本書是計算機專業(yè)碩士研究生入學考試"計算機組成原理課程的復(fù)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的要求，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(jié)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)碩士研究生入學考試的復(fù)習用書，也可作為計算機專業(yè)學生學習計算機組成原理課程的輔導用書。
前 言
王道考研系列的定位是考試類輔導書。本書主要分為考點講解部分和習講解題部分，前者的篇幅約占41%，后者的篇幅約占59%。考點講解部分按照統(tǒng)考大綱梳理考點，主要參考了一些權(quán)威教材，如唐朔飛老師的《計算機組成原理》、袁春風老師的《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》等，并且融合了編者的總結(jié)與理解，在此對這些老師表示致敬和感謝！習題講解部分主要精選自多所名校的自命題考研真題、教材配套習題冊、同類輔導書，或者改編自統(tǒng)考真題。
由于篇幅限制，考點講解部分較為精煉，對學科基礎(chǔ)較為薄弱的讀者來說，可能難以理解。為此，我們提供了配套的考點精講視頻和習題講解視頻。考點精講視頻有形象豐富的動畫演示、由淺入深的考點分析，相信能打通讀者復(fù)習過程中的任督二脈。往年有不少讀者反饋視頻和王道書不太匹配，這是因為王道書的出版時間遠早于課程制作時間，而咸魚老師錄制課程時會參考眾多的優(yōu)秀教材（不限于王道書）；后面，我們將逐步解決這個問題。此外，之前的習題講解視頻主要由高分學長錄制，質(zhì)量參差不齊，今年將改由王道全職老師全盤更新，且只提供更新后的習題講解視頻，但更新速度可能趕不上讀者的復(fù)習速度，還請諒解。
考點精講視頻和習題講解視頻免費發(fā)布在B站賬號王道計算機教育上。
王道考研系列是計算機考研學子口碑相傳的輔導書，自2011版首次推出以來，就始終占據(jù)同類書銷量的榜首位置，這就是口碑的力量。有這么多學長的成功經(jīng)驗，相信讀者只要合理地利用本套書，并采用科學的復(fù)習方法，就一定能收獲屬于自己的那份回報。
針對考研學子的需求，我們還開發(fā)了除本書配套視頻外的一系列計算機考研課程，包括C語言督學課、408基礎(chǔ)課、408暑期強化課、408沖刺串講課、機試課、復(fù)習規(guī)劃、伴學督學、一對一指導、全程實時答疑和擇校服務(wù)等。王道的課程同樣是市面上領(lǐng)先的計算機考研課程，對學科基礎(chǔ)較為薄弱的讀者來說，相信這些課程和服務(wù)定能助你一臂之力。
不包就業(yè)、不包推薦，培養(yǎng)有態(tài)度的碼農(nóng)。王道訓練營是王道團隊打造的線下魔鬼式編程訓練營。打下編程功底、增強項目經(jīng)驗，徹底轉(zhuǎn)行入行，不再迷茫，期待有夢想的你！
參與本書編寫的人員主要有趙霖、羅樂、徐秀瑛、趙淑芬、趙淑芳、羅慶學、趙曉宇、喻云珍、余勇、劉政學等。予人玫瑰，手有余香，王道論壇伴你一路同行！
對本書的任何建議，或發(fā)現(xiàn)有錯誤，歡迎掃碼與我們聯(lián)系，以便及時優(yōu)化或糾錯。
風華漫舞
王道論壇，一家專注于計算機考研的網(wǎng)站與培訓機構(gòu)，業(yè)務(wù)包括計算機組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)，以及C等語言的培訓工作，用戶規(guī)模較大。
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
1.2 計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) 2
1.2.1 計算機系統(tǒng)的組成 2
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(jié)構(gòu) 6
1.2.5 計算機系統(tǒng)的工作原理 7
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 12
1.3.1 計算機的主要性能指標 12
1.3.2 幾個專業(yè)術(shù)語 15
1.3.3 本節(jié)習題精選 15
1.3.4 答案與解析 19
1.4 本章小結(jié) 23
1.5 常見問題和易混淆知識點 24
第2章 數(shù)據(jù)的表示和運算 26
2.1 數(shù)制與編碼 26
2.1.1 進位計數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換 26
2.1.2 定點數(shù)的編碼表示 29
2.1.3 整數(shù)的表示 31
2.1.4 C語言中的整數(shù)類型及類型轉(zhuǎn)換 32
2.1.5 本節(jié)習題精選 34
2.1.6 答案與解析 36
2.2 運算方法和運算電路 39
2.2.1 基本運算部件 39
2.2.2 定點數(shù)的移位運算 41
2.2.3 定點數(shù)的加減運算 41
2.2.4 定點數(shù)的乘除運算 44
2.2.5 本節(jié)習題精選 46
2.2.6 答案與解析 50
2.3 浮點數(shù)的表示與運算 55
2.3.1 浮點數(shù)的表示 55
2.3.2 浮點數(shù)的加減運算 59
2.3.3 C語言中的浮點數(shù)類型 60
2.3.4 數(shù)據(jù)的大小端和對齊存儲 61
2.3.5 本節(jié)習題精選 62
2.3.6 答案與解析 69
2.4 本章小結(jié) 77
2.5 常見問題和易混淆知識點 78
第3章 存儲系統(tǒng) 80
3.1 存儲器概述 80
3.1.1 存儲器的分類 80
3.1.2 存儲器的性能指標 81
3.1.3 多級層次的存儲系統(tǒng) 82
3.1.4 本節(jié)習題精選 83
3.1.5 答案與解析 84
3.2 主存儲器 85
3.2.1 SRAM芯片和DRAM芯片 85
3.2.2 只讀存儲器 88
3.2.3 主存儲器的基本組成 89
3.2.4 多模塊存儲器 90
3.2.5 本節(jié)習題精選 92
3.2.6 答案與解析 96
3.3 主存儲器與CPU的連接 101
3.3.1 連接原理 101
3.3.2 主存儲器容量的擴展 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 104
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 109
3.4.1 磁盤存儲器 109
3.4.2 固態(tài)硬盤 111
3.4.3 本節(jié)習題精選 112
3.4.4 答案與解析 113
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 117
3.5.3 Cache和主存儲器的映射方式 118
3.5.4 Cache中主存塊的替換算法 122
3.5.5 Cache的一致性問題 123
3.5.6 本節(jié)習題精選 124
3.5.7 答案與解析 130
3.6 虛擬存儲器 137
3.6.1 虛擬存儲器的基本概念 137
3.6.2 頁式虛擬存儲器 138
3.6.3 段式虛擬存儲器 141
3.6.4 段頁式虛擬存儲器 142
3.6.5 虛擬存儲器與Cache的比較 142
3.6.6 本節(jié)習題精選 142
3.6.7 答案與解析 148
3.7 本章小結(jié) 153
3.8 常見問題和易混淆知識點 154
第4章 指令系統(tǒng) 155
4.1 指令系統(tǒng) 155
4.1.1 指令集體系結(jié)構(gòu) 155
4.1.2 指令的基本格式 156
4.1.3 定長操作碼指令格式 157
4.1.4 擴展操作碼指令格式 158
4.1.5 指令的操作類型 158
4.1.6 本節(jié)習題精選 159
4.1.7 答案與解析 161
4.2 指令的尋址方式 164
4.2.1 指令尋址和數(shù)據(jù)尋址 164
4.2.2 常見的數(shù)據(jù)尋址方式 165
4.2.3 本節(jié)習題精選 169
4.2.4 答案與解析 177
4.3 程序的機器級代碼表示 183
4.3.1 常用匯編指令介紹 184
4.3.2 選擇語句的機器級表示 189
4.3.3 循環(huán)語句的機器級表示 190
4.3.4 過程調(diào)用的機器級表示 191
4.3.5 本節(jié)習題精選 194
4.3.6 答案與解析 198
4.4 CISC和RISC的基本概念 200
4.4.1 復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機（CISC） 201
4.4.2 精簡指令系統(tǒng)計算機（RISC） 201
4.4.3 CISC和RISC的比較 201
4.4.4 本節(jié)習題精選 202
4.4.5 答案與解析 203
4.5 本章小結(jié) 203
4.6 常見問題和易混淆知識點 204
第5章 中央處理器 205
5.1 CPU的功能和基本結(jié)構(gòu) 205
5.1.1 CPU的功能 205
5.1.2 CPU的基本結(jié)構(gòu) 206
5.1.3 CPU的寄存器 206
5.1.4 本節(jié)習題精選 207
5.1.5 答案與解析 209
5.2 指令執(zhí)行過程 212
5.2.1 指令周期 212
5.2.2 指令周期的數(shù)據(jù)流 213
5.2.3 指令執(zhí)行方案 214
5.2.4 本節(jié)習題精選 215
5.2.5 答案與解析 217
5.3 數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu) 218
5.3.1 數(shù)據(jù)通路的功能 218
5.3.2 數(shù)據(jù)通路的組成 218
5.3.3 數(shù)據(jù)通路的基本結(jié)構(gòu) 219
5.3.4 數(shù)據(jù)通路的操作舉例 220
5.3.5 本節(jié)習題精選 221
5.3.6 答案與解析 228
5.4 控制器的功能和工作原理 234
5.4.1 控制器的結(jié)構(gòu)和功能 234
5.4.2 硬布線控制器 235
5.4.3 微程序控制器 235
5.4.4 本節(jié)習題精選 239
5.4.5 答案與解析 243
5.5 異常和中斷機制 247
5.5.1 異常和中斷的基本概念 247
5.5.2 異常和中斷的分類 247
5.5.3 異常和中斷響應(yīng)過程 249
5.5.4 本節(jié)習題精選 249
5.5.5 答案與解析 251
5.6 指令流水線 252
5.6.1 指令流水線的基本概念 252
5.6.2 流水線的基本實現(xiàn) 253
5.6.3 流水線的冒險與處理 254
5.6.4 流水線的性能指標 258
5.6.5 高級流水線技術(shù) 258
5.6.6 本節(jié)習題精選 259
5.6.7 答案與解析 265
5.7 多處理器的基本概念 273
5.7.1 SISD、SIMD、MIMD的基本概念 273
5.7.2 硬件多線程的基本概念 274
5.7.3 多核處理器的基本概念 274
5.7.4 共享內(nèi)存多處理器的基本概念 275
5.7.5 本節(jié)習題精選 276
5.7.6 答案與解析 277
5.8 本章小結(jié) 278
5.9 常見問題和易混淆知識點 279
第6章 總線 280
6.1 總線概述 280
6.1.1 總線基本概念 280
6.1.2 總線的分類 281
6.1.3 系統(tǒng)總線的結(jié)構(gòu) 282
*6.1.4 常見的總線標準 282
6.1.5 總線的性能指標 283
6.1.6 本節(jié)習題精選 284
6.1.7 答案與解析 287
6.2 總線事務(wù)和定時 290
6.2.1 總線事務(wù) 290
6.2.2 總線定時 290
6.2.3 本節(jié)習題精選 292
6.2.4 答案與解析 294
6.3 本章小結(jié) 296
6.4 常見問題和易混淆知識點 296
第7章 輸入/輸出系統(tǒng) 297
*7.1 I/O系統(tǒng)基本概念 297
*7.1.1 輸入/輸出系統(tǒng) 297
*7.1.2 I/O控制方式 298
*7.1.3 外部設(shè)備 298
*7.1.4 本節(jié)習題精選 299
*7.1.5 答案與解析 300
7.2 I/O接口 300
7.2.1 I/O接口的功能 300
7.2.2 I/O接口的基本結(jié)構(gòu) 300
7.2.3 I/O接口的類型 301
7.2.4 I/O端口及其編址 301
7.2.5 本節(jié)習題精選 302
7.2.6 答案與解析 304
7.3 I/O方式 305
7.3.1 程序查詢方式 305
7.3.2 程序中斷方式 307
7.3.3 DMA方式 311
7.3.4 本節(jié)習題精選 315
7.3.5 答案與解析 323
7.4 本章小結(jié) 332
7.5 常見問題和易混淆知識點 333
參考文獻 334
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