2023年计算机组成原理考研复习指导

本书是计算机专业研究生入学考试“计算机组成原理”课程的复习用书，内容包括计算机系统概述、数据的表示和运算、存储系统、指令系统、中央处理器、总线、输入/输出系统等。全书严格按照近期新计算机考研大纲的计算机组成原理部分，对大纲所涉及的知识点进行集中梳理，力求内容精炼、重点突出、深入浅出。本书精选各名校的历年考研真题，给出详细的解题思路，力求实现讲练结合、灵活掌握、举一反三的功效。本书可作为考生参加计算机专业研究生入学考试的复习用书，也可作为计算机专业学生学习操作系统课程的辅导用书。

第1章计算机系统概述1
1．1*计算机发展历程1
*1．1．1计算机硬件的发展1
*1．1．2计算机软件的发展2
*1．1．3本节习题精选2
*1．1．4答案与解析2
1．2计算机系统层次结构3
1．2．1计算机系统的组成3
1．2．2计算机硬件3
1．2．3计算机软件5
1．2．4计算机系统的层次结构5
1．2．5计算机系统的工作原理6
1．2．6本节习题精选8
1．2．7答案与解析10
1．3计算机的性能指标13
1．3．1计算机的主要性能指标13
1．3．2几个专业术语15
1．3．3本节习题精选15
1．3．4答案与解析18
1．4本章小结22
1．5常见问题和易混淆知识点23
第2章数据的表示和运算25
2．1数制与编码25
2．1．1进位计数制及其相互转换25
*2．1．2BCD码28
2．1．3定点数的编码表示28
2．1．4整数的表示31
2．1．5本节习题精选31
2．1．6答案与解析33
2．2运算方法和运算电路36
2．2．1基本运算部件36
2．2．2定点数的移位运算39
2．2．3定点数的加减运算40
2．2．4定点数的乘除运算42
2．2．5C语言中的整数类型及类型转换46
2．2．6数据的存储和排列48
2．2．7本节习题精选49
2．2．8答案与解析55
2．3浮点数的表示与运算63
2．3．1浮点数的表示63
2．3．2浮点数的加减运算66
2．3．3本节习题精选67
2．3．4答案与解析71
2．4本章小结79
2．5常见问题和易混淆知识点79
第3章存储系统81
3．1存储器概述81
3．1．1存储器的分类81
3．1．2存储器的性能指标82
3．1．3多级层次的存储系统83
3．1．4本节习题精选84
3．1．5答案与解析85
3．2主存储器87
3．2．1SRAM芯片和DRAM芯片87
3．2．2只读存储器89
3．2．3主存储器的基本组成90
3．2．4多模块存储器91
3．2．5本节习题精选93
3．2．6答案与解析96
3．3主存储器与CPU的连接100
3．3．1连接原理100
3．3．2主存容量的扩展101
3．3．3存储芯片的地址分配和片选103
3．3．4存储器与CPU的连接103
3．3．5本节习题精选104
3．3．6答案与解析106
3．4外部存储器111
3．4．1磁盘存储器111
3．4．2固态硬盘112
3．4．3本节习题精选113
3．4．4答案与解析114
3．5高速缓冲存储器115
3．5．1程序访问的局部性原理115
3．5．2Cache的基本工作原理116
3．5．3Cache和主存的映射方式118
3．5．4Cache中主存块的替换算法121
3．5．5Cache写策略122
3．5．6本节习题精选123
3．5．7答案与解析128
3．6虚拟存储器136
3．6．1虚拟存储器的基本概念136
3．6．2页式虚拟存储器136
3．6．3段式虚拟存储器139
3．6．4段页式虚拟存储器140
3．6．5虚拟存储器与Cache的比较140
3．6．6本节习题精选140
3．6．7答案与解析145
3．7本章小结150
3．8常见问题和易混淆知识点150
第4章指令系统152
4．1指令格式152
4．1．1指令的基本格式152
4．1．2定长操作码指令格式154
4．1．3扩展操作码指令格式154
4．1．4指令的操作类型155
4．1．5本节习题精选155
4．1．6答案与解析157
4．2指令的寻址方式160
4．2．1指令寻址和数据寻址161
4．2．2常见的数据寻址方式161
4．2．3本节习题精选165
4．2．4答案与解析172
4．3程序的机器级代码表示179
4．3．1常用汇编指令介绍179
4．3．2过程调用的机器级表示184
4．3．3选择语句的机器级表示186
4．3．4循环语句的机器级表示188
4．3．5本节习题精选190
4．3．6答案与解析193
4．4CISC和RISC的基本概念194
4．4．1复杂指令系统计算机（CISC）194
4．4．2精简指令系统计算机（RISC）195
4．4．3CISC和RISC的比较195
4．4．4本节习题精选196
4．4．5答案与解析196
4．5本章小结197
4．6常见问题和易混淆知识点197
第5章中央处理器199
5．1CPU的功能和基本结构199
5．1．1CPU的功能199
5．1．2CPU的基本结构200
5．1．3本节习题精选201
5．1．4答案与解析203
5．2指令执行过程205
5．2．1指令周期205
5．2．2指令周期的数据流206
5．2．3指令执行方案208
5．2．4本节习题精选208
5．2．5答案与解析210
5．3数据通路的功能和基本结构212
5．3．1数据通路的功能212
5．3．2数据通路的基本结构213
5．3．3本节习题精选214
5．3．4答案与解析219
5．4控制器的功能和工作原理225
5．4．1控制器的结构和功能225
5．4．2硬布线控制器225
5．4．3微程序控制器229
5．4．4本节习题精选235
5．4．5答案与解析238
5．5异常和中断机制243
5．5．1异常和中断的基本概念243
5．5．2异常和中断的分类244
5．5．3异常和中断响应过程245
5．5．4本节习题精选245
5．5．5答案与解析246
5．6指令流水线247
5．6．1指令流水线的基本概念247
5．6．2流水线的基本实现249
5．6．3流水线的冒险与处理252
5．6．4流水线的性能指标253
5．6．5高级流水线技术253
5．6．6本节习题精选254
5．6．7答案与解析259
5．7多处理器的基本概念266
5．7．1SISD、SIMD、MIMD的基本概念266
5．7．2硬件多线程的基本概念267
5．7．3多核处理器的基本概念268
5．7．4共享内存多处理器的基本概念268
5．7．5本节习题精选269
5．7．6答案与解析270
5．8本章小结271
5．9常见问题和易混淆知识点272
第6章总线273
6．1总线概述273
6．1．1总线基本概念273
6．1．2总线的分类274
6．1．3系统总线的结构274
6．1．4常见的总线标准275
6．1．5总线的性能指标276
6．1．6本节习题精选276
6．1．7答案与解析279
6．2总线事务和定时284
6．2．1总线事务284
6．2．2同步定时方式284
6．2．3异步定时方式284
6．2．4本节习题精选285
6．2．5答案与解析286
6．3本章小结287
6．4常见问题和易混淆知识点288
第7章输入/输出系统289
*7．1I/O系统基本概念289
*7．1．1输入/输出系统289
*7．1．2I/O控制方式290
*7．1．3外部设备290
7．1．4本节习题精选291
7．1．5答案与解析292
7．2I/O接口293
7．2．1I/O接口的功能293
7．2．2I/O接口的基本结构293
7．2．3I/O接口的类型294
7．2．4I/O端口及其编址294
7．2．5本节习题精选295
7．2．6答案与解析296
7．3I/O方式297
7．3．1程序查询方式297
7．3．2程序中断方式298
7．3．3DMA方式302
7．3．4本节习题精选304
7．3．5答案与解析311
7．4本章小结321
7．5常见问题和易混淆知识点321
参考文献323