(1.1)--《计算机组成原理》计算机组成原理.doc

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1、计算机组成原理考试大纲（2020版）一、考试基本要求1.理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。2.理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。3.能够综合运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，对一些基本部件进行简单设计；并能对高级程序设计语言(如C语言)中的相关问题进行分析。二、考试内容1计算机系统概述（一）计算机发展历程（二）计算机系统层次结构1.计算机系统的基本组成；2.计算机硬件的基本组成；3.计算机软件和硬件的关系

2、；4.计算机的工作过程。（三）计算机性能指标吞吐量、响应时间；CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间；MIPS、MFLOPS 、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS。2数据的表示和运算（一）数制与编码1.进位计数制及其相互转换；2.真值和机器数；3.BCD码；4.字符与字符串；5.校验码。（二）定点数的表示和运算1.定点数的表示：无符号数的表示；有符号数的表示。2.定点数的运算：定点数的位移运算；原码定点数的加、减运算；补码定点数的加、减运算；定点数的乘、除运算；溢出概念和判别方法。（三）浮点数的表示和运算1.浮点数的表示：浮点数的表示范围；IEEE754标准。2.浮点数的加/减运算

3、。（四）算术逻辑单元ALU1.串行加法器和并行加法器；2.算术逻辑单元ALU的功能和结构。3存储器层次结构（一）存储器的分类（二）存储器的层次化结构（三）半导体随机存取存储器1.SRAM存储器的工作原理；2.DRAM存储器的工作原理；（四）只读存储器（五）主存储器与CPU的连接（六）双口RAM和多模块存储器（七）高速缓冲存储器（Cache）1.程序访问的局部性原理；2.Cache的基本工作原理；3.Cache和主存之间的映射方式；4.Cache中主存块的替换算法；5.Cache写策略。（八）虚拟存储器1.虚拟存储器的基本概念；2.页式虚拟存储器（含TLB）4指令系统（一）指令格式1.指令的基本

4、格式；2.定长操作码指令格式；3.扩展操作码指令格式。（二）指令的寻址方式1.有效地址的概念；2.数据寻址和指令寻址；3.常见寻址方式。（三）CISC和RISC的基本概念5中央处理器（CPU）（一）CPU的功能和基本结构（二）指令执行过程（三）数据通路的功能和基本结构（四）控制器的功能和工作原理1.硬布线控制器；2.微程序控制器：微程序、微指令和微命令；微命令格式；微指令的编码方式；微地址的形式方式。（五）指令流水线1.指令流水线的基本概念；2.指令流水线的基本实现；3.超标量和动态流水线的基本概念。6总线（一）总线概述1.总线的基本概念；2.总线的分类；3.总线的组成及性能指标。（二）总线仲

5、裁1.集中仲裁方式；2.分布仲裁方式。（三）总线操作和定时1.同步定时方式；2.异步定时方式。（四）总线标准7输入输出（I/O）系统（一）I/O系统基本概念（二）外部设备1.输入设备：键盘、鼠标；2.输出设备：显示器、打印机；3.外存储器：硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器。（三）I/O接口(I/O控制器)1.I/O接口的功能和基本结构；2.I/O端口及其编址。（四）I/O方式1.程序查询方式；2.程序中断方式：中断的基本概念、中断响应过程、中断处理过程、多重中断和中断屏蔽的概念；3.DMA方式：DMA控制器的组成、DMA传送过程；4.通道方式。三、考试形式闭卷考试，考试时长120分钟，试卷满分

6、为100分。四、题型及分值（一）单项选择题（每小题2分，共30分）1冯诺依曼机工作的基本方式的特点是（B ）。A.多指令流单数据流； B.按地址访问并顺序执行指令；C.堆栈操作； D.存贮器按内容选择地址。2.主存贮器和CPU之间增加cache的目的是（A）。A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题；B.扩大主存贮器容量；C.扩大CPU中通用寄存器的数量；D.既扩大主存贮器容量，又扩大CPU中通用寄存器的数量。3.同步控制是（C ）。A.只适用于CPU控制的方式； B.只适用于外围设备控制的方式；C.由统一时序信号控制的方式； D.所有指令执行时间都相同的方式。（二）判断题（每小题1分，共10分

7、；正确的填，错误的填）1模拟计算机的特点是数值用连续量来表示。（）2寄存器间接寻址方式中，操作数在主存单元。（）3. 发生中断请求的条件是一条指令执行结束。（）（三）填空题（每空1分，共10分）得分评卷人1计算机的硬件包括( )、( )、( )、( )、( )输出设备。2按IEEE754标准，一个浮点数由( )、( )、( )三个域组成。3. 主存与cache的地址映射有（ ）、（ ）、（ ）三种方式。（四）计算题（每小题5分，共10分）1 已知：x=+126，y=-120，设机器字长为8bit， 求： x原，x反，x补； y原，y反，y补； x补+y补=? 由求得x+y=?（五）分析及应用题（每小题5分，共10分）1.某机指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。（六） 设计题（每小题10分，共20分）1.双总线结构机器的数据通路如图所示，写出ADD R2，R0SUB R1，R3STO R1，(R2)LAD (R3),R0指令的指令周期流程图，标出各微操作信号序列。2. 用32K*4位的RAM芯片构成128K*8位的存储系统，问：（1） 计算一共需要多少个RAM芯片？分几组？（2） 整个存储系统需要多少根数据线？计算整个存储系统需要多少根地址线？其中要多少根作片选信号？4