●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
1.1.3 计算机的分类与发展方向 2
1.1.4 本节习题精选 3
1.1.5 答案与解析 3
1.2 计算机系统层次结构 4
1.2.1 计算机系统的组成 4
1.2.2 计算机硬件的基本组成 4
1.2.3 计算机软件的分类 7
1.2.4 计算机的工作过程 7
1.2.5 计算机系统的多级层次结构 8
1.2.6 本节习题精选 9
1.2.7 答案与解析 11
1.3 计算机的性能指标 14
1.3.1 计算机的主要性能指标 14
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 22
1.5 常见问题和易混淆知识点 23
第2章 数据的表示和运算 25
2.1 数制与编码 25
2.1.1 进位计数制及其相互转换 25
2.1.2 真值和机器数 28
2.1.3 BCD码 28
2.1.4 字符与字符串 28
2.1.5 校验码 29
2.1.6 本节习题精选 32
2.1.7 答案与解析 34
2.2 定点数的表示与运算 36
2.2.1 定点数的表示 36
2.2.2 定点数的运算 40
2.2.3 C语言中的整数类型及类型转换 46
2.2.4 数据的存储和排列 48
2.2.5 本节习题精选 49
2.2.6 答案与解析 57
2.3 浮点数的表示与运算 64
2.3.1 浮点数的表示 64
2.3.2 浮点数的加减运算 67
2.3.3 本节习题精选 68
2.3.4 答案与解析 74
2.4 算术逻辑单元（ALU） 82
2.4.1 串行加法器和并行加法器 82
2.4.2 算术逻辑单元的功能和结构 85
2.4.3 本节习题精选 86
2.4.4 答案与解析 87
2.5 本章小结 88
2.6 常见问题和易混淆知识点 89
第3章 存储系统 92
3.1 存储器概述 93
3.1.1 存储器的分类 93
3.1.2 存储器的性能指标 94
3.1.3 本节习题精选 94
3.1.4 答案与解析 95
3.2 存储器的层次化结构 96
3.2.1 多级存储系统 96
3.2.2 本节习题精选 97
3.2.3 答案与解析 98
3.3 半导体随机存储器 98
3.3.1 SRAM和DRAM 98
3.3.2 只读存储器 101
3.3.3 主存储器的基本组成 101
3.3.4 本节习题精选 102
3.3.5 答案与解析 105
3.4 主存储器与CPU的连接 107
3.4.1 连接原理 107
3.4.2 主存容量的扩展 107
3.4.3 存储芯片的地址分配和片选 109
3.4.4 存储器与CPU的连接 109
3.4.5 本节习题精选 110
3.4.6 答案与解析 113
3.5 双端口RAM和多模块存储器 118
3.5.1 双端口RAM 118
3.5.2 多模块存储器 118
3.5.3 本节习题精选 120
3.5.4 答案与解析 122
3.6 高速缓冲存储器 124
3.6.1 程序访问的局部性原理 124
3.6.2 Cache的基本工作原理 125
3.6.3 Cache和主存的映射方式 126
3.6.4 Cache中主存块的替换算法 130
3.6.5 Cache写策略 131
3.6.6 本节习题精选 132
3.6.7 答案与解析 137
3.7 虚拟存储器 143
3.7.1 虚拟存储器的基本概念 143
3.7.2 页式虚拟存储器 144
3.7.3 加快地址转换：快表（TLB） 145
3.7.4 段式虚拟存储器 147
3.7.5 段页式虚拟存储器 147
3.7.6 虚拟存储器与Cache的比较 147
3.7.7 本节习题精选 148
3.7.8 答案与解析 152
3.8 本章小结 156
3.9 常见问题和易混淆知识点 158
第4章 指令系统 159
4.1 指令格式 159
4.1.1 指令的基本格式 159
4.1.2 定长操作码指令格式 161
4.1.3 扩展操作码指令格式 161
4.1.4 本节习题精选 162
4.1.5 答案与解析 164
4.2 指令的寻址方式 167
4.2.1 指令寻址和数据寻址 167
4.2.2 常见的数据寻址方式 168
4.2.3 X86汇编指令入门 171
4.2.3 本节习题精选 176
4.2.4 答案与解析 185
4.3 CISC和RISC的基本概念 191
4.3.1 复杂指令系统计算机（CISC） 192
4.3.2 精简指令系统计算机（RISC） 192
4.3.3 CISC和RISC的比较 192
4.3.4 本节习题精选 193
4.3.5 答案与解析 194
4.4 本章小结 194
4.5 常见问题和易混淆知识点 195
第5章 中央处理器 197
5.1 CPU的功能和基本结构 197
5.1.1 CPU的功能 197
5.1.2 CPU的基本结构 198
5.1.3 本节习题精选 199
5.1.4 答案与解析 202
5.2 指令执行过程 203
5.2.1 指令周期 203
5.2.2 指令周期的数据流 204
5.2.3 指令执行方案 206
5.2.4 本节习题精选 207
5.2.5 答案与解析 209
5.3 数据通路的功能和基本结构 211
5.3.1 数据通路的功能 211
5.3.2 数据通路的基本结构 211
5.3.3 本节习题精选 212
5.3.4 答案与解析 218
5.4 控制器的功能和工作原理 223
5.4.1 控制器的结构和功能 223
5.4.2 硬布线控制器 224
5.4.3 微程序控制器 228
5.4.4 本节习题精选 233
5.4.5 答案与解析 237
5.5 指令流水线 241
5.5.1 指令流水线的基本概念 241
5.5.2 流水线的分类 243
5.5.3 影响流水线的因素 244
5.5.4 流水线的性能指标 245
5.5.5 超标量流水线的基本概念 246
5.5.6 本节习题精选 247
5.5.7 答案与解析 252
5.6 本章小结 259
5.7 常见问题和易混淆知识点 260
第6章 总线 262
6.1 总线概述 262
6.1.1 总线基本概念 262
6.1.2 总线的分类 263
6.1.3 系统总线的结构 263
6.1.4 总线的性能指标 264
6.1.5 本节习题精选 265
6.1.6 答案与解析 268
6.2 总线仲裁 271
6.2.1 集中仲裁方式 271
6.2.2 分布仲裁方式 273
6.2.3 本节习题精选 273
6.2.4 答案与解析 274
6.3 总线操作和定时 275
6.3.1 总线传输的4个阶段 275
6.3.2 同步定时方式 275
6.3.3 异步定时方式 276
6.3.4 本节习题精选 276
6.3.5 答案与解析 277
6.4 总线标准 278
6.4.1 常见的总线标准 278
6.4.2 本节习题精选 279
6.4.3 答案与解析 280
6.5 本章小结 281
6.6 常见问题和易混淆知识点 281
第7章 输入/输出系统 283
7.1 I/O系统基本概念 283
7.1.1 输入/输出系统 283
7.1.2 I/O控制方式 284
7.1.3 本节习题精选 284
7.1.4 答案与解析 285
7.2 外部设备 285
7.2.1 输入设备 285
7.2.2 输出设备 285
7.2.3 外存储器 287
7.2.4 本节习题精选 289
7.2.5 答案与解析 291
7.3 I/O接口 293
7.3.1 I/O接口的功能 293
7.3.2 I/O接口的基本结构 293
7.3.3 I/O接口的类型 294
7.3.4 I/O端口及其编址 294
7.3.5 本节习题精选 294
7.3.6 答案与解析 296
7.4 I/O方式 297
7.4.1 程序查询方式 297
7.4.2 程序中断方式 297
7.4.3 DMA方式 301
7.4.4 本节习题精选 304
7.4.5 答案与解析 312
7.5 本章小结 320
7.6 常见问题和易混淆知识点 321
参考文献 323
内容简介
本书是计算机专业研究生入学考试“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、央处理器、总线、输入/输出系统等。全书严格按照近期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，力求内容精炼、重点突出、深入浅出。本书精选各名校的历年考研真题，给出详细的解题思路，力求实现讲练结合、灵活掌握、举一反三的功效。通过本书“书本＋在线”的学习方式与网上答疑，可提高考生的复习效果，达到事半功倍的复习效率。
2011年，由王道论坛组织名校状元级选手，编写了4本单科辅导书。单科书是基于王道之前作品的二代作品，不论是编排方式还是内容质量，都较前一版本的王道书有了较大的提升。这套书也参考了同类优秀的教材和辅导书，更是结合了高分选手们自己的复习经验。无论是对考点的讲解，还是对习题的选择和解析，都结合了他们对专业课复习的独特见解。2020年，我们继续推出“王道考研系列”单科书，一共4本：《2021年数据结构考研复习指导》《2021年计算机组成原理考研复习指导》《2021年操作系统考研复习指导》《2021年计算机网络考研复习指导》每一版，我们不仅会修正之前发现的全部错误，而且会对考点讲解做出尽可能的优化，也重新审视论坛的交流帖，针对大家提出的疑问和建议对本书做出针对性的优化；此外还重新筛选了部分习题，尤其是对习题的解析做了改进。后期在冲刺阶段，王道还将出版2本冲刺用书：《2021年计算机专业基础综合考试历......
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