西北师范大学计算机科学与工程学院硕士研究生入学考试大纲 计算机组成原理.doc

PAGE PAGE 5 西北师范大学计算机科学与工程学院硕士研究生入学考试大纲 计算机组成原理 第一章 计算机系统概论 第一节 计算机的分类 模拟计算机和电子计算机以及它们各自的特点。 第二节 计算机的发展简史 计算机的五代变化；半导体存储器的发展；微处理器的发展；计算机的性能指标。 第三节 计算机的硬件 硬件组成要素：运算器、存储器、控制器、适配器与输入输出设备。 第四节 计算机的软件 软件的组成与分类；软件的发展演变；多级组成的计算机系统；软件与硬件的逻辑等价性。 考核要求： 了解计算机分类、软硬件的层次关系，掌握硬件的组成。 第二章 运算方法和运算器 第一节 数据与文字的表示方法 数据格式（定点数、浮点数）；数的机器码表示（原码、补码、反码、移码）；字符与字符串的表示方法、汉字的表示方法、校验码。 第二节 定点加法、减法运算 补码加法；补码减法；溢出概念与检测方法；基本的二进制加法减法器。 第三节 定点乘法运算 原码并行乘法；直接补码并行乘法。 第四节 定点除法运算 原码除法算法原理；并行除法器。 第五节 定点运算器的组成 逻辑运算、多功能算术逻辑运算单元（ALU）；内部总线；定点运算器的基本结构。 第六节 浮点运算方法和浮点运算器 浮点加法、减法运算；浮点乘法、除法运算；浮点运算流水线、浮点运算器实例。 考核要求： 了解浮点运算方法和浮点运算器、定点除法运算、运算器的组成，掌握硬件的组成数制及其转换，熟练掌握定点加减法运算方法、定点乘法运算。 第三章 存储器体系 第一节 存储器概述 存储器的分类、存储器的分级、主存储器的技术指标。 第二节 SRAM存储器 基本的静态存储元阵列；基本的SRAM逻辑结构；读写周期波形图。 第三节 DRAM存储器 DRAM存储元的记忆原理；DRAM芯片的逻辑结构；读写周期、刷新周期；存储器容量的扩充； 高级的DRAM结构、DRAM读写的正确性校验。 第四节 只读存储器和闪速存储器 只读存储器ROM的原理和种类；FLASH存储器原理。 第五节 并行存储器 双端口存储器；多模块交叉存储器。 第六节 cache存储器 cache基本原理；主存与cache的地址映射；替换策略、cache的写操作策略。 第七节 虚拟存储器及奔腾系列机的虚存组织 虚拟存储器的基本概念；页式虚拟存储器；段式虚拟存储器和段页式虚拟存储器； 虚存的替换算法。 考核要求： 了解存储器的分类、存储器的分级、主存储器的技术指标，各类存储器的基本原理，掌握虚拟存储器的基本概念；页式虚拟存储器；段式虚拟存储器和段页式虚拟存储器； 虚存的替换算法。熟练掌握译码电路、存储器的扩展，达到应用。 第四章 指令系统 第一节 指令系统的发展与性能要求 指令系统的发展；指令系统的性能要求；低级语言与硬件结构的关系。 第二节 指令格式 操作码；地址码；指令字长度；指令助记符；指令格式举例。 第三节 操作数类型 一般的数据类型；Pentium数据类型；PowerPC数据类型。 第四节 指令和数据的寻址方式（2学时） 指令的寻址方式；操作数基本寻址方式；寻址方式举例。 第五节 典型指令 指令的分类；基本指令系统的操作；精简指令系统。 第六节 ARM汇编语言 用实例简要介绍ARM汇编语言。 考核要求： 了解令系统的发展与性能要求，掌握指令格式及各部分的功能，数据类型，典型指令系统；熟练掌握指令的寻址方式。 第五章 中央处理器 第一节 CPU的功能和组成 CPU的功能；CPU的基本组成；CPU中的主要寄存器；操作控制器与时序产生器。 第二节 指令周期 指令周期的基本概念；MOV指令的指令周期、LAD指令的指令周期、ADD指令的指令周期、STO指令的指令周期、JMP指令的指令周期等几个典型指令的周期；用方框图语言表示指令周期。 第三节 时序产生器和控制方式 时序信号的作用和体制；时序信号产生器；控制方式。 第四节 微程序控制器 微程序控制原理；微程序设计技术。 第五节 硬连线控制器 基本思想；指令执行流程；微操作控制信号的产生。 第六节 流水CPU 和RISC CPU 并行处理技术；流水CPU的结构、流水线中的主要问题。 考核要求： 了解流水CPU 和RISC CPU；掌握指令周期、时序产生器和控制方式，硬连线控制器；熟练掌握微程序控制原理、微程序设计技术。 第六章 总线系统 第一节 总线的概念和结构形态 总线的基本概念；总线的连接方式；总线的内部结构；总线结构实例。 第二节 总线接口与总线的仲裁 信息传送方式；总线接口的基本概念；集中式仲裁；分布式仲裁。 第三节 总线的定时和数据传送模式 总线的定时；总线数据传送模式。 第四节 HOST总线和PCI总线 多总线结构、PCI总线信