计算机组成原理 · 知识地图

计算机组成原理研究计算机的内部结构、功能部件及其工作原理，介于软件和硬件之间的交界面上。

课程知识体系

高级语言程序（软件）
       ↓ 编译/解释
   指令集体系结构（ISA）      ← 第5章
       ↓ 译码/执行
   微体系结构（CPU）          ← 第6章
       ↓ 数据通路
   运算器 + 存储器 + I/O     ← 第3、4、7、8、10章
       ↓
   数字逻辑电路（硬件）       ← 第2章

各章节关系

章节 核心内容 前置知识
第1章 计算机系统概述 冯·诺依曼结构、层次结构、性能指标 无
第2章 计算机的逻辑部件 组合逻辑、时序逻辑、阵列逻辑 第1章
第3章 运算方法和运算部件 数据表示、四则运算、浮点运算、校验码 第2章
第4章 主存储器 SRAM/DRAM、ROM、多体交叉 第1章
第5章 指令系统 指令格式、寻址方式、CISC/RISC 第1、3章
第6章 中央处理器 数据通路、微程序、硬布线、流水线 第3、5章
第7章 存储系统 Cache、虚拟存储器、MMU 第4章
第8章 辅助存储器 磁盘、光盘、SSD 第4章
第9章 输入输出设备 显示器、打印机、汉字处理 第1章
第10章 输入输出系统 中断、DMA、通道、总线接口 第5、7章

考试重点优先级

★★★ 第一梯队（必考）

考点 所在章节 典型题型
原码/补码/反码/移码转换和定点数范围 第3章 计算+对比
IEEE754 浮点数转换 第3章 转换+计算
Cache 地址映射和替换算法 第7章 计算+分析
微指令编制和微地址形成 第6章 设计+计算
中断系统与 DMA 对比 第10章 流程+对比
SRAM 与 DRAM 对比和 DRAM 刷新计算 第4章 计算+对比

★★☆ 第二梯队（常考）

考点 所在章节
海明校验码和 CRC 校验码 第3章
ALU 和先行进位 第3章
补码一位乘法（Booth算法）和不恢复余数法 第3章
指令格式和寻址方式 第5章
CISC 与 RISC 对比 第5章
硬布线 vs 微程序控制器 第6章
流水线工作原理和冒险 第6章
页式虚拟存储器地址转换 第7章
多重中断和中断优先权 第10章

★☆☆ 第三梯队（选考/简答）

考点 所在章节
Flynn 分类法（SISD/SIMD/MISD/MIMD） 第1章
计算机层次结构和主要技术指标 第1章
三态电路、加法器类型 第2章
触发器类型对比 第2章
阵列逻辑电路（ROM/PLA/PAL/GAL/FPGA） 第2章
ROM 分类对比 第4章
磁记录方式和 RAID 级别 第8章
显示器/打印机类型对比 第9章
汉字处理技术 第9章
总线结构和接口标准 第10章
SAN vs NAS vs DAS 第10章

学习路线

  1. 第1章 → 建立计算机整体层次结构认知
  2. 第2章 → 数字逻辑电路基础（组合+时序+PLD）
  3. 第3章 → 数据表示和运算方法（计算核心，分量最重）
  4. 第4章 → 主存储器（SRAM/DRAM/ROM）
  5. 第5章 → 指令系统（软硬件接口）
  6. 第6章 → 中央处理器（核心部件，与第3、5章紧密关联）
  7. 第7章 → 存储系统（Cache+虚拟存储器）
  8. 第8章 → 辅助存储器（磁盘/光盘/SSD）
  9. 第9章 → 输入输出设备（外设原理）
  10. 第10章 → 输入输出系统（中断/DMA/总线）

建议优先攻破第3章和第6章，这两章计算题和设计题占比最高。

章节笔记

  • [[第1章-计算机系统概述|第1章 计算机系统概述]]
  • [[第2章-计算机的逻辑部件|第2章 计算机的逻辑部件]]
  • [[第3章-运算方法和运算部件|第3章 运算方法和运算部件]]
  • [[第4章-主存储器|第4章 主存储器]]
  • [[第5章-指令系统|第5章 指令系统]]
  • [[第6章-中央处理器|第6章 中央处理器]]
  • [[第7章-存储系统|第7章 存储系统]]
  • [[第8章-辅助存储器|第8章 辅助存储器]]
  • [[第9章-输入输出设备|第9章 输入输出设备]]
  • [[第10章-输入输出系统|第10章 输入输出系统]]

扩展资料

  • [[常见问答集|常见问答集]]（历次AI对话中的知识点问答汇总）