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2015年湖南大学0812计算机科学与技术考研大纲


  计算机组成与结构
  【考查目标】
  1.理解单处理器计算机系统中各组成部件的基本概念、基本结构、工作原理以及相互连接方式,理解计算机系统层次化结构概念,建立计算机系统的整机概念。
  2.能够运用计算机组成的基本原理和基本方法,对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析,并能对一些基本部件进行简单设计。
  【考查内容】
  一、计算机系统概述
  (一)计算机发展历程
  (二)计算机系统层次结构
  1.计算机硬件的基本组成
  2.计算机软件的基本组成
  3.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;MIPS、MFLOPS。
  二、数据的表示和运算
  (一)数制与编码
  1.进位计数制及其相互转换
  2.真值和机器数
  3.BCD码
  4.字符与字符串
  5.校验码
  (二)定点数的表示和运算
  1.定点数的表示
  无符号数的表示;有符号数的表示。
  2.定点数的运算及其硬件实现
  定点数的位移运算;补码定点数的加/减运算及其硬件实现、补码定点数的乘/除运算及其硬件实现;溢出概念和判别方法。
  (三)浮点数的表示和运算
  1.浮点数的表示
  浮点数的表示范围;IEEE754标准
  2.浮点数的加/减运算
  三、存储器
  (一)存储器的分类
  (二)存储器的层次化结构
  (三)半导体随机存取存储器
  1.SRAM的工作原理
  2.DRAM的工作原理
  (四)只读存储器
  (五)主存储器与CPU的连接
  (六)双口RAM和多模块存储器
  (七)高速缓冲存储器(Cache)
  1.Cache基本工作原理
  映射方式;查找算法;替换算法;写策略。
  2.Cache性能分析
  (八)虚拟存储器
  1.虚拟存储器的基本概念
  2.页式虚拟存储器
  3.段式虚拟存储器
  4.段页式虚拟存储器
  5.TLB(快表)
  四、指令系统
  (一)指令格式
  1.指令的基本格式
  2.定长操作码指令格式
  3.扩展操作码指令格式
  (二)指令类型
  1.数据传送类指令
  2.数据运算类指令
  3.程序控制类指令
  4.输入/输出类指令
  5.数据转换类指令
  (三)指令的寻址方式
  1.有效地址的概念
  2.数据寻址和指令寻址
  3.常见寻址方式
  (四)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
  (二)指令执行过程
  (三)数据通路的功能和基本结构
  (四)控制器的设计
  1.硬布线控制器的设计
  指令集结构;状态图;数据通路;控制信号。
  2.微程序控制器的设计
  微程序、微指令和微命令;微指令的编码方式;微地址的形式方式。
  (五)指令流水线
  1.指令流水线的基本概念
  2.流水线的性能及流水线冒险(竞争)处理技术
  六、总线
  (一)总线概述
  1.总线的基本概念
  2.总线的分类
  3.总线的组成及性能指标
  (二)总线仲裁
  1.集中仲裁方式
  2.分布仲裁方式
  (三)总线操作和定时
  1.同步定时方式
  2.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
  1.输入设备:键盘、鼠标
  2.输出设备:显示器、打印机
  3.外存储器:硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器
  (三)I/O接口(I/O控制器)
  1.I/O接口的功能和基本结构
  2.I/O端口及其编址
  (四)I/O方式
  1.程序查询方式
  2.程序中断方式
  中断的基本概念;中断响应过程;中断处理过程;多重中断和中断屏蔽的概念。
  3.DMA方式
  DMA控制器的组成;DMA传送过程。
  4.通道方式
  【参考教材】
  [1]WilliamStallings著.彭蔓蔓,吴强,任小西等译.计算机组成与体系结构:性能设计.北京:机械工业出版社,2011.5
  [2]JohnD.Carpinelli著.李仁发,彭蔓蔓译.计算机组成与体系结构(中文版).北京:人民邮电出版社,2003

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