǒng)知識點中,做具體講解)。
在存儲器這個知識點中,2個很重要的考點是高速緩沖存儲器(Cache)和虛擬存儲器(在操作系統(tǒng)課程中,也會講解有關(guān)虛擬存儲器的知識點)。
在CPU和內(nèi)存之間增加一層Cache,其目的是為了解決CPU和內(nèi)存的速度匹配問題。在這一點,我們要掌握程序訪問的局部性原理(時間局部性、空間局部性)、Cache的基本工作原理(命中率)、Cache和主存之間的映射方式、Cache中主存塊的替換算法,以及Cache寫策略。
虛擬存儲器的重點在于“虛擬”二字,我們要掌握虛擬存儲器的基本概念及種類,包括頁式虛擬存儲器、段式虛擬存儲器、段頁式虛擬存儲器、TLB(快表)等,理解這些虛擬存儲器的基本原理、碎片的處理,各種方法的優(yōu)點和缺點。
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