2022考研計(jì)算機(jī)大綱：計(jì)算機(jī)組成原理部分考查內(nèi)容

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　　計(jì)算機(jī)組成原理

　　【大綱部分原文】

　　考查目標(biāo)

　　1.掌握單處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中主要部件的工作原理、組成結(jié)構(gòu)以及相互連接方式。

　　2.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，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，并能夠?qū)ο嚓P(guān)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　3.理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念，能夠綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和基本方法，對(duì)高級(jí)編程語(yǔ)言(C語(yǔ)言)程序中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，具備軟硬件協(xié)調(diào)分析和設(shè)計(jì)能力。

　　一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

　　(一)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

　　1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成

　　2.計(jì)算機(jī)硬件的基本組成

　　3.計(jì)算機(jī)軟件和硬件的關(guān)系

　　4.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理

　　“存儲(chǔ)程序”工作方式，高級(jí)語(yǔ)言程序與機(jī)器語(yǔ)言程序之間的轉(zhuǎn)換，程序和指令的執(zhí)行過(guò)程。

　　(二)計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)

　　吞吐量、響應(yīng)時(shí)間、CPU時(shí)鐘周期、主頻、CPI、CPU執(zhí)行時(shí)間;MIPS、MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS、EFLOPS、ZFLOPS。

　　二、數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算

　　(一)數(shù)制與編碼

　　1.進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其數(shù)據(jù)直接的相互轉(zhuǎn)換

　　2.定點(diǎn)數(shù)的編碼表示

　　(二)運(yùn)算方法和運(yùn)算電路

　　1.基本運(yùn)算部件

　　加法器，算術(shù)邏輯部件(ALU)

　　2.加/減運(yùn)算

　　補(bǔ)碼加/減運(yùn)算器，標(biāo)志位的生成

　　3.乘/除運(yùn)算

　　乘/除運(yùn)算的基本原理，乘法電路和除法電路的基本結(jié)構(gòu)

　　(三)整數(shù)的表示和運(yùn)算

　　1.無(wú)符號(hào)整數(shù)的表示和運(yùn)算

　　2.有符號(hào)整數(shù)的表示和運(yùn)算

　　(四)浮點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算

　　1.浮點(diǎn)數(shù)的表示

　　IEEE 754標(biāo)準(zhǔn)

　　2.浮點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算

　　三、存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)

　　(一)存儲(chǔ)器的分類(lèi)

　　(二)層次化存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)

　　(三)半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

　　1.SRAM存儲(chǔ)器

　　2.DRAM存儲(chǔ)器

　　3.Flash存儲(chǔ)器

　　(四)主存儲(chǔ)器

　　1.DRAM芯片和內(nèi)存條

　　2.多模塊存儲(chǔ)器

　　3.主存和CPU之間的連接

　　(五)外部存儲(chǔ)器

　　1.磁盤(pán)存儲(chǔ)器

　　2.固態(tài)硬盤(pán)(SSD)

　　(六)高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)

　　1.Cache的基本原理

　　2.Cache和主存之間的映射方式

　　3.Cache中主存塊的替換算法

　　4.Cache寫(xiě)策略

　　(七)虛擬存儲(chǔ)器

　　1.虛擬存儲(chǔ)器的基本概念

　　2.頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器

　　基本原理，頁(yè)表，地質(zhì)轉(zhuǎn)換，TLB(快表)

　　3.段式虛擬存儲(chǔ)器的基本原理

　　4.段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器的基本原理

　　四、指令系統(tǒng)

　　(一)指令系統(tǒng)的基本概念

　　(二)指令格式

　　(三)尋址方式

　　(四)數(shù)據(jù)的對(duì)齊和大/小端存放方式

　　(五)CISC和RISC的基本概念

　　(六)高級(jí)語(yǔ)言程序與機(jī)器級(jí)代碼之間的對(duì)應(yīng)

　　1.編譯器、匯編器和鏈接器的基本概念

　　2.選擇結(jié)構(gòu)語(yǔ)句的機(jī)器級(jí)表示

　　3.循環(huán)結(jié)構(gòu)語(yǔ)句的機(jī)器級(jí)表示

　　4.過(guò)程(函數(shù))調(diào)用對(duì)應(yīng)的機(jī)器級(jí)表示

　　五、中央處理器(CPU)

　　(一)CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)

　　(二)指令執(zhí)行過(guò)程

　　(三)數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu)

　　(四)控制器的功能和工作原理

　　(五)異常和中斷機(jī)制

　　1.異常和中斷的基本概念

　　2.異常和中斷的分類(lèi)

　　3.異常和中斷的檢測(cè)與響應(yīng)

　　(六)指令流水線(xiàn)

　　1、指令流水線(xiàn)的基本概念

　　2、指令流水線(xiàn)的基本實(shí)現(xiàn)

　　3、結(jié)構(gòu)冒險(xiǎn)、數(shù)據(jù)冒險(xiǎn)和控制冒險(xiǎn)的處理

　　4.超標(biāo)量和動(dòng)態(tài)流水線(xiàn)的基本概念

　　(七)多處理器基本概念

　　1.SISD、SIMD、MIMD、向量處理器的基本概念

　　2.硬件多線(xiàn)程的基本概念

　　3.多核處理器(multi-core)的基本概念

　　4.共享內(nèi)存多處理器(SMP)的基本概念
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