计算机组成原理是计算机科学与技术领域的一门基础课程,它主要研究计算机系统的基本结构和工作原理。本复习资料集合了SDUST(山东科技大学)的教学资源,涵盖了多项学习材料,包括试题、复习要点、课后答案以及课件,旨在帮助学生深入理解和掌握计算机组成的基本概念和技术。
1. **基本概念**:
- 计算机系统:由硬件和软件两部分构成,硬件包括中央处理器(CPU)、内存、输入设备和输出设备等。
- CPU:包括运算器、控制器和寄存器,负责执行指令和处理数据。
- 寄存器:高速存储单元,用于临时存放数据和指令。
- 内存:分为RAM(随机访问存储器)和ROM(只读存储器),前者用于程序运行时的数据存储,后者存储固定信息如BIOS。
2. **数据表示与运算**:
- 二进制、八进制、十进制和十六进制之间的转换。
- 补码表示法:用于表示有符号整数,避免溢出问题。
- 浮点数表示:包括阶码和尾数,用于表示大范围和高精度的数值。
- 算术逻辑单元(ALU):执行加减乘除和逻辑运算。
3. **指令系统**:
- 指令格式:包括操作码和操作数,控制计算机执行特定操作。
- 指令集架构(ISA):定义了计算机能理解和执行的指令集合。
- RISC(精简指令集)与CISC(复杂指令集)的区别和优缺点。
4. **存储系统**:
- 层次结构:CPU寄存器、高速缓存(Cache)、主存、硬盘等构成的多级存储体系。
- Cache的工作机制:包括替换策略(如LRU、LFU)和地址映射(如直接映射、组关联映射)。
5. **寻址方式**:
- 直接寻址、间接寻址、相对寻址、基址寻址和变址寻址等。
- 地址重定位:在不同的内存区域运行同一程序。
6. **输入/输出(I/O)系统**:
- I/O设备:键盘、鼠标、显示器、打印机等。
- I/O方式:程序控制、中断、DMA(直接内存访问)和通道。
7. **计算机总线**:
- 数据总线、地址总线和控制总线,它们协同传输信息。
- 总线仲裁:解决多个设备同时请求总线使用权的问题。
8. **处理器设计**:
- 微程序控制与硬连线控制的区别。
-流水线技术:提高处理器执行指令的速度。
- RISC和CISC处理器的设计理念和实现。
9. **汇编语言与高级语言**:
- 汇编语言:与机器语言相对应,每条指令对应一个机器码。
- 高级语言:如C、C++、Java等,提供更接近人类思维的编程方式。
10. **复习要点与试题解析**:
- 学习资料中的试题和答案,可以帮助学生了解常见的考题类型和解题技巧。
- 课件和复习要点总结了关键知识点,是复习的核心参考资料。
通过上述内容的学习和实践,学生能够对计算机组成原理有深入的理解,为后续的系统级课程和实际开发打下坚实的基础。
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