计算机组成原理考研知识点详解

"计算机组成原理是计算机科学与技术专业考研的重要组成部分，主要涵盖了计算机系统的基础知识、数据表示和运算、存储器层次结构、指令系统、中央处理器、总线和输入输出系统等多个方面。该领域旨在培养学生理解计算机硬件的内部工作原理、结构以及它们之间的相互作用。" 计算机组成原理是计算机科学的基石，对于考生来说，理解和掌握这一领域的知识至关重要。首先，考生需要具备完整的计算机系统整机概念，理解单处理器计算机中各部件如运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备的工作原理和连接方式。此外，了解计算机系统层次化结构，包括硬件与软件之间的接口，以及指令集体系结构的基本知识和实现方法，这些都是考试的重点。 在计算机系统概述部分，考生需要了解计算机的历史发展、系统层次结构，如计算机由微处理器、内存、I/O设备和外部存储器等五大部件组成。同时，掌握计算机性能评价指标，例如吞吐量、响应时间、CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间和MIPS、MFLOPS等参数，用于评估不同计算机的性能。 数据的表示和运算是计算机组成原理中的核心内容。考生需要熟练掌握二进制、八进制、十六进制之间的转换，以及真值和机器数的概念，特别是在二进制下表示正负数的不同方法（原码、反码、补码）。此外，理解BCD码、字符编码（如ASCII和Unicode）和数据校验码如奇偶校验和CRC冗余校验也是必要的。在运算方面，定点数和浮点数的表示及运算规则，如位移、加减运算、乘除运算、溢出检测以及IEEE754浮点数标准，都是重要的知识点。 存储器层次结构包括了高速缓存、主存和外存的组织，考生应了解它们之间的速度差异和交互方式，以及虚拟内存的概念。指令系统的学习涵盖了指令的分类、格式和寻址模式。中央处理器（CPU）的设计与功能，包括控制单元和算术逻辑单元（ALU），其中ALU的操作如串行加法器和并行加法器的工作原理是考试中的常见考点。 总线是连接计算机各部件的通信通道，考生需要理解总线的类型（如数据总线、地址总线和控制总线）和其在数据传输中的作用。输入输出（I/O）系统则涉及中断、DMA（直接存储器访问）和I/O端口等概念，它们是计算机与外界交互的关键。 计算机组成原理涵盖了计算机硬件的多个关键方面，考生需要全面深入地理解和掌握这些知识，才能在考试中取得理想成绩。通过不断练习和理论联系实际，可以有效地提高对计算机系统本质的理解和应用能力。