序前言第1 章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 1
大綱要求 1 考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 1
核心考點(diǎn) 1 基礎(chǔ)要點(diǎn) 1
本章知識(shí)體系框架圖 2
知識(shí)點(diǎn)講解 2
1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程 2
1.1.1 計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展 2
1.1.2 計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展 3
1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) 4
1.2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成 4
1.2.2 計(jì)算機(jī)硬件的基本組成 4
1.2.3 計(jì)算機(jī)軟件的分類 9
1.2.4 計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程 9
1.2.5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 10
1.3 計(jì)算機(jī)性能指標(biāo) 10
1.4 輔助知識(shí)點(diǎn) 11
輔助知識(shí)點(diǎn)1：門電路 12
輔助知識(shí)點(diǎn)2：三態(tài)門 14
輔助知識(shí)點(diǎn)3：片選譯碼器 14
輔助知識(shí)點(diǎn)4：那些可怕的專業(yè)術(shù)語(yǔ) 15
輔助知識(shí)點(diǎn)5：與字、字長(zhǎng)相關(guān)的那些名詞 16
輔助知識(shí)點(diǎn)6：與周期相關(guān)的那些名詞 16
習(xí)題 17 習(xí)題答案 20
第2 章數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算 23
大綱要求 23
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 23
核心考點(diǎn) 23
基礎(chǔ)要點(diǎn) 24
本章知識(shí)體系框架圖 24
知識(shí)點(diǎn)講解 24
2.1 數(shù)制與編碼 24
2.1.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換 24
2.1.2 真值和機(jī)器數(shù) 27
2.1.3 BCD 碼 27
2.1.4 字符和字符串 28
2.1.5 校驗(yàn)碼 29
2.2 定點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算 34
2.2.1 定點(diǎn)數(shù)的表示 34
2.2.2 定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算 38
2.3 浮點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算 58
2.3.1 浮點(diǎn)數(shù)的表示 58
2.3.2 浮點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算 60
2.4 算術(shù)邏輯單元 63
2.4.1 串行加法器和并行加法器 63
2.4.2 算術(shù)邏輯單元的功能和結(jié)構(gòu) 66
習(xí)題 68
習(xí)題答案 77
第3 章存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu) 90
大綱要求 90
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 90
核心考點(diǎn) 90
基礎(chǔ)要點(diǎn) 91
本章知識(shí)體系框架圖 91
知識(shí)點(diǎn)講解 91
3.1 存儲(chǔ)器的基本概念 91
3.1.1 存儲(chǔ)器的分類 91
3.1.2 存儲(chǔ)器的性能指標(biāo) 93
3.2 存儲(chǔ)器的層次化結(jié)構(gòu) 93
3.3 半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 94
3.3.1 半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的基本概念 94
3.3.2 SRAM 存儲(chǔ)器 95
3.3.3 DRAM 存儲(chǔ)器 96
3.3.4 只讀存儲(chǔ)器 100
3.3.5 Flash 存儲(chǔ)器 101
3.4 主存儲(chǔ)器與CPU 的連接 102
3.5 雙口RAM 和多模塊存儲(chǔ)器 107
3.6 高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache） 110
3.6.1 Cache 的基本工作原理 110
3.6.2 Cache 和主存之間的映射方式 113
3.6.3 Cache 中主存塊的替換算法 120

3.6.4 Cache 寫操作策略 120
3.7 虛擬存儲(chǔ)器 121
3.7.1 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 121
3.7.2 頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器 122
3.7.3 段式虛擬存儲(chǔ)器 122
3.7.4 段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器 122
3.7.5 TLB（快表） 122
3.8 外存儲(chǔ)器 125
習(xí)題 130
習(xí)題答案 141
第4 章 指令系統(tǒng) 157
大綱要求 157
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 157
核心考點(diǎn) 157
基礎(chǔ)要點(diǎn) 157
本章知識(shí)體系框架圖 158
知識(shí)點(diǎn)講解 158
4.1 指令格式 158
4.1.1 指令的基本格式 158
4.1.2 定長(zhǎng)操作碼指令格式 161
4.1.3 不定長(zhǎng)操作碼指令格式 161
4.2 指令的尋址方式 162
4.2.1 數(shù)據(jù)尋址和指令尋址 162
4.2.2 常見(jiàn)數(shù)據(jù)尋址方式 164
4.3 CISC 和RISC 的基本概念 171
習(xí)題 173
習(xí)題答案 181
第5 章中央處理器 195
大綱要求 195
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 195
核心考點(diǎn) 195
基礎(chǔ)要點(diǎn) 195
本章知識(shí)體系框架圖 196
知識(shí)點(diǎn)講解 196
5.1 CPU 的功能和基本結(jié)構(gòu) 196
5.1.1 CPU 的功能 196
5.1.2 CPU 的基本結(jié)構(gòu) 197
5.1.3 CPU 中的主要寄存器 198
5.2 指令執(zhí)行過(guò)程 200
5.2.1 指令周期 200
目 錄
5.2.2 指令執(zhí)行方案 201
5.2.3 指令的執(zhí)行過(guò)程與信息流 201
5.3 數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu) 202
5.4 控制器的功能和工作原理 204
5.4.1 控制單元的功能 204
5.4.2 控制單元的設(shè)計(jì) 210
5.5 指令流水線 218
5.5.1 指令流水線的基本概念 218
5.5.2 指令流水線的基本實(shí)現(xiàn) 219
5.5.3 超標(biāo)量和動(dòng)態(tài)流水線的基本概念 222
5.6 中斷系統(tǒng) 223
習(xí)題 229
習(xí)題答案 238
第6 章總線 252
大綱要求 252
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 252
核心考點(diǎn) 252
基礎(chǔ)要點(diǎn) 252
本章知識(shí)體系框架圖 253
知識(shí)點(diǎn)講解 253
6.1 總線概述 253
6.1.1 總線的基本概念 253
6.1.2 總線的分類 254
6.1.3 總線的組成及性能指標(biāo) 255
6.1.4 總線的結(jié)構(gòu) 256
6.2 總線仲裁（2020 年408 新大綱已刪除） 257
6.2.1 集中仲裁方式 258
6.2.2 分布仲裁方式 260
6.3 總線操作和定時(shí) 260
6.3.1 總線周期的概念 260
6.3.2 同步定時(shí)方式 260
6.3.3 異步定時(shí)方式 262
6.4 總線標(biāo)準(zhǔn) 263
習(xí)題 264
習(xí)題答案 268
第7 章輸入/輸出系統(tǒng) 273
大綱要求 273
考點(diǎn)與要點(diǎn)分析 273
核心考點(diǎn) 273
基礎(chǔ)要點(diǎn) 273
本章知識(shí)體系框架圖 274
知識(shí)點(diǎn)講解 274
7.1 I/O 系統(tǒng)基本概念 274
7.2 外部設(shè)備 277
7.2.1 I/O 設(shè)備分類 277
7.2.2 輸入設(shè)備 277
7.2.3 輸出設(shè)備 278
7.3 I/O 接口（I/O 控制器） 279
7.3.1 I/O 接口基礎(chǔ)知識(shí) 279
7.3.2 I/O 接口的功能和基本結(jié)構(gòu) 279
7.3.3 I/O 端口及其編址 281
7.4 I/O 方式 282
7.4.1 程序查詢方式 282
7.4.2 程序中斷方式 284
7.4.3 DMA 方式 288
習(xí)題 294
習(xí)題答案 300
第8 章非統(tǒng)考高校知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充 309
8.1 浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍 309
8.2 浮點(diǎn)數(shù)的乘除法運(yùn)算 312
8.3 MIPS 指令集 315
參考文獻(xiàn) 317