本书是计算机专业硕士研究生入学考试“计算机组成原理”课程的复习用书,内容包括计算机系统概述、数据的表示和运算、存储系统、指令系统、**处理器、总线、输入/输出系统等。全书严格按照*新计算机考研大纲的计算机组成原理部分,对大纲所涉及的知识点进行集中梳理,力求内容精练、**突出、深入浅出。书中精选了各名校的历年考研真题,给出了详细的解题思路,并且采用了"书本+在线”的学习方式和网上答疑方式。本书可作为考生参加计算机专业硕士研究生入学考试的复习用书,也可作为计算机专业学生学习组成原理的辅导用书。

第1章 计算机系统概述1 *1.1 计算机发展历程1 *1.1.1 计算机硬件的发展1 *1.1.2 计算机软件的发展2 1.2 计算机系统层次结构2 1.2.1 计算机系统的组成2 1.2.2 计算机硬件3 1.2.3 计算机软件5 1.2.4 计算机系统的层次结构6 1.2.5 计算机系统的工作原理7 1.2.6 本节习题精选8 1.2.7 答案与解析10 1.3 计算机的性能指标12 1.3.1 计算机的主要性能指标12 1.3.2 几个专业术语15 1.3.3 本节习题精选15 1.3.4 答案与解析19 1.4 本章小结23 1.5 常见问题和易混淆知识点24 第2章 数据的表示和运算26 2.1 数制与编码26 2.1.1 进位计数制及其相互转换26 2.1.2 定点数的编码表示29 2.1.3 整数的表示31 2.1.4 C语言中的整数类型及类型转换32 2.1.5 本节习题精选34 2.1.6 答案与解析36 2.2 运算方法和运算电路39 2.2.1 基本运算部件39 2.2.2 定点数的移位运算41 2.2.3 定点数的加减运算41 2.2.4 定点数的乘除运算44 2.2.5 本节习题精选46 2.2.6 答案与解析50 2.3 浮点数的表示与运算55 2.3.1 浮点数的表示55 2.3.2 浮点数的加减运算59 2.3.3 C语言中的浮点数类型60 2.3.4 数据的大小端和对齐存储61 2.3.5 本节习题精选62 2.3.6 ���案与解析69 2.4 本章小结77 2.5 常见问题和易混淆知识点78 第3章 存储系统80 3.1 存储器概述80 3.1.1 存储器的分类80 3.1.2 存储器的性能指标81 3.1.3 多级层次的存储系统82 3.1.4 本节习题精选83 3.1.5 答案与解析84 3.2 主存储器85 3.2.1 SRAM芯片和DRAM芯片85 3.2.2 只读存储器88 3.2.3 主存储器的基本组成89 3.2.4 多模块存储器90 3.2.5 本节习题精选92 3.2.6 答案与解析96 3.3 主存储器与CPU的连接101 3.3.1 连接原理101 3.3.2 主存容量的扩展101 3.3.3 存储芯片的地址分配和片选103 3.3.4 存储器与CPU的连接104 3.3.5 本节习题精选104 3.3.6 答案与解析106 3.4 外部存储器109 3.4.1 磁盘存储器109 3.4.2 固态硬盘111 3.4.3 本节习题精选112 3.4.4 答案与解析113 3.5 高速缓冲存储器115 3.5.1 程序访问的局部性原理115 3.5.2 Cache的基本工作原理117 3.5.3 Cache和主存的映射方式118 3.5.4 Cache中主存块的替换算法122 3.5.5 Cache的一致性问题123 3.5.6 本节习题精选124 3.5.7 答案与解析130 3.6 虚拟存储器137 3.6.1 虚拟存储器的基本概念137 3.6.2 页式虚拟存储器138 3.6.3 段式虚拟存储器141 3.6.4 段页式虚拟存储器142 3.6.5 虚拟存储器与Cache的比较142 3.6.6 本节习题精选142 3.6.7 答案与解析148 3.7 本章小结153 3.8 常见问题和易混淆知识点154 第4章 指令系统155 4.1 指令系统155 4.1.1 指令集体系结构155 4.1.2 指令的基本格式156 4.1.3 定长操作码指令格式157 4.1.4 扩展操作码指令格式158 4.1.5 指令的操作类型158 4.1.6 本节习题精选159 4.1.7 答案与解析161 4.2 指令的寻址方式164 4.2.1 指令寻址和数据寻址164 4.2.2 常见的数据寻址方式165 4.2.3 本节习题精选169 4.2.4 答案与解析177 4.3 程序的机器级代码表示183 4.3.1 常用汇编指令介绍184 4.3.2 选择语句的机器级表示189 4.3.3 循环语句的机器级表示190 4.3.4 过程调用的机器级表示191 4.3.5 本节习题精选194 4.3.6 答案与解析198 4.4 CISC和RISC的基本概念200 4.4.1 复杂指令系统计算机(CISC)201 4.4.2 精简指令系统计算机(RISC)201 4.4.3 CISC和RISC的比较201 4.4.4 本节习题精选202 4.4.5 答案与解析203 4.5 本章小结203 4.6 常见问题和易混淆知识点204 第5章 **处理器205 5.1 CPU的功能和基本结构205 5.1.1 CPU的功能205 5.1.2 CPU的基本结构206 5.1.3 CPU的寄存器206 5.1.4 本节习题精选207 5.1.5 答案与解析209 5.2 指令执行过程212 5.2.1 指令周期212 5.2.2 指令周期的数据流213 5.2.3 指令执行方案214 5.2.4 本节习题精选215 5.2.5 答案与解析217 5.3 数据通路的功能和基本结构218 5.3.1 数据通路的功能218 5.3.2 数据通路的组成218 5.3.3 数据通路的基本结构219 5.3.4 数据通路的操作举例220 5.3.5 本节习题精选221 5.3.6 答案与解析228 5.4 控制器的功能和工作原理234 5.4.1 控制器的结构和功能234 5.4.2 硬布线控制器235 5.4.3 微程序控制器235 5.4.4 本节习题精选239 5.4.5 答案与解析243 5.5 异常和中断机制247 5.5.1 异常和中断的基本概念247 5.5.2 异常和中断的分类247 5.5.3 异常和中断响应过程249 5.5.4 本节习题精选249 5.5.5 答案与解析251 5.6 指令流水线252 5.6.1 指令流水线的基本概念252 5.6.2 流水线的基本实现253 5.6.3 流水线的冒险与处理254 5.6.4 流水线的性能指标258 5.6.5 **流水线技术258 5.6.6 本节习题精选259 5.6.7 答案与解析265 5.7 多处理器的基本概念273 5.7.1 SISD、SIMD、MIMD的基本概念273 5.7.2 硬件多线程的基本概念274 5.7.3 多核处理器的基本概念274 5.7.4 共享内存多处理器的基本概念275 5.7.5 本节习题精选276 5.7.6 答案与解析277 5.8 本章小结278 5.9 常见问题和易混淆知识点279 第6章 总线280 6.1 总线概述280 6.1.1 总线基本概念280 6.1.2 总线的分类281 6.1.3 系统总线的结构282 *6.1.4 常见的总线标准282 6.1.5 总线的性能指标283 6.1.6 本节习题精选284 6.1.7 答案与解析287 6.2 总线事务和定时290 6.2.1 总线事务290 6.2.2 总线定时290 6.2.3 本节习题精选292 6.2.4 答案与解析294 6.3 本章小结296 6.4 常见问题和易混淆知识点296 第7章 输入/输出系统297 *7.1 I/O系统基本概念297 *7.1.1 输入/输出系统297 *7.1.2 I/O控制方式298 *7.1.3 外部设备298 *7.1.4 本节习题精选299 *7.1.5 答案与解析300 7.2 I/O接口300 7.2.1 I/O接口的功能300 7.2.2 I/O接口的基本结构300 7.2.3 I/O接口的类型301 7.2.4 I/O端口及其编址301 7.2.5 本节习题精选302 7.2.6 答案与解析304 7.3 I/O方式305 7.3.1 程序查询方式305 7.3.2 程序中断方式307 7.3.3 DMA方式311 7.3.4 本节习题精选315 7.3.5 答案与解析323 7.4 本章小结332 7.5 常见问题和易混淆知识点332 参考文献334