一、计算机系统概述
本章主要是一些计算机专业常识类的概念，非常基础，也非常重要（不仅仅针对考试）。
✶计算机系统；
✶理解层次结构的计算机系统；
硬件（只能理解机器语言）、第一级虚拟机（汇编语言）、第二级虚拟机（高级语言）；
理解计算机是一个层次结构的系统，对于大家理解硬件与软件之间的关系，理解高
级语言是怎样被计算机执行的，理解组成原理涉及的知识与操作系统、编译软件、
高级语言编写的应用软件之间的关系，都很重要，希望大家真的能够理解这种层次
结构。
✶冯.诺依曼机的特点、核心思想，对应的计算机系统的硬件框图，与现代计算机不同的地方。理解计算机硬件各部件的作用；
✶衡量计算机性能的主要指标- 机器字长、主频、CPI、MIPS、FLOPS等等
二、系统总线
✶什么是总线？总线的特点？
✶总线的分类
（按照连接对象分类：片内总线、系统总线、通信总线）；系统总线的组成；
数据线、控制线、地址线；数据线的根数有什么意义，地址线的根数有什么意
义。
✶总线的性能指标
总线宽度、总线带宽、总线复用、时钟同/异步、控制方式；
总线带宽（总线数据传输率）= 总线时钟频率×总线宽度（结合课后练习）✶总线标准
理解总线标准的意义，看看你知道主板上的几种标准总线，AGP、PCI、PCI
Express、USB、SATA、IDE、RS-232等等；
✶理解多级总线结构的设计原则
因为总线的共享特性，某一时间，总线上只能有一个设备进行数据的发送，这
奚梦瑶回应怀孕
样，速度不同的设备挂接在同一条总线上，速度快的设备因为等待使用总线，
而丧失了效率，因此有了多总线结构。
原则：速度相近的设备挂接在同一条总线上；速度越快的总线距离CPU越近。
✶总线控制-仲裁黄河是怎样变化的
为什么要进行总线控制？主设备、从设备，总线控制的几种仲裁方式的仲裁过
程、特点、用于仲裁的连接线的数量。
✶总线控制-通信胭脂结局
对存储器的读/写操作是一种基于系统总线同步通信，想想这个过程，看看时
序图，理解什么是同步通信方式，它和异步通信的最大不同在哪里？
三、存储器
✶存储器的分类
按存储介质、按照访问方式分类（RAM/ROM各自的特点和分类）、按在计算机中的作用分类
✶计算机的层次结构（三级存储体系）
程序局部性访问原理的思想、结构图、Cache-主存层次和主存-辅存两个层次各自的作用。
✶主存储器
➢主存储器的性能指标（存储容量、存储速度（存取周期和存取时间）、存储器带宽）；
➢CPU与存储器的连接（存储器扩展）
魏千翔娄艺潇半导体芯片的管脚：地址线/数据线和容量之间的关系、片选信号的作用；
字扩展/位扩展/字位同时扩展的实施过程：芯片的挑选、地址空间的划分、片
选逻辑的设计，以及最后CPU与各芯片之间的连接图。
➢DRAM的刷新问题（为什么要刷新？各种刷新方式及比较）；
➢提高访存速度的措施–多体交叉存储器（高位/低位多体交叉的地址在体间的分布、应用特点）
✶高速缓冲存储器Cache
➢程序访问的局部性原理
➢命中率/缺失率（计算方法）
➢影响命中率的因素- Cache容量、Cache的块长
➢理解带有Cache的存储系统的读操作过程
➢Cache的三种映像机制
主存地址和Cache地址的划分问题、命中率的计算方法。
➢Cache的替换方式
FIFO/LRU，学过操作系统的同学都会，替换过程和页管理一样。
✶辅助存储器
➢磁表面存储器（磁盘）的性能指标
道密度、位密度、道容量、存储容量、平均访问时间、平均道时间、平均等
待时间
四、输入输出系统
✶外部设备的分类（常识）
✶显示设备的指标（分辨率，灰度级，帧存储器的大小）
✶IO编址方式（端口地址空间与存储器存储空间关系）
✶为什么要使用IO接口？
✶IO接口的功能与内部寄存器结构
✶IO控制方式–程序查询方式
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➢IO查询程序的流程
➢查询方式的特点
✶IO控制方式–程序中断方式
➢IO中断方式与IO查询方式进行比较
➢中断服务程序的流程（单重中断/多重中断）
➢关于中断技术本身的相关知识点，放在CPU一章说明
✶IO控制方式– DMA方式
➢什么是DMA？
➢DMA与CPU分时使用主存（系统总线）的三种方法；比较死区问题
➢DMA接口的组成与各部件的功能
➢DMA传送过程及各阶段对CPU的占用情况
➢选择型DMA接口与多路型DMA接口（在数据传输率的计算方面不同）
➢DMA与中断技术的比较
胆怯的拼音五、计算机的运算方法
✶编码
➢定点编码
①求编码
由十进制真值求原/反/补码；
由补码求相反数的补码；
补码与移码之间的转换关系；
②求表示范围
一定长度的机器码，原/反、补/移的表示范围；
原、反、补、移码的零的表示；
➢浮点编码
①概念
什么是规格化？给定一个浮点数，判断是否为规格化；
明确浮点数的精度和范围分别取决于尾数的长度和阶码的长度；
②求规格化的浮点表示形式
给定十进制真值，指定阶码和尾数的编码方式，求规格化的浮点表示；
求IEEE754标准格式的浮点表示；
高级语言中的数据类型以及类型转换
灵活考查定点和浮点编码知识的运用能力，结合高级语言中各种不同数据类型
的长度，要求能够求出给定数据的机器表示。
类型转换的主要方式有：长转短（截低位），短转长（扩展高位，视有符号数
和无符号数扩展内容不同），整型转浮点（没有问题），浮点转整型（丢精度）。✶运算
➢定点运算
①补码移位运算
明确移位运算的意义；
能够正确的求给定补码移位运算后的结果；
明确高级语言C中，移位运算符及相应操作的方式。
②补码的加减法及溢出判断方法。
③乘法（注意需要描述运算过程）
原码一位乘（不带符号运算）；
补码一位乘Booth算法；
④除法（注意需要描述运算过程）
原码不恢复余数法（加减交替法）；
补码的不恢复余数法；
⑤明确N位数值位，进行各种乘法/除法运算，需要的加法和移位的次数；
➢浮点运算
浮点加减运算
✶运算器—快速进位链
➢快速进位原理。
➢用4位并行加法器74181和并行进位链芯片74182构成多位并行加法器的方法。
六、指令系统
✶概念
➢机器指令与指令系统；
➢指令字长、机器字长、存储字长；
➢操作数在存储器中的存放--边界对准原则；
➢什么是寻址方式？
✶寻址方式
➢操作数寻址要求，明确各种寻址方式的物理地址表达式，寻址过程，寻址范围，需要访存的次数。
✶指令格式的设计
➢操作码扩展技术+寻址方式；
七、CPU的结构与功能（概念都很重要。。，不仅仅就考试而言）
✶CPU功能与结构
➢CPU的功能，简单的说就是取指令，分析指令，执行指令。
➢CPU的组成，ALU,CU，寄存器
➢CPU内部寄存器，需要清楚各种用户不可见的，用于状态/控制的寄存器。
✶指令周期
➢四个机器周期，及其顺序。
✶指令流水
➢并行性的四个级别。
➢指令流水的原理和指令流水的理想性能。
➢影响指令流水性能的因素和解决方法。