计算机组成原理复习提纲
一、计算机系统概述
数字电路的三种状态
（一）计算机发展历程
（二）计算机系统层次结构
- 计算机硬件的基本组成
- 计算机软件的分类
- 计算机的工作过程
（三）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（指令周期）
- CPU的速度（MIPS、MFLOPS）
二、数据的表示和运算
（一）数制与编码
- 进位计数制及其相互转换
- 真值和机器数
- BCD码
- 字符与字符串
- 三种数据校验码及其特点
（二）定点数的表示和运算
- 定点数的表示
- 无符号数和有符号数的表示
- 定点数的表示范围（N位整数、M位小数（原码、补码））
- 定点数的运算
- 定点数的位移运算
- 原码定点数的加／减运算
- 补码定点数的加／减运算
- 定点数的乘／除运算
- 溢出概念和判别方法
（三）浮点数的表示范围
- 阶码、尾数；最大正数、最小负数；规格化（补码、原码）
三、存储器层次机构
（一）存储器的分类
（二）! 存储系统的概念和分类、结构层次和特点
（三）半导体随机存取存储器
- SRAM的工作原理、特点
- DRAM的工作原理
- 存储器模块的交叉编码、存储器带宽的计算
（四）主存储器与CPU的连接
- 存储器系统设计
（五）高速缓冲存储器（Cache）
- 程序访问的局部
- Cache的基本工作原理
- 命中率、平均存取时间、加速比、Cache的效率
- Cache和主存之间的映射方式
- Cache中主存块的替换算法
- Cache写策略
（六）虚拟存储器
- 虚拟存储器的基本概念、工作原理
- 页式虚拟存储器
- 段式虚拟存储器
- 段页式虚拟存储器
- TLB（快表）
- FIFO、LRU的替换算法
四、指令系统
（一）指令格式
- 指令的基本格式
- 定长操作码指令格式
- 扩展操作码指令格式
（二）指令的寻址方式
- 有效地址的概念
- 数据寻址和指令寻址
- 常见的七种寻址方式
（三）CISC和RISC的基本概念
五、中央处理器（CPU）
（一）CPU的功能和基本结构
- 指令周期、机器周期、时钟周期的概念和三者的关系
（二）指令执行过程
（三）数据通路的功能和基本结构
（四）! 控制器的分类、功能和工作原理
- 硬布线控制器的特点
-
微程序控制器的特点和工作原理
- 微程序、微指令和微命令
- 微指令的格式、分类、编码方式
- 可编程逻辑控制器的特点
（五）操作流水线、指令流水线（CPU内部）
-
引起流水线阻塞的因素
- 三种相关（数据、资源、控制）
- 三种数据相关（WAW、WAR、RAW）
六、总线
（一）总线概述
- 总线的基本概念
- 总线的分类、总线结构的分类，总线带宽
- 总线的组成及性能指标
（二）总线仲裁
- 集中仲裁方式的分类：菊花链、优先级编码、计数器
- 分布仲裁方式
（三）总线操作和定时
- 同步定时方式
- 异步定时方式
（四）总线标准
七、输入输出（I/O）系统
（一）I/O系统基本概念
（二）外部设备
- 输入设备：键盘、鼠标
- 输出设备、显示器（VRAM）的容量与速度的计算、打印机
- 外存储器：硬盘存储器的容量与速度计算、磁盘阵列、光盘存储器、多种磁记录方式与自同步能力
（三）I/O接口（I/O控制器）
- I/O接口的功能和基本结构（状态、数据、控制）
- I/O接口及其编址
- 统一、地址区分
- 独立，指令或信号区分内存还是I/O接口
（四）I/O方式
- 程序直接控制
- 无条件
- 查询方式
- 程序中断方式
- 中断矢量、矢量中断的基本概念
- 中断响应过程（保存断点；关中断、保护现场，获取中断矢量）
- 中断处理过程
- 多重中断和中断屏蔽的概念、中断响应条件（当前指令执行完、高优先级的中断请求、CPU开中断、设备开中断）
- DMA方式
- DMA控制器的组成
- DMA传送过程
- 通道方式
- 分类
- 应用场合
- 外围处理器方式
