湖南學(xué)士學(xué)位考試學(xué)業(yè)水平測(cè)試大綱：《計(jì)算機(jī)組成原理》021

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湖南學(xué)士學(xué)位考試學(xué)業(yè)水平測(cè)試大綱：《計(jì)算機(jī)組成原理》021

一、考試性質(zhì)與范圍

本考試科目是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科專業(yè)課程考試，旨在考察考生對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理基本原理和方法的掌握程度以及運(yùn)用基本原理和方法分析、解決問題的能力。

二、考試基本要求

計(jì)算機(jī)組成原理要求考生掌握：

1. 掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本組成及工作機(jī)理，包括運(yùn)算器的構(gòu)成及工作原理；控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法；存儲(chǔ)器及層次存儲(chǔ)體系的概念及工作原理；輸入/輸出系統(tǒng)及工作方式。并建立整機(jī)概念，各基本部件如何協(xié)調(diào)工作完成指定任務(wù)；

2. 理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次化結(jié)構(gòu)概念，熟悉硬件與軟件之間的界面，掌握指令集體系結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)和基本實(shí)現(xiàn)方法；

3. 能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和基本方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問題進(jìn)行計(jì)算、分析，并能對(duì)一些基本部件進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。

三、考試形式與分值

答題方式為閉卷。

考試時(shí)間為90分鐘，試卷滿分為100分。

四、考試內(nèi)容

第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

1) 電子計(jì)算機(jī)與存儲(chǔ)程序控制。

了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史和趨勢(shì)，掌握數(shù)字化概念、存儲(chǔ)程序工作方式和馮諾依曼體制。

2) 計(jì)算機(jī)的硬件組成。

掌握計(jì)算機(jī)的主要部件構(gòu)成、了解計(jì)算機(jī)各大部件之間連接。

3) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

(1)熟悉計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組織、硬件與軟件間的關(guān)系、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件的邏輯等效性。

(2)掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)概念，了解系列機(jī)和軟件兼容，理解實(shí)際機(jī)器和虛擬機(jī)。

4) 計(jì)算機(jī)的工作過程和主要性能指標(biāo)

(1)理解和掌握計(jì)算機(jī)的工作過程。

(2)計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)

理解和掌握機(jī)器字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)通路寬度、主存容量、計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度的多種因素：吞吐量、響應(yīng)時(shí)間；CPU時(shí)鐘周期、主頻、CPI、CPU執(zhí)行時(shí)間；MIPS、MFLOPS。

第2章 數(shù)據(jù)的機(jī)器層次表示

1) 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示。

熟悉進(jìn)位計(jì)數(shù)制基本概念，掌握原碼、補(bǔ)碼表示方法及其相互轉(zhuǎn)換。

2) 機(jī)器數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示。

掌握定點(diǎn)整數(shù)、定點(diǎn)小數(shù)表示。掌握浮點(diǎn)數(shù)的表示方法和表示范圍、規(guī)格化和隱藏位等技術(shù)、階碼的移碼表示法及IEEE754標(biāo)準(zhǔn)。了解定點(diǎn)、浮點(diǎn)表示法的區(qū)別，定點(diǎn)、浮點(diǎn)計(jì)算機(jī)。

3) 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示。

了解字符和字符串的表示、漢字的編碼及統(tǒng)一代碼(Unicode)。

4) 十進(jìn)制數(shù)和數(shù)串的表示。

掌握常見的十進(jìn)制數(shù)的編碼方法以及十進(jìn)制數(shù)串的存儲(chǔ)方法。了解現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的表示方法。

5) 數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼。

掌握數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼的概念和實(shí)現(xiàn)原理，了解奇偶校驗(yàn)、海明校驗(yàn)的校驗(yàn)原理與實(shí)現(xiàn)方法。

第3章 指令系統(tǒng)

1) 掌握指令格式：掌握擴(kuò)展操作碼指令集設(shè)計(jì)的基本方法。

指令的基本格式、定長(zhǎng)操作碼指令格式、擴(kuò)展操作碼指令格式。

2) 掌握指令的尋址方式

有效地址的概念、數(shù)據(jù)尋址和指令尋址、常見尋址方式、堆棧的結(jié)構(gòu)和操作。

3)指令類型 理解數(shù)據(jù)傳送類指令運(yùn)算類指令 程序控制類指令 輸入輸出類指令

4)理解CISC和RISC的基本概念

第4章 數(shù)值的機(jī)器運(yùn)算

1) 掌握定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算

1. 定點(diǎn)數(shù)的移位運(yùn)算和舍入操作。

2. 定點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算；溢出概念和判別方法。

3. 定點(diǎn)數(shù)的乘/除運(yùn)算；掌握一位乘法及其實(shí)現(xiàn)邏輯。

2) 掌握規(guī)格化浮點(diǎn)運(yùn)算

1. 浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法與流程

2. 浮點(diǎn)運(yùn)算器的組成及實(shí)現(xiàn)

3) 理解算術(shù)邏輯單元ALU

1. 串行加法器、并行加法器和快速進(jìn)位

2. 算術(shù)邏輯單元ALU的基本組成與實(shí)現(xiàn)

第5章 存儲(chǔ)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)

1) 理解存儲(chǔ)器的分類

2) 掌握存儲(chǔ)器的層次化結(jié)構(gòu)

3) 掌握半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器

1. SRAM存儲(chǔ)器的工作原理

2. DRAM存儲(chǔ)器的工作原理

3.只讀存儲(chǔ)器

4) 掌握主存儲(chǔ)器連接與控制

   1.存儲(chǔ)器的字位擴(kuò)展連接方式

   2.存儲(chǔ)芯片的地址分配和片選

   3.主存儲(chǔ)器和CPU的連接

   4.主存的校驗(yàn)

5) 了解提高主存讀寫速度的技術(shù)

6) 理解多體交叉存儲(chǔ)技術(shù)

7) 掌握高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)

1.程序訪問的局部性原理

2. Cache的基本工作原理

3. Cache和主存之間的映射方式

4. Cache中主存塊的替換算法

5. Cache寫策略

  8) 理解虛擬存儲(chǔ)器

第6章 中央處理器(CPU)

1) 掌握CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)

   1.CPU的功能

   2.CPU中的主要寄存器

   3.CPU的組成

   4.CPU的主要技術(shù)參數(shù)

2) 掌握控制器的組成和實(shí)現(xiàn)方法

   1.控制器的基本組成

   2.控制器的硬件實(shí)現(xiàn)方法

3) 掌握時(shí)序系統(tǒng)與控制方式

   1.時(shí)序方式

   2.控制方式

   3.指令運(yùn)行的基本過程

  4.指令的微操作序列

4) 掌握微程序控制原理

  1.微程序控制的基本概念

  2.微指令編碼法

  3.微程序控制器的組成和工作過程

  4.微程序入口地址的形成

  5.后繼微地址的形成

  6.微程序設(shè)計(jì)

5) 掌握控制單元的設(shè)計(jì)

掌握設(shè)計(jì)模型機(jī)的流程，掌握組合邏輯控制器的組成原理及設(shè)計(jì)方法；掌握微程序控制器的設(shè)計(jì)方法與步驟。

6) 理解流水線技術(shù)

7) 理解RISC計(jì)算機(jī)

8) 了解微處理器中的新技術(shù)

第7章 總線

1) 理解總線概述

2) 掌握總線仲裁

  1.集中仲裁方式

  2.分布仲裁方式

3) 掌握總線定時(shí)控制

  1.同步定時(shí)方式

  2.異步定時(shí)方式

4)理解總線標(biāo)準(zhǔn)

第8章 外部設(shè)備

1) 理解外部設(shè)備

2) 掌握磁介質(zhì)存儲(chǔ)器的性能和原理

3) 掌握磁介質(zhì)存儲(chǔ)設(shè)備

4) 理解磁盤陣列

5) 了解光盤存儲(chǔ)器

6) 了解新型輔助存儲(chǔ)器

7) 理解鍵盤輸入設(shè)備

8) 了解其他輸入設(shè)備

9) 理解打印輸出設(shè)備

10) 理解顯示設(shè)備

第9章 輸入輸出(I/O)系統(tǒng)

1)理解 I/O系統(tǒng)基本概念

2)掌握 I/O接口(I/O控制器)

1. I/O接口的功能和基本結(jié)構(gòu)

2. I/O端口及其編址

3) 掌握I/O方式

1.程序查詢方式

2.程序中斷方式

中斷的基本概念；中斷響應(yīng)過程；中斷處理過程；多重中斷和中斷屏蔽的概念。

3.掌握DMA方式 DMA控制器的組成；DMA傳送過程。

4. 理解通道方式