本書是計算機專業(yè)研究生入學考試“計算機組成原理”課程的復習用書，內(nèi)容包括計算機系統(tǒng)概述、數(shù)據(jù)的表示和運算、存儲系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、中央處理器、總線、輸入/輸出系統(tǒng)等。全書嚴格按照最新計算機考研大綱的計算機組成原理部分，對大綱所涉及的知識點進行集中梳理，力求內(nèi)容精煉、重點突出、深入淺出。本書精選各名校的歷年考研真題，給出詳細的解題思路，力求實現(xiàn)講練結合、靈活掌握、舉一反三的功效。本書可作為考生參加計算機專業(yè)研究生入學考試的復習用書，也可作為計算機專業(yè)學生學習操作系統(tǒng)課程的輔導用書。
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第1章 計算機系統(tǒng)概述 1
1.1 *計算機發(fā)展歷程 1
*1.1.1 計算機硬件的發(fā)展 1
*1.1.2 計算機軟件的發(fā)展 2
*1.1.3 本節(jié)習題精選 2
*1.1.4 答案與解析 2
1.2 計算機系統(tǒng)層次結構 3
1.2.1 計算機系統(tǒng)的組成 3
1.2.2 計算機硬件 3
1.2.3 計算機軟件 5
1.2.4 計算機系統(tǒng)的層次結構 5
1.2.5 計算機系統(tǒng)的工作原理 6
1.2.6 本節(jié)習題精選 8
1.2.7 答案與解析 10
1.3 計算機的性能指標 13
1.3.1 計算機的主要性能指標 13
1.3.2 幾個專業(yè)術語 15
1.3.3 本節(jié)習題精選 15
1.3.4 答案與解析 18
1.4 本章小結 22
1.5 常見問題和易混淆知識點 23
第2章 數(shù)據(jù)的表示和運算 25
2.1 數(shù)制與編碼 25
2.1.1 進位計數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換 25
*2.1.2 BCD碼 28
2.1.3 定點數(shù)的編碼表示 28
2.1.4 整數(shù)的表示 31
2.1.5 本節(jié)習題精選 31
2.1.6 答案與解析 33
2.2 運算方法和運算電路 36
2.2.1 基本運算部件 36
2.2.2 定點數(shù)的移位運算 39
2.2.3 定點數(shù)的加減運算 40
2.2.4 定點數(shù)的乘除運算 42
2.2.5 C語言中的整數(shù)類型及類型轉(zhuǎn)換 46
2.2.6 數(shù)據(jù)的存儲和排列 48
2.2.7 本節(jié)習題精選 49
2.2.8 答案與解析 55
2.3 浮點數(shù)的表示與運算 63
2.3.1 浮點數(shù)的表示 63
2.3.2 浮點數(shù)的加減運算 66
2.3.3 本節(jié)習題精選 67
2.3.4 答案與解析 71
2.4 本章小結 79
2.5 常見問題和易混淆知識點 79
第3章 存儲系統(tǒng) 81
3.1 存儲器概述 81
3.1.1 存儲器的分類 81
3.1.2 存儲器的性能指標 82
3.1.3 多級層次的存儲系統(tǒng) 83
3.1.4 本節(jié)習題精選 84
3.1.5 答案與解析 85
3.2 主存儲器 87
3.2.1 SRAM芯片和DRAM芯片 87
3.2.2 只讀存儲器 89
3.2.3 主存儲器的基本組成 90
3.2.4 多模塊存儲器 91
3.2.5 本節(jié)習題精選 93
3.2.6 答案與解析 96
3.3 主存儲器與CPU的連接 100
3.3.1 連接原理 100
3.3.2 主存容量的擴展 101
3.3.3 存儲芯片的地址分配和片選 103
3.3.4 存儲器與CPU的連接 103
3.3.5 本節(jié)習題精選 104
3.3.6 答案與解析 106
3.4 外部存儲器 111
3.4.1 磁盤存儲器 111
3.4.2 固態(tài)硬盤 112
3.4.3 本節(jié)習題精選 113
3.4.4 答案與解析 114
3.5 高速緩沖存儲器 115
3.5.1 程序訪問的局部性原理 115
3.5.2 Cache的基本工作原理 116
3.5.3 Cache和主存的映射方式 118
3.5.4 Cache中主存塊的替換算法 121
3.5.5 Cache寫策略 122
3.5.6 本節(jié)習題精選 123
3.5.7 答案與解析 128
3.6 虛擬存儲器 136
3.6.1 虛擬存儲器的基本概念 136
3.6.2 頁式虛擬存儲器 136
3.6.3 段式虛擬存儲器 139
3.6.4 段頁式虛擬存儲器 140
3.6.5 虛擬存儲器與Cache的比較 140
3.6.6 本節(jié)習題精選 140
3.6.7 答案與解析 145
3.7 本章小結 150
3.8 常見問題和易混淆知識點 150
第4章 指令系統(tǒng) 152
4.1 指令格式 152
4.1.1 指令的基本格式 152
4.1.2 定長操作碼指令格式 154
4.1.3 擴展操作碼指令格式 154
4.1.4 指令的操作類型 155
4.1.5 本節(jié)習題精選 155
4.1.6 答案與解析 157
4.2 指令的尋址方式 160
4.2.1 指令尋址和數(shù)據(jù)尋址 161
4.2.2 常見的數(shù)據(jù)尋址方式 161
4.2.3 本節(jié)習題精選 165
4.2.4 答案與解析 172
4.3 程序的機器級代碼表示 179
4.3.1 常用匯編指令介紹 179
4.3.2 過程調(diào)用的機器級表示 184
4.3.3 選擇語句的機器級表示 186
4.3.4 循環(huán)語句的機器級表示 188
4.3.5 本節(jié)習題精選 190
4.3.6 答案與解析 193
4.4 CISC和RISC的基本概念 194
4.4.1 復雜指令系統(tǒng)計算機（CISC） 194
4.4.2 精簡指令系統(tǒng)計算機（RISC） 195
4.4.3 CISC和RISC的比較 195
4.4.4 本節(jié)習題精選 196
4.4.5 答案與解析 196
4.5 本章小結 197
4.6 常見問題和易混淆知識點 197
第5章 中央處理器 199
5.1 CPU的功能和基本結構 199
5.1.1 CPU的功能 199
5.1.2 CPU的基本結構 200
5.1.3 本節(jié)習題精選 201
5.1.4 答案與解析 203
5.2 指令執(zhí)行過程 205
5.2.1 指令周期 205
5.2.2 指令周期的數(shù)據(jù)流 206
5.2.3 指令執(zhí)行方案 208
5.2.4 本節(jié)習題精選 208
5.2.5 答案與解析 210
5.3 數(shù)據(jù)通路的功能和基本結構 212
5.3.1 數(shù)據(jù)通路的功能 212
5.3.2 數(shù)據(jù)通路的基本結構 213
5.3.3 本節(jié)習題精選 214
5.3.4 答案與解析 219
5.4 控制器的功能和工作原理 225
5.4.1 控制器的結構和功能 225
5.4.2 硬布線控制器 225
5.4.3 微程序控制器 229
5.4.4 本節(jié)習題精選 235
5.4.5 答案與解析 238
5.5 異常和中斷機制 243
5.5.1 異常和中斷的基本概念 243
5.5.2 異常和中斷的分類 244
5.5.3 異常和中斷響應過程 245
5.5.4 本節(jié)習題精選 245
5.5.5 答案與解析 246
5.6 指令流水線 247
5.6.1 指令流水線的基本概念 247
5.6.2 流水線的基本實現(xiàn) 249
5.6.3 流水線的冒險與處理 252
5.6.4 流水線的性能指標 253
5.6.5 高級流水線技術 253
5.6.6 本節(jié)習題精選 254
5.6.7 答案與解析 259
5.7 多處理器的基本概念 266
5.7.1 SISD、SIMD、MIMD的基本概念 266
5.7.2 硬件多線程的基本概念 267
5.7.3 多核處理器的基本概念 268
5.7.4 共享內(nèi)存多處理器的基本概念 268
5.7.5 本節(jié)習題精選 269
5.7.6 答案與解析 270
5.8 本章小結 271
5.9 常見問題和易混淆知識點 272
第6章 總線 273
6.1 總線概述 273
6.1.1 總線基本概念 273
6.1.2 總線的分類 274
6.1.3 系統(tǒng)總線的結構 274
6.1.4 常見的總線標準 275
6.1.5 總線的性能指標 276
6.1.6 本節(jié)習題精選 276
6.1.7 答案與解析 279
6.2 總線事務和定時 284
6.2.1 總線事務 284
6.2.2 同步定時方式 284
6.2.3 異步定時方式 284
6.2.4 本節(jié)習題精選 285
6.2.5 答案與解析 286
6.3 本章小結 287
6.4 常見問題和易混淆知識點 288
第7章 輸入/輸出系統(tǒng) 289
*7.1 I/O系統(tǒng)基本概念 289
*7.1.1 輸入/輸出系統(tǒng) 289
*7.1.2 I/O控制方式 290
*7.1.3 外部設備 290
7.1.4 本節(jié)習題精選 291
7.1.5 答案與解析 292
7.2 I/O接口 293
7.2.1 I/O接口的功能 293
7.2.2 I/O接口的基本結構 293
7.2.3 I/O接口的類型 294
7.2.4 I/O端口及其編址 294
7.2.5 本節(jié)習題精選 295
7.2.6 答案與解析 296
7.3 I/O方式 297
7.3.1 程序查詢方式 297
7.3.2 程序中斷方式 298
7.3.3 DMA方式 302
7.3.4 本節(jié)習題精選 304
7.3.5 答案與解析 311
7.4 本章小結 321
7.5 常見問題和易混淆知識點 321
參考文獻 323
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