PDF《全真题解（2003 版）》

而系统结构的很多 内容都比较抽象,比如关于各种处理机的比较、分析,流水线,计算加速比等,都需要花一 些精力好好理解.组成原理是基础,特别是对于跨专业的考生,把组成原理搞清楚,对理解 系统结构是非常有帮助的. 如果用一句话比较一下 组成原理 和 系统结构 之间的关系,组成原理侧重于 分解 ,系统结构侧重于 综合 .组成原理研究的是计算机的微观组成,包括各个零件,如何 设计指令等;

而系统结构强调的是对计算机综合的宏观分析,比如性能等方面.从这两个指 导思想出发进行复习,会对加深理解有所帮助. 0.2 硬件科目的考试特点 1.概念多 计算机专业的硬件课目,特别是组成原理和系统结构课程的定义和概念很多,几乎囊括 了计算机硬件所有方面的概念.由于组成原理是一门十分强调概念的课程,所以各院校在研 究生入学考试中,都十分重视对概念的考查. 大部分组成原理课程的教科书都是分别介绍计算机的各个部分,各章之间的联系相对较 弱,每章都是就某一结构结合其逐步发展的技术做一定的介绍,而且各个概念之间的联系也 不十分紧密.因此对各章的内容应该分别掌握,尤其要掌握和理解概念.考生可以把组成原 理中的概念与现有的 PC 机相联系,以促进理解. 而在系统结构科目中,更出现了加速比等评价计算机性能的概念.在理解的基础上,才 能解决后面的计算题等更复杂的题目. 2.要重视电路图和逻辑框图 在数字逻辑和组成原理科目中,包含有大量具体的数字逻辑电路和数字电路的时序分析 图,将这些具体的数字逻辑电路分析清楚,有助于更好地理解计算机硬件的实现原理.由具 体的逻辑电路抽象出来的逻辑框图是组成原理课的主角,考生必须学会分析逻辑框图和运用 逻辑框图来表达思想.从各院校的命题特点来看,大多数院校更重视对抽象的框图和原理的 考查,而对具体的逻辑电路考查得相对要少一些.因此,考生应重视概念、原理并善于用流 程图和框图将这些原理表达出来. 3.硬件结构与完成某项功能的算法相结合

5 计算机的硬件和软件是不可分割的,为了完成某项任务,人们会为硬件结构设计出相应 的软件和算法.组成原理考试中会涉及一些算法与相应的硬件结合的题目.比如运算器和运 算方法的配合,来进行快速的算术运算和逻辑运算;

相联存储器和多模块交叉存储器的相应 算法;

Cache 存储器和与之匹配的地址映射、替换策略以及写操作策略;

为解决存储空间限 制而发明的基于分页和分段的虚拟存储的算法;

微程序控制计算机的方法和相应的微程序控 制器;

总线仲裁电路和与之相应总线仲裁方式等.这里要注意到这样一个特点,为了完成某 项功能而涉及的算法要受到具体电路和其他现实条件的制约,计算机的组成和结构就是要在 这些制约之间寻求一个平衡来达到效益的最大化. 0.3 考试的常考题型 1.概念题 概念题是最常考的题型之一,通常以填空题、选择题和问答题的形式出现.这是由本门 课重要概念多且零散的特点决定的.概念题主要集中在下面几个方面:一是数据的机器码的 表示和范围,主要考查对补码、反码、移码的定义是否清晰,对数的表示范围是否明了.二 是存储器的分类方法, 考生应清楚各种分类原则下的具体分类. 三是几个易混淆的周期概念, 考生要弄清时钟周期、机器周期、指令周期和微指令周期的区别和联系.四是总线的基本概 念和各种连接方式、信息传送方式、仲裁、定时和数据传送方式的特点.此外,外围设备和 输入输出系统的知识点也常常以概念题的形式出现.在系统结构部分,也有大量的概念题目 出现,例如 Flynn 分类法、RISC 和CISC 等. 2.证明题 证明题主要集中在组成原理的运算器和运算方法部分.包括对某数据的机器表示的证明 和对运算公式的证明.做这类题对各种机器码的定义要非常熟悉.应严格按照报考院校所给 的定义来进行推导,不能自己想当然地推证.对某运算方法的证明(比如对 booth 法的证明 等)这类题,难度比较大,考生应对教材所讲的算法有清晰的认识. 3.计算题 计算题经常出现在组成原理和系统结构中. 组成原理中计算题是最常考的题型之一.它主要集中在运算方法和存储器的部分.主要 是定点加减法、浮点加减法,以及定点的乘除法.其中原码补码一位乘、不恢复余数法是经 常考查的算法.此外,存储器部分的命中率的计算和段页式系统的计算也经常考到. 对于系统结构部分,计算题更是大量出现,例如计算机的 MIPS 速率、CPI 计算、流水 线的吞吐率计算都经常出现,这部分题目的关键在于对概念的深刻理解,应学会如何结合具 体的题目背景,套用适当的公式进行计算.例如,清华大学