2018版計算機(jī)組成原理高分筆記（第6版）

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