09計(jì)算機(jī)考研統(tǒng)考大綱解讀之計(jì)算機(jī)組成原理

　　計(jì)算機(jī)組成原理考點(diǎn)分析

　　今天我們來(lái)解析一下計(jì)算統(tǒng)考大綱計(jì)算機(jī)組成原理部分及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)組成原理占了45分，和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)部分同一個(gè)比重，以往各個(gè)學(xué)校的考研大綱中有些沒(méi)有計(jì)算機(jī)組成原理，即使有了很少有和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所占比重相同的情況，當(dāng)然了個(gè)別學(xué)校比如國(guó)防科技大學(xué)專(zhuān)業(yè)課考試只有一門(mén)計(jì)算機(jī)組成原理150分。筆者認(rèn)為這主要是因?yàn)橛?jì)算機(jī)全國(guó)統(tǒng)考的原因，統(tǒng)考不會(huì)針對(duì)某個(gè)學(xué)校的具體情況，而是從宏觀上考慮問(wèn)題，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)軟件類(lèi)的必修基礎(chǔ)課程，計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)的必修基礎(chǔ)課程，在統(tǒng)考第一年把它們放到同一比重還是比較科學(xué)的。

　　統(tǒng)考大綱把計(jì)組的考查目標(biāo)定位為理解單處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)以及相互連接方式，具有完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念；理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次化結(jié)構(gòu)概念，熟悉硬件與軟件之間的界面，掌握指令集體系結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)和基本實(shí)現(xiàn)方法；能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和基本方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算、分析，并能對(duì)一些基本部件進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)總體上來(lái)說(shuō)是一門(mén)識(shí)記和理解類(lèi)的科目，即便是考查設(shè)計(jì)應(yīng)用類(lèi)的題目也不會(huì)很難，因此得高分的關(guān)鍵對(duì)相關(guān)概念和原理的充分識(shí)記和理解。鑒于考試科目比較多，推薦大家用唐朔飛老師的書(shū)作為輔導(dǎo)教材，這本書(shū)講的比較透徹詳細(xì)，而且這本書(shū)有本配套習(xí)題集，只要把書(shū)認(rèn)真看兩遍，把習(xí)題集上的東西搞懂，考試是沒(méi)有問(wèn)題的。

　　下面我們來(lái)解析一下知識(shí)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述這一章里面需要識(shí)記和了解的內(nèi)容比較多，出大題的可能性幾乎為零，大家要注意的兩個(gè)知識(shí)但就是計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程和計(jì)算機(jī)組成原理與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的區(qū)別。一些計(jì)算機(jī)常用的評(píng)價(jià)參數(shù)大家一定要弄明白具體含義，不要依靠自己主觀理解，這些概念在后續(xù)章節(jié)經(jīng)常用到，大家要知道的不能僅限于大綱上羅列出來(lái)的名詞。

　　數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算可以考查的知識(shí)點(diǎn)比較多。計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)據(jù)表示方法有哪幾種，常用的編碼方法有哪幾種，常用的檢驗(yàn)碼有哪幾種，他們都有一些什么樣的區(qū)別和聯(lián)系，要熟練掌握各種方法之間轉(zhuǎn)換，要做到拿到題就能轉(zhuǎn)換，不經(jīng)過(guò)大腦思考的地步。另外要注意的一個(gè)問(wèn)題就是新加的字符和字符串這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，這個(gè)考點(diǎn)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中給剔除了，把它放在了計(jì)算機(jī)組成原理里面，實(shí)際上是降低了它的重要性，比如令人頭痛的KMP算法是不會(huì)考了，但是大家要仔細(xì)體會(huì)這里面的不同，注意考查角度的不同。數(shù)據(jù)的運(yùn)算分為定點(diǎn)和浮點(diǎn)運(yùn)算，這個(gè)地方大家一定要重點(diǎn)掌握，這歷來(lái)都是經(jīng)常出大題的一個(gè)地方，尤其是定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。最后大家要關(guān)注的就是數(shù)據(jù)運(yùn)算的部件---ALU，大家要掌握是ALU的功能和結(jié)構(gòu)，串行加法器和并行加法器的原理和區(qū)別。

　　存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)。這一章中我們建立存儲(chǔ)器體系的“CACHE-內(nèi)存-外存”三層結(jié)構(gòu)，要掌握存儲(chǔ)器的分類(lèi)以及各類(lèi)存儲(chǔ)器的基本工作原理和主存儲(chǔ)器(內(nèi)存)與CPU的連接和數(shù)據(jù)交換、雙口RAM和多模塊存儲(chǔ)器。關(guān)于外存的知識(shí)點(diǎn)主要放在了輸入輸出系統(tǒng)一章考查。這一章中兩個(gè)必須要掌握的地方就是高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)和虛擬存儲(chǔ)器。其實(shí)存儲(chǔ)器這一章在復(fù)習(xí)的時(shí)候可以結(jié)合操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)器管理來(lái)加深理解。要明白引入CACHE和虛擬的存儲(chǔ)器的目的，他們的工作原理，實(shí)現(xiàn)方法。能說(shuō)出幾種主存容量擴(kuò)張方法、訪問(wèn)Cache的過(guò)程，計(jì)算硬盤(pán)的容量和訪問(wèn)時(shí)間。

　　指令系統(tǒng)。在這一章中需要掌握的是指令的格式和指令的尋址，其中指令尋址是考試容易考查的重點(diǎn)。要知道指令的基本格式結(jié)構(gòu)，定長(zhǎng)操作碼的格式和擴(kuò)展操作碼的格式結(jié)構(gòu)，熟悉常見(jiàn)指令的意義。熟悉常見(jiàn)的尋址方式和利用它們尋找有效地址的步驟。掌握RISC和CISC的定義和區(qū)別

　　中央處理器。中央處理器就是我們常說(shuō)的CPU，它是由ALU和CU(控制單元)兩大部件構(gòu)成。這一章里面我們要熟悉CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)通路的功能和結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確理解指令的執(zhí)行過(guò)程。熟悉控制單元的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，掌握組合邏輯和時(shí)序邏輯的特點(diǎn)和區(qū)別，掌握指令執(zhí)行周期的概念和指令流水線的分析。

　　總線?？偩€就是一組進(jìn)行互連和傳輸信息(指令、數(shù)據(jù)和地址)的信號(hào)線，我們要識(shí)記總線的基本概念，總線的分類(lèi)，以及總線的組成和性能指標(biāo)。這一章要掌握總線仲裁方法(包括集中仲裁方式和分布仲裁方式)和總線操作和定時(shí)(包括同步定時(shí)方式和異步定時(shí)方式)。大家要對(duì)總線的標(biāo)準(zhǔn)有所了解，總線的標(biāo)準(zhǔn)可以分為正式標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兩種，總線標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定總線的機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)范、功能結(jié)構(gòu)規(guī)范和電氣規(guī)范，當(dāng)然相應(yīng)的規(guī)范都有其對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)。這一章不是考試的重點(diǎn)，比較熱的地方就是總線的仲裁方式和定時(shí)方式。

　　輸入輸出系統(tǒng)。這一章，我們要掌握I/O系統(tǒng)的基本概念。外部設(shè)備這一部分不是考試的熱點(diǎn)，但是大家要識(shí)記各種外部設(shè)備，其中包括輸入設(shè)備(鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀等)、輸出設(shè)備(顯示器、打印機(jī)等)、外存儲(chǔ)器(硬盤(pán)存儲(chǔ)器、磁盤(pán)陣列、光盤(pán)存儲(chǔ)器等)。要理解這些設(shè)備的基本工作原理和常見(jiàn)的性能指標(biāo)。例如顯示器的分辨率、磁盤(pán)的讀寫(xiě)時(shí)間等，特別是磁盤(pán)的有關(guān)讀寫(xiě)過(guò)程(尋道時(shí)間、等待時(shí)間等)，是一定要掌握的。我們要掌握I/O控制器的功能和基本結(jié)構(gòu)、I/O端口及其編址方式。在I/O方式中，主要掌握程序查詢(xún)方式、程序中斷方式、DMA方式、通道方式的基本概念、工作原理和過(guò)程，以及這些方式之間的區(qū)別、各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合。在這些方式中，以程序中斷方式和DMA方式是考查重點(diǎn)，我們要爛熟于心的掌握住中斷的基本概念、中斷響應(yīng)過(guò)程、中斷處理過(guò)程、多重中斷和中斷屏蔽的概念，DMA控制器的組成；DMA傳送過(guò)程。

　　參考書(shū)建議大家用唐朔飛的，有助于建立知識(shí)體系，并且講的比較通透。