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《计算机组成原理》复习资料 “计算机组成原理”是计算机科学与技术专业的一门主干课程，必修。从课程的地位来说，它在先导课程——“数字逻辑”、“数字电路”和后续课程——“操作系统”、“系统结构”等之间起着承上启下和继往开来的作用。 一. 本课程的学习目的： 1.通过本课程的学习，掌握计算机硬件系统各部分的组成及工作原理。 2.掌握由各部件组成整机的工作原理，从而较好地建立起计算机的整机概念。所谓整机概念，简单地说，就是在脑子里有一台运转起来的计算机。它包括运转起来的计算机各部分组成整机的方法及执行指令过程各部件的相互联系——空间概念和各部件在时间上的密切配合，协调工作——时间概念。 3.掌握计算机系统硬件分析，设计和调试的技能。这主要是通过原理课的实验和课程设计达到这一学习目的，建议尽可能安排实验环节及课程设计。 二. 本课程的学习内容： 1.中央处理器的组成原理。 主要的内容是运算方法和运算器、控制器、指令系统和系统总线。 2.存储器的组织及输入输出组织。 主要的内容是高速缓冲存储器Cache、主存储器、外存储器和由它们组成的多级存储系统；常用的输入/输出设备和输入/输出系统。 三.本课程的特点： 1.具有要求的基础较高，知识面广和承上启下的特点。 2.具有概念多、难度大的特点。 根据以上的特点，要求在学习《计算机组成原理》课前必须要有较扎实的数字逻辑和数字电路的知识，学习本课程必须弄清原理，按质完成一定量的习题，要在理解的基础上记住有关的原理、概念和术语。通过不断的学习、复习，有意识有目的地围绕“整机概念”这一最大的难点主动地学习，有条件者可结合计算机系统的监控程序分析、学习，效果会更好，只要努力，我们学习《计算机组成原理》课程的目的就一定能达到。 四. 主要参考文献： 1.黄钦胜 朱娟，计算机组成原理，电子工业出版社，2003年。 2.黄钦胜等编著，计算机组成原理习题与题解，电子工业出版社，2004年。 第1章 计算机系统概论 本章的学习目的：初步了解计算机系统的组成和计算机的工作过程，掌握常用的概念、名词术语，为以后各章的学习打下基础。 本章要掌握的主要内容： 1.电子计算机的分类，电子数字计算机的特点。 2.计算机与人们的生活息息相关，了解计算机有哪些主要的应用。 3.计算机系统是由硬件和软件两大部分组成的，硬件是物资基础，软件是解题的灵魂。弄清硬件和软件的概念。 4.计算机硬件系统所包含的主要部分，各部分的功能及其组成框图。 5.计算机的工作过程，主要是执行指令的过程。而指令周期包括取出指令、解释指令和执行指令两个阶段。 6.计算机发展所经历的五代，前四代分代的主要标志是以所使用的主要逻辑元件来划分的，第五代计算机以知识推理，人工智能为主要标志。 7.当前计算机组织结构发展的趋势。 8.冯·努依曼计算机的设计思想是采用二进制表示各种信息以及存储程序和程序控制。存储程序的概念是将解题程序（连同必须的原始数据）预先存入存储器；程序控制是指控制器依据所存储的程序控制全机自动、协调地完成解题任务。存储程序和程序控制统称为存储程序控制。 9.控制器和运算器合称为中央处理器CPU，当前CPU芯片还集成有存储管理部件、Cache等；CPU和内存储器合称为计算机主机。 10.指令字和数据均以二进制代码的形式存入存储器，计算机是如何区分出指令和数据的。 11.计算机系统的主要性能指标包括哪些？ 12.计算机的运算速度是指它每秒钟执行指令的条数。单位是MIPS（百万条指令每秒） 式中，n—指令的种类 fi —第i种指令在程序中出现的频度（%） ti —第i种指令的指令周期 13.计算机系统按功能划分，通常为五级的层次结构，每一级都可进行程序设计。 14.机器功能的软硬件划分取决于价格、速度、可靠性、存储容量和变更周期等。 15.软件和硬件在逻辑功能上是等效的。合理分配软硬件的功能是计算机总体结构的重要内容。 16.固件是具有软件功能的硬件，它是介于传统软硬件之间的实体。从功能上说类似于软件，就其形态说类似硬件。 17.本章主要的术语及概念： 运算器、控制器、中央处理器CPU、主机、存储器、I/O接口（适配器）、I/O设备、总线、存储程序、程序控制、硬件、软件、固件、运算速度、存储容量、单元地址、存储单元、程序、指令。 第2章 运算方法和运算器 本章的学习目的：弄清数据与文字在计算机中的表示法，定点加、减、乘、除运算的算法，浮点数的表示法及运算方法，逻辑运算的实现，定点、浮点运算器的组成及工作原理。 本章要掌握的主要内容： 1.进位计数制及不同计数制（十、二、八、十六）之间数的转换方法。 进位计数制有两个要素，一是基数R，二是位权Ri。R是指计数制中所用到的数码个数，如十进制为0~9共十个数字符号；Ri是指R进制数中数