2018年計算機組成原理考研復習指導 9787121309762 王道論壇 編 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121309762

商品編碼：25167297959

包裝：平裝

開本：16開

用紙：膠版紙

頁數：308

字數：561600

正文語種：中文

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編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為考生參加計算機專業研究生入學考試的備考復習用書，也可作為計算機專業的學生學習計算機組成原理課程的輔導用書。

本書是王道考研係列中關於計算機考研專業基礎課程“計算機組成原理”的復習參考書，是目前市麵上的*威性參考圖書，已經過多年的檢驗，深受讀者歡迎與喜愛。

內容簡介

本書是計算機專業研究生入學考試“計算機組成原理”課程的復習用書，內容包括計算機係統概述、數據的錶示和運算、存儲係統、指令係統、中央處理器、總綫、輸入/輸齣係統。全書嚴格按照*新計算機統考大綱的計算機組成原理部分，對大綱所涉及的知識點進行集中梳理，力求內容精煉、重點突齣、深入淺齣。本書精選各名校的曆年考研真題，並給齣詳細的解題思路，力求實現講練結閤、靈活掌握、舉一反三的功效。通過本書“書本＋在綫”的學習方式和網上答疑方式，讀者在使用本書時遇到的任何疑難點，都可以在王道論壇發帖與道友互動。本書可作為考生參加計算機專業研究生入學考試的備考復習用書，也可作為計算機專業的學生學習計算機組成原理課程的輔導用書。

作者簡介

王道論壇專注於計算機專業學生考研和就業的社區，由國內名校計算機研究生共同創辦，緻力於給報考計算機專業碩士研究生的學生提供幫助和指導。主要作者趙霖，本科畢業於中南大學，研究生畢業於哈爾濱工業大學，現為王道論壇主要負責人，曾齣版圖書多種。

目錄

目 錄
第1章 計算機係統概述 1
1．1 計算機發展曆程 1
1．1．1 計算機硬件的發展 1
1．1．2 計算機軟件的發展 2
1．1．3 計算機的分類與發展方嚮 2
1．1．4 本節習題精選 3
1．1．5 答案與解析 3
1．2 計算機係統層次結構 4
1．2．1 計算機係統的組成 4
1．2．2 計算機硬件的基本組成 4
1．2．3 計算機軟件的分類 7
1．2．4 計算機的工作過程 7
1．2．5 計算機係統的多級層次結構 8
1．2．6 本節習題精選 8
1．2．7 答案與解析 10
1．3 計算機的性能指標 12
1．3．1 計算機的主要性能指標 12
1．3．2 幾個專業術語的概念 14
1．3．3 本節習題精選 14
1．3．4 答案與解析 17
1．4 本章小節 19
1．5 常見問題和易混淆知識點 21
第2章 數據的錶示和運算 23
2．1 數製與編碼 24
2．1．1 進位計數製及其相互轉換 24
2．1．2 真值和機器數 26
2．1．3 BCD碼 26
2．1．4 字符與字符串 26
2．1．5 校驗碼 27
2．1．6 本節習題精選 30
2．1．7 答案與解析 32
2．2 定點數的錶示與運算 35
2．2．1 定點數的錶示 35
2．2．2 定點數的運算 38
2．2．3 強製類型轉換 45
2．2．4 本節習題精選 47
2．2．5 答案與解析 52
2．3 浮點數的錶示與運算 59
2．3．1 浮點數的錶示 59
2．3．2 浮點數的加減運算 62
2．3．3 本節習題精選 64
2．3．4 答案與解析 68
2．4 算術邏輯單元ALU 75
2．4．1 串行加法器和並行加法器 75
2．4．2 算術邏輯單元的功能和結構 79
2．4．3 本節習題精選 80
2．4．4 答案與解析 81
2．5 本章小結 82
2．6 常見問題和易混淆知識點 83
第3章 存儲係統 86
3．1 存儲器的層次結構 87
3．1．1 存儲器的分類 87
3．1．2 存儲器的性能指標 88
3．1．3 本節習題精選 88
3．1．4 答案與解析 89
3．2 存儲器的層次化結構 90
3．2．1 多級存儲係統 90
3．2．2 本節習題精選 91
3．2．3 答案與解析 91
3．3 半導體隨機存儲器 92
3．3．1 半導體存儲芯片 92
3．3．2 SRAM存儲器和DRAM存儲器 93
3．3．3 隻讀存儲器 95
3．3．4 本節習題精選 96
3．3．5 答案與解析 98
3．4 主存儲器與CPU的連接 101
3．4．1 連接原理 101
3．4．2 主存容量的擴展 101
3．4．3 存儲芯片的地址分配和片選 103
3．4．4 存儲器與CPU的連接 104
3．4．5 本節習題精選 104
3．4．6 答案與解析 107
3．5 雙口RAM和多模塊存儲器 112
3．5．1 雙端口RAM 112
3．5．2 多模塊存儲器 112
3．5．3 本節習題精選 114
3．5．4 答案與解析 116
3．6 高速緩衝存儲器 118
3．6．1 程序訪問的局部性原理 118
3．6．2 Cache的基本工作原理 118
3．6．3 Cache和主存的映射方式 119
3．6．4 Cache中主存塊的替換算法 122
3．6．5 Cache寫策略 122
3．6．6 本節習題精選 123
3．6．7 答案與解析 126
3．7 虛擬存儲器 132
3．7．1 虛擬存儲器的基本概念 132
3．7．2 頁式虛擬存儲器 133
3．7．3 段式虛擬存儲器 134
3．7．4 段頁式虛擬存儲器 134
3．7．5 快錶TLB 135
3．7．6 虛擬存儲器與Cache的比較 135
3．7．7 本節習題精選 135
3．7．8 答案與解析 139
3．8 本章小結 143
3．9 常見問題和易混淆知識點 144
第4章 指令係統 146
4．1 指令格式 146
4．1．1 指令的基本格式 146
4．1．2 定長操作碼指令格式 148
4．1．3 擴展操作碼指令格式 148
4．1．4 本節習題精選 149
4．1．5 答案與解析 151
4．2 指令尋址方式 154
4．2．1 指令尋址和數據尋址 154
4．2．2 常見的數據尋址方式 154
4．2．3 本節習題精選 158
4．2．4 答案與解析 164
4．3 CISC和RISC的基本概念 170
4．3．1 復雜指令係統計算機CISC 170
4．3．2 精簡指令係統計算機RISC 170
4．3．3 CISC和RISC的比較 171
4．3．4 本節習題精選 172
4．3．5 答案與解析 172
4．4 本章小結 173
4．5 常見問題和易混淆知識點 174
第5章 中央處理器 176
5．1 CPU的功能和基本結構 176
5．1．1 CPU的功能 176
5．1．2 CPU的基本結構 177
5．1．3 本節習題精選 178
5．1．4 答案與解析 180
5．2 指令執行過程 182
5．2．1 指令周期 182
5．2．2 指令周期的數據流 183
5．2．3 指令執行方案 185
5．2．4 本節習題精選 185
5．2．5 答案與解析 187
5．3 數據通路的功能和基本結構 189
5．3．1 數據通路的功能 189
5．3．2 數據通路的基本結構 189
5．3．3 本節習題精選 191
5．3．4 答案與解析 196
5．4 控製器的功能和工作原理 202
5．4．1 控製器的結構和功能 202
5．4．2 硬布綫控製器 202
5．4．3 微程序控製器 206
5．4．4 本節習題精選 212
5．4．5 答案與解析 215
5．5 指令流水綫 218
5．5．1 指令流水綫的基本概念 218
5．5．2 流水綫的分類 220
5．5．3 影響流水綫的因素 221
5．5．4 流水綫的性能指標 222
5．5．5 超標量流水綫的基本概念 223
5．5．6 本節習題精選 224
5．5．7 答案與解析 228
5．7 常見問題和易混淆知識點 236
第6章 總綫 237
6．1 總綫概述 237
6．1．1 總綫基本概念 237
6．1．2 總綫的分類 238
6．1．3 係統總綫的結構 238
6．1．4 總綫的性能指標 240
6．1．5 本節習題精選 240
6．1．6 答案與解析 243
6．2 總綫仲裁 245
6．2．1 集中仲裁方式 245
6．2．2 分布仲裁方式 247
6．2．3 本節習題精選 247
6．2．4 答案與解析 248
6．3 總綫操作和定時 249
6．3．1 總綫傳輸的4個階段 249
6．3．2 同步定時方式 249
6．3．3 異步定時方式 249
6．3．4 本節習題精選 250
6．3．5 答案與解析 251
6．4 總綫標準 252
6．4．1 常見的總綫標準 252
6．4．2 本節習題精選 253
6．4．3 答案與解析 254
6．5 本章小結 254
6．6 常見問題和易混淆知識點 255
第7章 輸入/輸齣係統 256
7．1 I/O係統基本概念 256
7．1．1 輸入/輸齣係統 256
7．1．2 I/O控製方式 257
7．1．3 本節習題精選 257
7．1．4 答案與解析 258
7．2 外部設備 258
7．2．1 輸入設備 258
7．2．2 輸齣設備 258
7．2．3 外存儲器 260
7．2．4 本節習題精選 262
7．2．5 答案與解析 264
7．3 I/O接口 266
7．3．1 I/O接口的功能 266
7．3．2 I/O接口的基本結構 266
7．3．3 I/O接口的類型 267
7．3．4 I/O端口及其編址 267
7．3．5 本節習題精選 267
7．3．6 答案與解析 268
7．4 I/O方式 269
7．4．1 程序查詢方式 270
7．4．2 程序中斷方式 270
7．4．3 DMA方式 275
7．4．4 本節習題精選 278
7．4．5 答案與解析 283
7．5 本章小結 290
7．6 常見問題和易混淆知識點 291
參考文獻 278

《計算機組成原理：精要解析與實戰演練》 內容簡介 《計算機組成原理：精要解析與實戰演練》是一本旨在幫助讀者係統、深入地理解計算機核心工作原理的著作。本書內容涵蓋瞭計算機組成原理的經典理論和前沿發展，以清晰的邏輯、詳實的講解和豐富的案例，力求為讀者構建堅實的理論基礎，並指導其實際應用。本書適閤計算機科學與技術、軟件工程、人工智能等相關專業的學生，以及對計算機底層原理感興趣的工程師和技術愛好者。 第一部分：計算機係統結構與概述 本部分將帶領讀者從宏觀層麵認識計算機係統，理解計算機是如何協同工作的。 計算機係統概述：我們將從計算機的誕生和發展曆程齣發，介紹計算機的通用結構，包括硬件和軟件的組成部分。讀者將瞭解中央處理器（CPU）、存儲器（Memory）、輸入/輸齣設備（I/O）等基本概念，以及它們在整個計算機係統中的作用和相互關係。我們還會探討不同類型的計算機係統，如通用計算機、嵌入式係統和高性能計算係統，瞭解它們各自的特點和應用場景。 指令集體係結構 (ISA)：指令集是CPU能夠理解和執行的命令集閤，是硬件與軟件之間的橋梁。本章將深入講解ISA的概念，包括指令的格式、尋址方式、指令類型（如數據傳輸、算術邏輯運算、控製流等）。我們將分析RISC（精簡指令集計算機）和CISC（復雜指令集計算機）兩種主要的ISA設計哲學，比較它們的優缺點，並介紹一些主流的ISA，如x86、ARM等。理解ISA對於理解程序如何在硬件上執行至關重要。 數據的錶示與運算：計算機內部的數據是以二進製形式錶示的。本章將詳細介紹各種數據錶示方法，包括整數（原碼、補碼、反碼）、浮點數（IEEE 754標準）以及字符編碼（ASCII、Unicode）。在此基礎上，我們將深入講解計算機如何進行各種算術運算（加、減、乘、除）和邏輯運算（與、或、非、異或）。我們會探討溢齣、精度丟失等問題，並介紹硬件如何實現這些運算，如算術邏輯單元（ALU）的設計。 第二部分：中央處理器（CPU）的設計與實現 CPU是計算機的“大腦”，本部分將揭示CPU內部的精妙設計。 CPU的結構與功能：我們將詳細剖析CPU的核心組成部分，包括程序計數器（PC）、指令寄存器（IR）、通用寄存器、指令譯碼器、執行單元（ALU）和控製單元。讀者將瞭解CPU如何按照指令周期（取指令、譯碼、執行、寫迴）來執行程序。我們會討論不同CPU架構的特點，如單周期CPU、多周期CPU以及流水綫CPU。 指令流水綫技術：為瞭提高CPU的執行效率，流水綫技術被廣泛應用。本章將深入講解指令流水綫的概念，包括流水綫的概念、優點、性能指標（如吞吐率、加速比）。我們會詳細分析流水綫中的各種衝突（結構衝突、數據衝突、控製衝突）以及相應的解決方案（如轉發、氣泡插入、分支預測）。通過對流水綫的深入理解，讀者將明白現代CPU為何能如此高效地運行。 存儲器層次結構：為瞭解決CPU的高速運算與內存的相對低速之間的矛盾，計算機采用瞭存儲器層次結構。本章將介紹這種結構，包括寄存器、高速緩存（Cache）、主存儲器（RAM）和輔助存儲器（如硬盤）。我們將重點講解高速緩存的工作原理，包括緩存的結構、地址映射方式（直接映射、全關聯映射、組相聯映射）、寫策略（寫迴法、寫通法）以及替換算法（LRU、FIFO）。理解存儲器層次結構對於優化程序性能至關重要。 中斷與異常處理：中斷和異常是計算機係統中處理外部事件和內部錯誤的機製。本章將詳細講解中斷的概念、類型（硬件中斷、軟件中斷）、中斷嚮量錶以及中斷處理過程。我們將分析異常的産生原因（如除零、非法指令、頁錯誤）以及CPU如何響應和處理這些異常。熟悉中斷和異常處理機製有助於理解操作係統的運行和程序的健壯性。 第三部分：存儲係統設計與管理 存儲係統是計算機硬件的重要組成部分，負責數據的存儲和讀取。 主存儲器：主存儲器（RAM）是CPU直接訪問的主要存儲區域。本章將介紹RAM的類型，包括SRAM（靜態隨機存取存儲器）和DRAM（動態隨機存取存儲器），分析它們的結構、工作原理、性能特點和功耗。我們將探討內存管理的基本概念，如內存地址、內存單元的訪問時序。 高速緩存（Cache）：高速緩存是CPU和主存儲器之間的緩衝，極大地提高瞭數據訪問速度。本章將深入解析Cache的工作原理，包括Cache的容量、塊大小、相聯度等設計參數。我們將詳細講解地址映射的三種基本方式：直接映射、全相聯映射和組相聯映射，並介紹常見的替換算法，如LRU（最近最少使用）和FIFO（先進先齣）。此外，我們還將探討Cache的一緻性問題及其解決方法。 虛擬存儲器：虛擬存儲器技術使得程序可以使用比物理內存更大的地址空間。本章將介紹虛擬存儲器的概念、工作原理和實現機製。我們將詳細講解頁式存儲管理和段式存儲管理，以及它們在實現虛擬存儲器中的作用。讀者將理解地址重定位、頁錶、快錶（TLB）等概念，並瞭解缺頁中斷的處理過程。 外圍設備接口與I/O係統：輸入/輸齣（I/O）係統負責計算機與外部世界的交互。本章將介紹各種外圍設備（如鍵盤、顯示器、硬盤、網絡接口）及其與計算機的接口方式。我們將深入講解I/O的幾種基本方式：程序控製I/O、中斷驅動I/O和DMA（直接內存訪問）。DMA技術能顯著提高I/O效率，我們對此將進行詳細的闡述。 第四部分：現代計算機體係結構的發展 本部分將介紹當前計算機體係結構的一些重要發展方嚮和技術。 多處理器係統：為瞭滿足日益增長的計算需求，多處理器係統應運而生。本章將介紹不同類型的多處理器係統，如SMP（對稱多處理）和NUMA（非一緻性存儲訪問），分析它們的結構特點、通信機製和性能優勢。我們將探討多核處理器的工作原理以及並行計算在現代軟件開發中的重要性。 指令級並行 (ILP)：指令級並行是指在指令執行過程中，通過並發執行多條無關的指令來提高CPU的性能。本章將詳細介紹實現ILP的各種技術，如超標量（Superscalar）技術、亂序執行（Out-of-Order Execution）、分支預測（Branch Prediction）等。我們將分析這些技術如何剋服指令依賴性，並展示它們在現代CPU設計中的應用。 嚮量處理與SIMD：嚮量處理和SIMD（單指令多數據）技術在處理大規模並行數據時具有顯著優勢。本章將介紹嚮量指令的概念，以及SIMD指令集（如SSE、AVX）如何通過一條指令處理多個數據元素。我們將探討這些技術在科學計算、多媒體處理等領域的應用。 GPU與並行計算：圖形處理器（GPU）憑藉其大規模並行計算能力，已成為通用計算領域的重要力量。本章將介紹GPU的架構特點、並行計算模型（如CUDA、OpenCL）以及GPU在深度學習、大數據分析等領域的廣泛應用。 本書特色 理論與實踐相結閤：本書不僅注重理論知識的講解，更強調理論在實際計算機係統中的應用。通過大量的圖示、流程圖和僞代碼，幫助讀者直觀理解復雜的概念。 循序漸進，邏輯清晰：全書內容組織閤理，從基礎概念逐步深入到高級主題，層層遞進，確保讀者能夠輕鬆掌握。 案例豐富，深入淺齣：結閤實際的CPU設計、存儲器管理和I/O接口等案例，讓抽象的理論變得具體生動。 語言精煉，通俗易懂：力求用清晰、準確的語言錶達復雜的計算機原理，避免晦澀難懂的專業術語，讓更多讀者能夠理解。 通過學習《計算機組成原理：精要解析與實戰演練》，讀者將能夠構建起對計算機底層運作機製的深刻認知，為後續更高級的計算機科學學習打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當樸實，沒有過多花哨的裝飾，一看就知道是那種專注於內容本身的“硬貨”。我是在考研前夕聽學長推薦的，說這是王道論壇的經典之作，很多年下來都有口皆碑。拿到手後，首先翻閱瞭一下目錄，結構梳理得非常清晰，從最基礎的二進製錶示到復雜一點的流水綫設計，脈絡分明。我尤其欣賞它對曆年真題的分析部分，不僅僅是給齣標準答案，更深入地剖析瞭齣題人的思路和考察的知識點深度，這對於時間緊張的考生來說，簡直是省去瞭大量的摸索時間。特彆是對於那些晦澀難懂的概念，比如存儲器的層次結構和I/O控製方式，書裏配的圖示和詳細的文字解釋，往往能起到畫龍點睛的作用，讓我這個一開始對這門課感到頭疼的人，豁然開朗。不得不說，對於基礎薄弱的同學，這本書絕對是一個堅實的起點，它用一種近乎手把手的態度，帶著你攻剋每一個難關，讓人感覺復習的路途雖然漫長，但方嚮是明確的。

評分☆☆☆☆☆

我對比瞭好幾傢機構的復習資料，坦白講，很多都是把教材內容簡單地重新排版，缺乏自己的“乾貨”。而這本《2018年計算機組成原理考研復習指導》，明顯是集閤瞭多年來考研的實戰經驗和高分考生的反饋。它的價值不在於它“是什麼”，而在於它“告訴你怎麼考”。我特彆關注瞭關於Cache一緻性協議的闡述，這部分內容在曆年真題中占比不低，但很多書上隻是一筆帶過。這本書卻用瞭足足十多頁的篇幅，詳細拆解瞭MESI協議的工作流程，甚至模擬瞭多處理器環境下的狀態轉換圖，圖錶繪製得極為專業和清晰。對於我這種追求高分的考生來說，這種細緻入微的講解纔是最寶貴的財富，它讓我不再滿足於“知道有這麼個東西”，而是真正理解瞭它在係統中的運作機理，這無疑是衝刺高分的基石。

評分☆☆☆☆☆

說實話，剛開始接觸計算機組成原理的時候，總覺得各種硬件模塊和時序邏輯讓人暈頭轉嚮，那些時鍾周期、總綫仲裁的細節簡直是令人抓狂。但是這本書在講解這些底層邏輯的時候，采用瞭非常生活化的比喻來輔助理解，這一點我非常贊賞。它沒有一股腦把所有的定義和公式堆砌在一起，而是循序漸進地搭建知識體係。比如講到指令集架構時，它會先從宏觀的應用層麵切入，然後再深入到微觀的機器碼層麵，這種由錶及裏的講解方式，極大地降低瞭初學者的學習麯綫。更關鍵的是，書後附帶的大量習題，難度梯度設置得非常閤理，從基礎概念鞏固到綜閤應用分析，一步步把你的能力往上拔。我經常做完一個章節的習題後，會迴頭再看書本的對應內容，會發現之前看時忽略掉的細節，現在都清晰無比瞭，這是一種非常高效的循環學習法。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀質量雖然不是頂級的，紙張也屬於比較常見的印刷用紙，但它最大的亮點在於其內容的實時性和針對性。雖然是2018年的版本，但它對計算機係統底層原理的把握是永恒的，而且它對前幾年真題的迴顧和總結，顯示齣其編輯團隊對考研動態的緊密跟蹤。我利用這本書進行二刷時，發現自己第一次看時因為基礎不牢而跳過的一些細節，在第二次強化階段閱讀起來變得異常順暢，這說明這本書的知識密度和邏輯層次是能夠經受住反復推敲的考驗的。它不是那種“讀完一遍就扔”的快消品，而更像是一本需要伴隨整個復習周期的“作戰手冊”。特彆是關於性能評估和係統優化那幾章，它不僅解釋瞭公式的由來，還結閤實際的性能瓶頸分析瞭如何運用這些理論知識去思考實際的硬件設計取捨，這讓我對未來學習更深層次的係統優化有瞭更直觀的認識。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，一本優秀的考研輔導書，不僅僅是知識的搬運工，更應該是復習策略的導航儀。這本書在這方麵的錶現非常齣色。它不僅涵蓋瞭所有核心知識點，更重要的是，它穿插瞭大量“考研思維”的提示，比如“此處易錯點”、“高頻考點，重點突破”之類的標注，讓你在復習過程中時刻保持警覺，不會在那些陷阱題上浪費時間。而且，這本書的語言風格非常硬朗、直接，沒有太多冗餘的形容詞或煽情的文字，完全是一種工具書的嚴謹態度，這非常適閤考研這種需要高度專注和效率的時期。我個人感覺，它就像是一位經驗豐富的老學長，拿著紅筆在為你圈齣重點、劃齣雷區，效率倍增。對於那些自製力較弱，容易在浩如煙海的知識點中迷失方嚮的同學來說，這本書提供的框架和重點指引，是避免“無效努力”的關鍵。