本书针对近几年全国计算机学科专业综合考试大纲的“计算机组成原理”部分进行了深入解读，以一种的方式对考试大纲知识点进行了讲解，即从考生的视角剖析知识难点；以通俗易懂的语言取代晦涩难懂的专业术语；以成功考生的亲身经历指引复习方向；以风趣幽默的笔触缓解考研压力。读者对书中的知识点讲解有任何疑问都可与作者进行在线互动，以便及时解决复习中的疑难问题，提高复习效率。

 根据计算机专业研究生入学考试形势的变化（逐渐实行非统考），书中对大量非统考知识点进行了讲解，使本书所包含的知识点除覆盖统考大纲的所有内容外，还包括了各大自主命题高校所要求的知识点。

 本书可作为参加计算机专业研究生入学考试的复习指导用书（包括统考和非统考），也可作为全国各大高校计算机专业或非计算机专业的学生学习“计算机组成原理”课程的辅导用书。

（编辑邮箱：jinacmp@163com）

序前言第1 章计算机系统概述  1 

大纲要求  1 考点与要点分析  1 

核心考点  1 基础要点  1 

本章知识体系框架图  2 

知识点讲解  2 

11 计算机的发展历程  2 

111  计算机硬件的发展  2 

112  计算机软件的发展  3 

12 计算机系统层次结构  4 

121  计算机系统的基本组成  4 

122  计算机硬件的基本组成  4 

123  计算机软件的分类  9 

124  计算机的工作过程  9 

125  计算机系统的层次结构  10 

13 计算机性能指标  10 

14 辅助知识点  11 

辅助知识点1：门电路  12 

辅助知识点2：三态门  14 

辅助知识点3：片选译码器  14

 辅助知识点4：那些可怕的专业术语 15 

辅助知识点5：与字、字长相关的那些名词  16 

辅助知识点6：与周期相关的那些名词  16 

习题  17 习题答案  20

 第2 章数据的表示和运算 23 

大纲要求  23 

考点与要点分析  23 

核心考点  23 

基础要点  24 

本章知识体系框架图  24 

知识点讲解  24 

21 数制与编码  24 

211  进位计数制及其相互转换  24 

212  真值和机器数  27 

213  BCD 码  27 

214  字符和字符串  28 

215  校验码  29 

22 定点数的表示和运算  34 

221  定点数的表示  34 

222  定点数的运算  38 

23 浮点数的表示和运算  58 

231  浮点数的表示  58 

232  浮点数的加/减运算  60 

24 算术逻辑单元  63 

241  串行加法器和并行加法器  63 

242  算术逻辑单元的功能和结构  66 

习题  68 

习题答案  77

第3 章存储器层次结构  90 

大纲要求  90 

考点与要点分析  90 

核心考点  90 

基础要点  91 

本章知识体系框架图  91 

知识点讲解  91 

31 存储器的基本概念  91 

311  存储器的分类  91 

312  存储器的性能指标  93 

32 存储器的层次化结构  93 

33 半导体随机存取存储器  94 

331  半导体随机存取存储器的基本概念  94 

332  SRAM 存储器  95 

333  DRAM 存储器  96 

334  只读存储器  100 

335  Flash 存储器  101 

34 主存储器与CPU 的连接  102 

35 双口RAM 和多模块存储器  107 

36 高速缓冲存储器（Cache）  110 

361  Cache 的基本工作原理  110 

362  Cache 和主存之间的映射方式 113 

363  Cache 中主存块的替换算法  120 

364  Cache 写操作策略  120 

37 虚拟存储器  121 

371  虚拟存储器的基本概念  121 

372  页式虚拟存储器  122 

373  段式虚拟存储器  122 

374  段页式虚拟存储器  122 

375  TLB（快表）  122 

38 外存储器  125 

习题  130 

习题答案  141 

第4 章 指令系统  157 

大纲要求  157 

考点与要点分析  157 

核心考点  157 

基础要点  157 

本章知识体系框架图  158 

知识点讲解  158 

41 指令格式  158 

411  指令的基本格式  158 

412  定长操作码指令格式  161 

413  不定长操作码指令格式  161 

42 指令的寻址方式  162 

421  数据寻址和指令寻址  162 

422  常见数据寻址方式  164 

43 CISC 和RISC 的基本概念  171 

习题  173 

习题答案  181 

第5 章中央处理器  195 

大纲要求  195 

考点与要点分析  195 

核心考点  195 

基础要点  195 

本章知识体系框架图  196 

知识点讲解  196 

51 CPU 的功能和基本结构  196 

511  CPU 的功能  196 

512  CPU 的基本结构  197 

513  CPU 中的主要寄存器  198 

52 指令执行过程  200 

521  指令周期  200 

目 录

522  指令执行方案  201 

523  指令的执行过程与信息流  201 

53 数据通路的功能和基本结构  202 

54 控制器的功能和工作原理  204 

541  控制单元的功能  204 

542  控制单元的设计  210 

55 指令流水线  218 

551  指令流水线的基本概念  218 

552  指令流水线的基本实现  219 

553  超标量和动态流水线的基本概念  222 

56 中断系统  223 

习题  229 

习题答案  238 

第6 章总线  252 

大纲要求  252 

考点与要点分析  252 

核心考点  252 

基础要点  252 

本章知识体系框架图  253 

知识点讲解  253 

61 总线概述  253 

611  总线的基本概念  253 

612  总线的分类  254 

613  总线的组成及性能指标  255 

614  总线的结构  256 

62 总线仲裁（2020 年408 新大纲已删除）  257 

621  集中仲裁方式  258 

622  分布仲裁方式  260 

63 总线操作和定时  260 

631  总线周期的概念  260 

632  同步定时方式  260 

633  异步定时方式  262 

64 总线标准  263 

习题  264 

习题答案  268 

第7 章输入/输出系统  273 

大纲要求  273 

考点与要点分析  273 

核心考点  273 

基础要点  273 

本章知识体系框架图  274 

知识点讲解  274 

71 I/O 系统基本概念  274 

72 外部设备  277 

721  I/O 设备分类  277 

722  输入设备  277 

723  输出设备  278 

73 I/O 接口（I/O 控制器）  279 

731  I/O 接口基础知识 279 

732  I/O 接口的功能和基本结构  279 

733  I/O 端口及其编址 281 

74 I/O 方式  282 

741  程序查询方式  282 

742  程序中断方式  284 

743  DMA 方式  288 

习题  294 

习题答案  300 

第8 章非统考高校知识点补充  309 

81 浮点数的表示范围  309 

82 浮点数的乘除法运算  312 

83  MIPS 指令集  315 

参考文献  317