2018版計(jì)算機(jī)組成原理高分筆記（第6版）

目 錄
序
前言
第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 1
大綱要求 1
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 1
核心考點(diǎn) 1
基礎(chǔ)要點(diǎn) 1
本章知識(shí)體系框架圖 2
知識(shí)點(diǎn)講解 2
1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程 2
知識(shí)點(diǎn)1 入門知識(shí) 2
入門知識(shí)1：門電路 2
入門知識(shí)2：三態(tài)門 5
入門知識(shí)3：片選譯碼器 5
入門知識(shí)4：那些可怕的專業(yè)術(shù)語 6
入門知識(shí)5：與存儲(chǔ)相關(guān)的那些名詞 7
入門知識(shí)6：與字、字長(zhǎng)相關(guān)的那些名詞 7
入門知識(shí)7：與周期相關(guān)的那些名詞 8
知識(shí)點(diǎn)2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史 8
1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) 11
知識(shí)點(diǎn)3 計(jì)算機(jī)硬件的基本組成 11
知識(shí)點(diǎn)4 計(jì)算機(jī)軟件的分類 16
知識(shí)點(diǎn)5 計(jì)算機(jī)的工作過程 17
知識(shí)點(diǎn)6 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 17
知識(shí)點(diǎn)7 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成 18
1.3 計(jì)算機(jī)性能指標(biāo) 19
知識(shí)點(diǎn)8 計(jì)算機(jī)性能指標(biāo) 19
習(xí)題 20
習(xí)題答案 23
第2章 數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算 25
大綱要求 25
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 25
核心考點(diǎn) 25
基礎(chǔ)要點(diǎn) 26
本章知識(shí)體系框架圖 26
知識(shí)點(diǎn)講解 26
2.1 數(shù)制與編碼 26
知識(shí)點(diǎn)9 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換 26
知識(shí)點(diǎn)10 真值和機(jī)器數(shù) 29
知識(shí)點(diǎn)11 BCD碼 29
知識(shí)點(diǎn)12 字符和字符串 29
知識(shí)點(diǎn)13 校驗(yàn)碼 30
2.2 定點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算 34
知識(shí)點(diǎn)14 定點(diǎn)數(shù)的表示 34
知識(shí)點(diǎn)15 定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算 38
2.3 浮點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算 59
知識(shí)點(diǎn)16 浮點(diǎn)數(shù)的表示 59
知識(shí)點(diǎn)17 浮點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算 61
2.4 算術(shù)邏輯單元 64
知識(shí)點(diǎn)18 串行加法器和并行加法器 64
知識(shí)點(diǎn)19 算術(shù)邏輯單元的功能和結(jié)構(gòu) 67
習(xí)題 69
習(xí)題答案 75
第3章 存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu) 83
大綱要求 83
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 83
核心考點(diǎn) 83
基礎(chǔ)要點(diǎn) 84
本章知識(shí)體系框架圖 84
知識(shí)點(diǎn)講解 84
3.1 存儲(chǔ)器的分類 84
知識(shí)點(diǎn)20 存儲(chǔ)器的分類 84
3.2 存儲(chǔ)器的層次化結(jié)構(gòu) 87
知識(shí)點(diǎn)21 存儲(chǔ)器的層次化結(jié)構(gòu) 87
3.3 半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器88
知識(shí)點(diǎn)22 半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器基本概念 88
知識(shí)點(diǎn)23 SRAM 89
知識(shí)點(diǎn)24 DRAM 90
知識(shí)點(diǎn)25 只讀存儲(chǔ)器 94
知識(shí)點(diǎn)26 Flash存儲(chǔ)器 95
3.4 主存儲(chǔ)器與CPU的連接 96
知識(shí)點(diǎn)27 主存儲(chǔ)器與CPU的連接 96
3.5 雙口RAM和多模塊存儲(chǔ)器 101
知識(shí)點(diǎn)28 雙口RAM和多模塊存儲(chǔ)器 101
3.6 高速緩沖存儲(chǔ)器 104
知識(shí)點(diǎn)29 Cache的基本工作原理 104
知識(shí)點(diǎn)30 Cache和主存之間的映射方式 107
知識(shí)點(diǎn)31 Cache中主存塊的替換算法 113
知識(shí)點(diǎn)32 Cache寫操作策略 114
3.7 虛擬存儲(chǔ)器 115
知識(shí)點(diǎn)33 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 115
知識(shí)點(diǎn)34 頁式虛擬存儲(chǔ)器 115
知識(shí)點(diǎn)35 段式虛擬存儲(chǔ)器 116
知識(shí)點(diǎn)36 段頁式虛擬存儲(chǔ)器 116
知識(shí)點(diǎn)37 TLB（快表） 116
3.8 外存儲(chǔ)器 119
知識(shí)點(diǎn)38 外存儲(chǔ)器 119
習(xí)題 124
習(xí)題答案 131
第4章 指令系統(tǒng) 143
大綱要求 143
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 143
核心考點(diǎn) 143
基礎(chǔ)要點(diǎn) 143
本章知識(shí)體系框架圖 144
知識(shí)點(diǎn)講解 144
4.1 指令格式 144
知識(shí)點(diǎn)39 指令的基本格式 144
知識(shí)點(diǎn)40 定長(zhǎng)操作碼指令格式 145
知識(shí)點(diǎn)41 不定長(zhǎng)操作碼指令格式 148
4.2 指令的尋址方式 149
知識(shí)點(diǎn)42 數(shù)據(jù)尋址和指令尋址 149
知識(shí)點(diǎn)43 常見尋址方式 150
4.3 CISC和RISC的基本概念 159
知識(shí)點(diǎn)44 CISC和RISC的基本概念 159
習(xí)題 161
習(xí)題答案 168
第5章 中央處理器 179
大綱要求 179
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 179
核心考點(diǎn) 179
基礎(chǔ)要點(diǎn) 179
本章知識(shí)體系框架圖 180
知識(shí)點(diǎn)講解 180
5.1 CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)180
知識(shí)點(diǎn)45 CPU的功能 180
知識(shí)點(diǎn)46 CPU的基本結(jié)構(gòu) 181
知識(shí)點(diǎn)47 CPU中的主要寄存器 182
5.2 指令執(zhí)行過程 184
知識(shí)點(diǎn)48 指令周期 184
知識(shí)點(diǎn)49 指令的執(zhí)行過程與信息流 185
5.3 數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu)（了解即可） 186
知識(shí)點(diǎn)50 數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu) 186
5.4 控制器的功能和工作原理187
知識(shí)點(diǎn)51 控制單元的功能 187
知識(shí)點(diǎn)52 控制單元的設(shè)計(jì) 192
5.5 指令流水線 199
知識(shí)點(diǎn)53 指令流水線的基本概念 199
知識(shí)點(diǎn)54 指令流水線的基本實(shí)現(xiàn) 200
知識(shí)點(diǎn)55 超標(biāo)量和動(dòng)態(tài)流水線的基本概念 203
5.6 中斷系統(tǒng) 204
知識(shí)點(diǎn)56 中斷系統(tǒng) 204
習(xí)題 210
習(xí)題答案 215
第6章 總線 224
大綱要求 224
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 224
核心考點(diǎn) 224
基礎(chǔ)要點(diǎn) 224
本章知識(shí)體系框架圖 225
知識(shí)點(diǎn)講解 225
6.1 總線概述 225
知識(shí)點(diǎn)57 總線的基本概念 225
知識(shí)點(diǎn)58 總線的分類 226
知識(shí)點(diǎn)59 總線的組成及性能指標(biāo) 227
知識(shí)點(diǎn)60 總線的結(jié)構(gòu) 228
6.2 總線仲裁 229
知識(shí)點(diǎn)61 集中仲裁方式 229
知識(shí)點(diǎn)62 分布仲裁方式 232
6.3 總線操作和定時(shí) 232
知識(shí)點(diǎn)63 總線周期的概念 232
知識(shí)點(diǎn)64 同步定時(shí)方式 232
知識(shí)點(diǎn)65 異步定時(shí)方式 234
6.4 總線標(biāo)準(zhǔn) 235
知識(shí)點(diǎn)66 總線標(biāo)準(zhǔn) 235
習(xí)題 236
習(xí)題答案 239
第7章 輸入/輸出系統(tǒng) 242
大綱要求 242
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 242
核心考點(diǎn) 242
基礎(chǔ)要點(diǎn) 242
本章知識(shí)體系框架圖 243
知識(shí)點(diǎn)講解 243
7.1 I/O系統(tǒng)基本概念243
知識(shí)點(diǎn)67 I/O系統(tǒng)基本概念 243
7.2 外部設(shè)備 246
知識(shí)點(diǎn)68 I/O設(shè)備分類 246
知識(shí)點(diǎn)69 輸入設(shè)備 246
知識(shí)點(diǎn)70 輸出設(shè)備 247
7.3 I/O接口（I/O控制器） 248
知識(shí)點(diǎn)71 I/O接口基礎(chǔ)知識(shí) 248
知識(shí)點(diǎn)72 I/O接口的功能和基本結(jié)構(gòu) 248
知識(shí)點(diǎn)73 I/O端口及其編址 250
7.4 I/O方式 250
知識(shí)點(diǎn)74 程序查詢方式 250
知識(shí)點(diǎn)75 程序中斷方式 253
知識(shí)點(diǎn)76 DMA方式 257
習(xí)題 263
習(xí)題答案 267
第8章 非統(tǒng)考高校知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充 273
知識(shí)點(diǎn)77 浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍 273
知識(shí)點(diǎn)78 浮點(diǎn)數(shù)的乘除法運(yùn)算 276
附錄 279
附錄A 歷年真題分值、考點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表 279
附錄B 歷年真題考點(diǎn)索引表 282
參考文獻(xiàn) 283