计算机组成原理 子程序,计算机组成原理概述.docx

第一章计算机组成原理

本部分要求掌握计算机方面的基础知识，包括计算机的发展、计算的系统组成、基本组成和工 作原理、计算机的数制数据表示以及运算校验、指令系统以及计算机系统的安全等基础性的知识。 内容多而且复杂，尤其是有关计算机硬件方面的内容，很细而且灵活性不高，知识量相当大，掌握 这部分一定要多下功夫，学会取舍、把握重点、抓住要害。

1.1 考试大纲及历年考题知识点

1.1.1 大纲要求

考试要求：

1 掌握数据表示、算术和逻辑运算；

2 掌握计算机体系结构以及各主要部件的性能和基本工作原理 考试范围

1 计算机科学基础

1.1 数制及其转换 二进制、十进制和十六进制等常用制数制及其相互转换

1.2 数据的表示

? 数的表示(原码、反码、补码、移码表示，整数和实数的机内表示，精度和溢出)

? 非数值表示(字符和汉字表示、声音表示、图像表示)

? 校验方法和校验码(奇偶校验码、海明校验码、循环冗余校验码)

1.3 算术运算和逻辑运算

? 计算机中的二进制数运算方法

? 逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简

2．计算机系统知识

2.1 计算机系统的组成、体系结构分类及特性

? CPU 和存储器的组成、性能和基本工作原理

? 常用 I/O 设备、通信设备的性能，以及基本工作原理

? I/O 接口的功能、类型和特性

? I/O 控制方式(中断系统、DMA、I/O 处理机方式)

? CISC/RISC，流水线操作，多处理机，并行处理

2.2 存储系统

? 主存-Cache 存储系统的工作原理

? 虚拟存储器基本工作原理，多级存储体系的性能价格

? RAID 类型和特性

2.3 安全性、可靠性与系统性能评测基础知识

? 诊断与容错

? 系统可靠性分析评价

? 计算机系统性能评测方式

1.2 计算机科学基础

1.2.1 数制及其转换

1、 R 进制转换成十进制的方法 按权展开法:先写成多项式,然后计算十进制结果. 举例：

?(1101.01)2=1×2^3+1×2^2+0×2^1+1×2^0+ 0×2^-1+1×2^-2 =8+4+1+0.25=13.25

?(237)8=2×8^2+3×8^1+7×8^0 =128+24+7=159

?(10D)16=1×16^2+13×16^0=256+13=269

2、 十进制转换成二进制方法 一般分为两个步骤：

?整数部分的转换

?除 2 取余法(基数除法)

?小数部分的转换

?乘 2 取整法(基数乘法)

例：求(75.453)10转二进制(取4位小数)

解：整数部分: 2 |75 1

2|37 1

………….

0 1

把余数写下来：由下至上写得1001011

小数部分： 0.453

×2

0．906 0

×2

1．812 1

×2

1．624 1

×2

1．248 1

规则：进位留，乘积略。由上至下写得：0111(取4位小数)

最后结果：1001011.0111 (10进制转8，16进制类似)

3、 其它进制之间的直接转换法

例:二转8,16进制 (1000100.1011)2=(104.54)8=(44.B)16

1.2.2 数据的表示

机器数：计算机中表示的带符号的二进制数。把符号位和数字位一起编码来表示相应的数的各 种表示方法。

机器数有四种表示方法即原码、补码、反码和移码。

【概念：定点数】

1.原码表示法 原码表示法用“0”表示正号，用“1”表示负号，

有效值部分用二进制的绝对值表示。

(1)0的表示：对于 0，原码机器中往往有“+0”、“-0”之分，故有两种形式：

[+0]原=0000...0

[-0]原=1000...0

(2)表示范围：

原码小数的表示范围: －1

原码整数的表示范围:

?最大值 : 2^n-1【n指除符号位外的二进制位数】

?最小值:-(2^n-1)

2.补码表示法

(1)0的表示：对于 0，[＋0]补＝[－0]补＝00000注意，0 的补码表示只有一种形式。

(2)表示范围：

定点小数： -1<=X<1

定点整数： -2^n<= X < 2^n

(3)原码与补码之间的转换：知原码求补码

正数[X]补=[X]原

负数符号除外，各位取反，末位加 1

例：X= [X]原，

[X]补13 反码表示法

正数的表示与原码相同，负数是保持原码符号位不变，数值位是将原码的数值按位取反

(1)0的表示：

[+0]反

[-0]反=11111111