考研計算機(jī)專業(yè)的重要原理概念

1、考研計算機(jī)專業(yè)的重要原理概念考研計算機(jī)專業(yè)的重點知識1.機(jī)群系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有：(1)高效的通信系統(tǒng);(2)并行程序設(shè)計環(huán)境;(3)負(fù)載平衡技術(shù);(4)多種并行語言的支持;(5)全局資源的管理與利用。2.MIMD處理機(jī)與SIMD處理機(jī)相比有哪些特點?(1) 它有多個控制器，至少有多個指令部件，用以對各個PE實現(xiàn)單獨的控制，而又相互協(xié)調(diào)配合。(2) 多處理機(jī)的外圍設(shè)備要能夠被多個PE分別調(diào)用，因而要通過互連網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接，而不象并行處理機(jī)的外圍設(shè)備那樣統(tǒng)一訪問主存儲器進(jìn)行程序和數(shù)組的有規(guī)則的傳送。(3) 并行處理機(jī)由于主要完成數(shù)組向量運算，它的PE和MM之間的數(shù)據(jù)交往是比較有規(guī)則的，存儲器訪問的地址變換

2、功能下必要求太高，因而互連網(wǎng)絡(luò)的作用主要放在數(shù)據(jù)對準(zhǔn)上，可以做得比較簡單，但是，多處理機(jī)由于互連網(wǎng)絡(luò)必須滿足各個PE隨機(jī)地訪問主存儲器的要求，所以，連接模式、頻帶和路徑選擇等問題都要復(fù)雜得多。存儲映射部件對每一個PE也是必需的。3.在對稱型多處理機(jī)(SMP)系統(tǒng)中，解釋UMA、NUMA和COMA的含義，并分別敘述它們的特點。根據(jù)存儲器和外圍資源如何共享或分布，把共享存儲型多處理機(jī)分為三種模型：UMA：均勻存儲器存取(Uniform-Memory-Access)模型;NUMA：非均勻存儲器存取(Nonuniform-Memory-Access)模型;COMA：只用高速緩存的存儲器結(jié)構(gòu)(Cache

3、-Only Memory Architecture)模型。UMA多處理機(jī)模型的特點是：物理存儲器被所有處理機(jī)均勻共享。所有處理機(jī)對所有存儲字具有相同的存取時間。每臺處理機(jī)可以有私用高速緩存,外圍設(shè)備也以一定形式共享。NUMA多處理機(jī)模型的特點是：其訪問時間隨存儲字的位置不同而變化。其共享存儲器物理上是分布在所有處理機(jī)的本地存儲器上。所有本地存儲器的集合組成了全局地址空間，可被所有的處理機(jī)訪問。處理機(jī)訪問本地存儲器是比較快的，但訪問屬于另一臺處理機(jī)的遠(yuǎn)程存儲器則比較慢，因為通過互連網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生附加時延。COMA多處理機(jī)模型的特點是：一種只用高速緩存的多處理機(jī)。COMA模型是NUMA機(jī)的一種特例，只

4、是將后者中分布主存儲器換成了高速緩存，在每個處理機(jī)結(jié)點上沒有存儲器層次結(jié)構(gòu),全部高速緩沖存儲器組成了全局地址空間。遠(yuǎn)程高速緩存訪問則借助于分布高速緩存目錄進(jìn)行。(1) 虛擬共享存儲器的其基本思想是：將物理上_在各個處理機(jī)內(nèi)的局部存儲器，在邏輯上_ ，形成一個統(tǒng)一的_ 來實現(xiàn)存儲器的共享。每個處理機(jī)可以訪問全局存儲器的任一位置，用戶可以把它當(dāng)成一個_ 。(2) 虛擬共享存儲器系統(tǒng)的主要優(yōu)點有：_ ;_ ;_ ;和_ 。(3) 目前，實現(xiàn)虛擬共享存儲器系統(tǒng)主要途徑有：_ ;_ ;和 ?，F(xiàn)有的虛擬共享存儲器系統(tǒng)大多數(shù)采用_ 和_ ，或采用_ 結(jié)合起來實現(xiàn)。統(tǒng)考計算機(jī)組成原理重難點復(fù)習(xí)指導(dǎo)一、考查目標(biāo)

5、1、理解單處理器計算機(jī)系統(tǒng)中各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)以及相互連接方式，具有完整的計算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念。2、理解計算機(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)的基本知識和基本實現(xiàn)方法。3、能夠運用計算機(jī)組成的基本原理和基本方法，對有關(guān)計算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實際問題進(jìn)行計算、分析，并能對一些基本部件進(jìn)行簡單設(shè)計。二、知識點解析在計算機(jī)組成原理方面，主要考查計算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識、數(shù)據(jù)的表示和運算、存儲器層次結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中央處理器、總線、輸入輸出系統(tǒng)。1、計算機(jī)系統(tǒng)概述學(xué)習(xí)計算機(jī)組成原理之前，我們先要了解計算機(jī)的發(fā)展歷程，搞清楚計算機(jī)的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)，包括計算機(jī)硬件的基

6、本組成(五大部件的構(gòu)成)、計算機(jī)軟件的分類，以及計算機(jī)的基本工作過程。從體系結(jié)構(gòu)上來看，有多種不同類型的計算機(jī)，那么這些不同的計算機(jī)誰好誰壞?如何評價?所以，還需要我們了解計算機(jī)性能評價指標(biāo)和相關(guān)參數(shù)，包括吞吐量、響應(yīng)時間;CPU時鐘周期、主頻、CPI、CPU執(zhí)行時間;MIPS、MFLOPS等。2、數(shù)據(jù)的表示和運算我們?nèi)粘Ｋ褂玫氖鞘M(jìn)制數(shù)據(jù)，但在計算機(jī)中，除了十進(jìn)制數(shù)據(jù)外，還有二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制表示方法，我們要掌握這些進(jìn)位計數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換的方法，要搞清楚真值(實際的數(shù)值)和機(jī)器數(shù)(計算機(jī)中表示的數(shù)值)之間的關(guān)系，特別是負(fù)數(shù)的各種表示。另外，還要理解BCD碼、字符與字符串的編碼方法，以

7、及數(shù)據(jù)的校驗碼(奇偶校驗、CRC冗余校驗等)。不管是哪種進(jìn)制和校驗方法，計算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示有原碼、反碼、補碼等方法，我們要搞清楚它們之間的關(guān)聯(lián)與區(qū)別。在計算機(jī)中對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，分為定點表示和浮點表示。在定點數(shù)的表示和運算方面，我們要掌握定點數(shù)的表示(無符號數(shù)的表示，有符號數(shù)的表示)和定點數(shù)的運算，包括定點數(shù)的位移運算、原碼定點數(shù)的加/減運算、補碼定點數(shù)的加/減運算、定點數(shù)的乘/除運算、溢出概念和判別方法。在浮點數(shù)的表示和運算方面，我們要掌握浮點數(shù)的表示(浮點數(shù)的表示范圍和IEEE754標(biāo)準(zhǔn))和浮點數(shù)的加/減運算。本知識點的最后一個考點就是算術(shù)邏輯單元ALU，我們要掌握串行加法器和并行加法器、算

8、術(shù)邏輯單元ALU的功能和結(jié)構(gòu)。3、存儲器層次結(jié)構(gòu)從整個計算機(jī)的存儲體系來看，可以看成是一個“Cache內(nèi)存外存”三級結(jié)構(gòu)，在這個層次化結(jié)構(gòu)中，我們要掌握存儲器的分類以及各類存儲器的基本工作原理，包括半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲器(SRAM、DRAM)、只讀存儲器(ROM)，掌握主存儲器(內(nèi)存)與CPU的連接和數(shù)據(jù)交換、雙口RAM和多模塊存儲器，還有就是外存儲器。在存儲器這個知識點中，2個很重要的考點是高速緩沖存儲器(Cache)和虛擬存儲器。在CPU和內(nèi)存之間增加一層Cache，其目的是為了解決CPU和內(nèi)存的速度匹配問題。在這一點，我們要掌握程序訪問的局部性原理(時間局部性、空間局部性)、Cache的基

9、本工作原理(命中率)、Cache和主存之間的映射方式、Cache中主存塊的替換算法，以及Cache寫策略。虛擬存儲器的重點在于“虛擬”二字，我們要掌握虛擬存儲器的基本概念及種類，包括頁式虛擬存儲器、段式虛擬存儲器、段頁式虛擬存儲器、TLB(快表)等，理解這些虛擬存儲器的基本原理、碎片的處理，各種方法的優(yōu)點和缺點。4、指令系統(tǒng)在指令系統(tǒng)知識點中，我們要掌握指令的格式(包括指令的基本格式、定長操作碼指令格式、擴(kuò)展操作碼指令格式)和各種尋址方式，還要能夠區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)尋址和指令尋址的區(qū)別。本知識點的另外一個重要考點就是CISC(復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機(jī))和RISC(精簡指令系統(tǒng)計算機(jī))，我們要掌握它們的基本概念

10、、特征，以及它們之間的主要區(qū)別。5、中央處理器中央處理器，也就是我們常說的CPU。在這個知識點，我們要掌握CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)，以及工作原理，具體包括指令執(zhí)行過程、數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu)、控制器的功能和工作原理(硬布線控制器、微程序控制器)。特別是在微程序控制器考點中，要掌握微程序、微指令和微命令，微指令的編碼方式，以及微地址的形式方式。在這個知識點中，一個最重要的考點是流水線(主要是指令流水線)。我們要搞清楚流水線的基本概念(包括超標(biāo)量和動態(tài)流水線)，為什么需要流水線，流水線有哪些優(yōu)勢，哪些因素會影響流水線，等等。在這一點，有可能出現(xiàn)計算題，例如，求流水線的周期、求指令的執(zhí)行時間。有關(guān)流

11、水線，還有一些評價指標(biāo)，例如流水線的吞吐率、加速比等。6、總線總線就是一組進(jìn)行互連和傳輸信息(指令、數(shù)據(jù)和地址)的信號線，我們要掌握總線的基本概念，總線的分類，以及總線的組成和性能指標(biāo)(例如，各類總線的寬度會影響哪些部件的性能等)。其次，就是要掌握總線仲裁方法(包括集中仲裁方式和分布仲裁方式)和總線操作和定時(包括同步定時方式和異步定時方式)。最后，就是要對總線的標(biāo)準(zhǔn)(正式標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))有所了解，總線標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定總線的機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)范、功能結(jié)構(gòu)規(guī)范和電氣規(guī)范。7、輸入輸出系統(tǒng)在輸入輸出(I/O)系統(tǒng)知識點，我們首先要掌握I/O系統(tǒng)的基本概念，理解各種外部設(shè)備，其中包括輸入設(shè)備(鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀

12、等)、輸出設(shè)備(顯示器、打印機(jī)等)、外存儲器(硬盤存儲器、磁盤陣列、光盤存儲器等)。要理解這些設(shè)備的基本工作原理和常見的性能指標(biāo)。例如顯示器的分辨率、磁盤的讀寫時間等，特別是磁盤的有關(guān)讀寫過程(尋道時間、等待時間等)，是一定要掌握的。其次，我們要掌握I/O接口(I/O控制器)的功能和基本結(jié)構(gòu)、I/O端口及其編址方式。在I/O方式中，主要掌握程序查詢方式、程序中斷方式、DMA方式、通道方式的基本概念、工作原理和過程，以及這些方式之間的區(qū)別、各自的優(yōu)點和缺點、應(yīng)用場合。在這些方式中，以程序中斷方式為考查重點，我們要掌握中斷的基本概念、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。三、復(fù)習(xí)方

13、法1、教材的選擇從考試大綱來看，所要求的知識在一般的大學(xué)計算機(jī)組成原理教材中都已經(jīng)包含，所以，選擇哪本書并不是最重要的事情。不過，根據(jù)跨考教育的推薦，對于計算機(jī)組成原理的復(fù)習(xí)，可以選擇高等教育出版社的計算機(jī)組成原理(第2版)(唐朔飛主編)，該書寫得比較好，曾經(jīng)獲得優(yōu)秀教材稱號，同時也是國家高等教育“十一五”教材。在學(xué)習(xí)的過程中，同樣，配以計算機(jī)組成原理：學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答(唐朔飛，高等教育出版社)。2、學(xué)習(xí)方法計算機(jī)組成原理的基本要求是使考生掌握計算機(jī)常用的邏輯器件、部件的原理、參數(shù)及使用方法，學(xué)懂簡單、完備的單臺計算機(jī)的基本組成原理，學(xué)習(xí)計算機(jī)設(shè)計中的入門性知識，掌握維護(hù)、使用計算機(jī)的技能。

14、總的來講，計算機(jī)組成原理課程中屬于記憶型的知識比較多，需要我們花時間去對相關(guān)概念、原理進(jìn)行識記。另外，就是有關(guān)參數(shù)和性能指標(biāo)的計算和評價，這一塊是需要理解的，不能靠死記硬背。在學(xué)習(xí)計算機(jī)組成原理課程中，要注意以下幾方面的問題：(1)要正確理解考試大綱中規(guī)定的各種基本概念，掌握各概念中的要點。(2)要能將有關(guān)的概念和原理聯(lián)系起來，不要孤立地學(xué)習(xí)各個部分的內(nèi)容，比如數(shù)據(jù)表示、運算和運算器部件等，都要關(guān)聯(lián)起來。(3)要把握重點、難點問題，分清主次。所以，學(xué)習(xí)時要緊緊抓住考試大綱?？佳杏嬎銠C(jī)專業(yè)全年學(xué)習(xí)計劃第一步 備考導(dǎo)學(xué)階段(3月份之前)：擇校擇專業(yè)指導(dǎo)+計算機(jī)備考導(dǎo)學(xué)課程+計算機(jī)教研老師VIP答疑

15、+全程復(fù)習(xí)規(guī)劃階段目標(biāo)：打破信息壁壘，選定院校專業(yè)，準(zhǔn)備復(fù)習(xí)資料，制定復(fù)習(xí)規(guī)劃，進(jìn)入備考狀態(tài)。第二步 夯實基礎(chǔ)階段(3-6月)：基礎(chǔ)階段精細(xì)復(fù)習(xí)計劃+名師基礎(chǔ)課程+計算機(jī)教研老師VIP答疑輔導(dǎo)+基礎(chǔ)測評;階段目標(biāo)：對計算機(jī)專業(yè)課知識點達(dá)到基本的了解和掌握，形成知識框架。第三步 強化訓(xùn)練階段(6-8月)：強化階段精細(xì)復(fù)習(xí)計劃+名師強化課程+計算機(jī)教研老師VIP答疑+真題精講課程+強化測評;階段目標(biāo)：對第一階段復(fù)習(xí)的知識，掌握的更扎實，每門學(xué)科的重點知識達(dá)到掌握的程度，其掌握率要求在80%左右;第四步 綜合提高階段(9-11月)：提高階段精細(xì)復(fù)習(xí)計劃+重點難點精講課程+主觀題精講課程+計算機(jī)教研老師VIP答疑+模擬測評。階段目標(biāo)：主要是對基礎(chǔ)和強化的復(fù)習(xí)，進(jìn)