深入理解计算机组成原理：考试重点解析

"计算机组成原理考试大纲" 计算机组成原理是一门重要的计算机科学基础课程，它涵盖了计算机硬件系统的各个关键组成部分和工作原理。以下是对大纲中各章节知识点的详细说明： **第一章 计算机体系结构和计算机组成** - **冯·诺伊曼体系特点**：计算机系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成，数据和指令存储在同一内存中，采用二进制表示，执行顺序控制的程序。 - **Amdahl定律**：描述了在系统中某个部分改进后整个系统性能提升的理论上限，指出系统性能的提升受到非并行部分的限制。 **第二章 数制和数制转换** - **各种码制的表示和转换**：包括原码、反码、补码、移码，以及二进制、八进制、十进制、十六进制之间的转换。 - **浮点数的表示**：由阶码和尾数两部分组成，通常采用科学记数法。 - **补码加减法**：在二进制下，正数和负数的加减运算规则。 - **布思算法**：用于快速计算两个二进制数乘积的方法。 - **浮点数的加减法**：涉及阶码调整和尾数运算。 - **海明码的计算**：一种纠错编码，用于检测和纠正单个比特错误。 **第三章 存储器** - **PROM，EPROM，E2PROM，Flash memory**：不同类型的可编程只读存储器，以及它们的特性与应用。 - **FPGA，SRAM和DRAM**：现场可编程门阵列，静态随机访问存储器和动态随机访问存储器的区别和用途。 **第四章 总线** - **总线的分类**：数据总线、地址总线、控制总线等。 - **总线操作周期**：包括T1-T4阶段，如寻址、数据传输等。 - **总线仲裁**：解决多个设备同时请求使用总线的问题。 - **异步通信方式**：如起止式和同步通信，各自的工作原理。 **第五章 存储器系统** - **存储器分类**：主存（RAM，ROM），高速缓存（Cache），辅助存储（硬盘，SSD）等。 - **存储容量扩展**：通过芯片级和系统级的并行或串联实现存储容量的增加。 - **RAID**：冗余磁盘阵列，提高数据可靠性或性能。 - **Cache的地址映射**：直接映射、全相联映射、组相联映射。 - **Cache的写策略**：写直达、写回、写集中等。 - **Cache性能分析**：命中率、存取时间、带宽利用率等指标。 **第六章 输入/输出（I/O）** - **I/O端口编址方式**：内存映射I/O和独立I/O两种方式。 - **中断处理步骤**：中断请求、中断响应、中断处理、中断返回。 **第七章 寄存器和指令系统** - **MAR，MBR，PC，IR**：分别代表存储器地址寄存器、存储器数据寄存器、程序计数器和指令寄存器，是CPU内部的关键组件。 - **指令周期**：执行一条指令所需的完整过程，包括取指、译码、执行和结果写回。 每个章节的练习题目旨在巩固和深化对这些概念的理解，通过实际操作来掌握计算机组成原理的基本知识和技能。对于准备考试的学生来说，理解和解答这些练习至关重要，因为它们能够检验对理论知识的实际应用能力。