第一章計算機組成原理
本部分要求掌握計算機方面的基礎知識，包括計算機的發展、計算的系統組成、基本組成和工 作原理、計算機的數制資料表示以及運算校驗、指令系統以及計算機系統的安全等基礎性的知識。 内容多而且複雜，尤其是有關計算機硬體方面的内容，很細而且靈活性不高，知識量相當大，掌握 這部分一定要多下功夫，學會取舍、把握重點、抓住要害。
1.1 考試大綱及曆年考題知識點
1.1.1 大綱要求
考試要求：
1 掌握資料表示、算術和邏輯運算；
2 掌握計算機體系結構以及各主要部件的性能和基本工作原理 考試範圍
1 計算機科學基礎
1.1 數制及其轉換 二進制、十進制和十六進制等常用制數制及其互相轉換
1.2 資料的表示
? 數的表示(原碼、反碼、補碼、移碼表示，整數和實數的機内表示，精度和溢出)
? 非數值表示(字元和漢字表示、聲音表示、圖像表示)
? 校驗方法和校驗碼(奇偶校驗碼、海明校驗碼、循環備援校驗碼)
1.3 算術運算和邏輯運算
? 計算機中的二進制數運算方法
? 邏輯代數的基本運算和邏輯表達式的化簡
2．計算機系統知識
2.1 計算機系統的組成、體系結構分類及特性
? CPU 和存儲器的組成、性能和基本工作原理
? 常用 I/O 裝置、通信裝置的性能，以及基本工作原理
? I/O 接口的功能、類型和特性
? I/O 控制方式(中斷系統、DMA、I/O 處理機方式)
? CISC/RISC，流水線操作，多處理機，并行處理
2.2 存儲系統
? 主存-Cache 存儲系統的工作原理
? 虛拟存儲器基本工作原理，多級存儲體系的性能價格
? RAID 類型和特性
2.3 安全性、可靠性與系統性能評測基礎知識
? 診斷與容錯
? 系統可靠性分析評價
? 計算機系統性能評測方式
1.2 計算機科學基礎
1.2.1 數制及其轉換
1、 R 進制轉換成十進制的方法 按權展開法:先寫成多項式,然後計算十進制結果. 舉例：
?(1101.01)2=1×2^3+1×2^2+0×2^1+1×2^0+ 0×2^-1+1×2^-2 =8+4+1+0.25=13.25
?(237)8=2×8^2+3×8^1+7×8^0 =128+24+7=159
?(10D)16=1×16^2+13×16^0=256+13=269
2、 十進制轉換成二進制方法 一般分為兩個步驟：
?整數部分的轉換
?除 2 取餘法(基數除法)
?小數部分的轉換
?乘 2 取整法(基數乘法)
例：求(75.453)10轉二進制(取4位小數)
解：整數部分: 2 |75 1
2|37 1
………….
0 1
把餘數寫下來：由下至上寫得1001011
小數部分： 0.453
×2
0．906 0
×2
1．812 1
×2
1．624 1
×2
1．248 1
規則：進位留，乘積略。由上至下寫得：0111(取4位小數)
最後結果：1001011.0111 (10進制轉8，16進制類似)
3、 其它進制之間的直接轉換法
例:二轉8,16進制 (1000100.1011)2=(104.54)8=(44.B)16
1.2.2 資料的表示
機器數：計算機中表示的帶符号的二進制數。把符号位和數字位一起編碼來表示相應的數的各 種表示方法。
機器數有四種表示方法即原碼、補碼、反碼和移碼。
【概念：定點數】
1.原碼表示法 原碼表示法用“0”表示正号，用“1”表示負号，
有效值部分用二進制的絕對值表示。
(1)0的表示：對于 0，原碼機器中往往有“+0”、“-0”之分，故有兩種形式：
[+0]原=0000...0
[-0]原=1000...0
(2)表示範圍：
原碼小數的表示範圍: －1
原碼整數的表示範圍:
?最大值 : 2^n-1【n指除符号位外的二進制位數】
?最小值:-(2^n-1)
2.補碼表示法
(1)0的表示：對于 0，[＋0]補＝[－0]補＝00000注意，0 的補碼表示隻有一種形式。
(2)表示範圍：
定點小數： -1<=X<1
定點整數： -2^n<= X < 2^n
(3)原碼與補碼之間的轉換：知原碼求補碼
正數[X]補=[X]原
負數符号除外，各位取反，末位加 1
例：X= [X]原，
[X]補13 反碼表示法
正數的表示與原碼相同，負數是保持原碼符号位不變，數值位是将原碼的數值按位取反
(1)0的表示：
[+0]反
[-0]反=11111111