计算机系统概述
- 计算机系统层次结构
- 计算机系统的基本组成
- 计算机硬件的基本组成
- 计算机软件和硬件的关系
- 计算机系统的工作原理：“存储程序”、高级语言、机器语言、程序和指令执行
- 计算机性能指标：吞吐量、CPI、MIPS、
既可以用硬件又可以用软件实现的功能称其在逻辑功能上等价。计算机功能部件包括输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。汇编语言需要通过汇编程序转换为机器语言才能在硬件系统上执行。指令集体系结构（ISA）定义了一台计算机可执行的所有指令的集合。
数据的表示和运算
- 数制与编码
- 运算方法和运算电路，标志位生成
- 整数的表示和运算
- 浮点数的表示和运算，IEEE754标准
无符号数进行零扩展，有符合数进行符号扩展。标志位：OF、SF、ZF、CF。逻辑移位将操作数视为无符号数，算术移位则考虑符号位，左移右移时可能出现溢出和丢失精度。乘除法运算。
存储系统
- 存储器的分类
- 层次化存储器的基本结构
- 半导体随机存储器（RAM）：SRAM、DRAM、Flash存储器
- 主存储器：DRAM芯片、多模块存储器
- 外部存储器：磁盘、固态硬盘SSD
- 高速缓冲存储器Cache
- 虚拟存储器：页式/段式、TLB
存储器层次结构的主要思想是上一层的存储器作为低一层存储器的高速缓存。主存和Cache之间数据调动由硬件自动完成，对所有程序员透明。主存辅存之间的数据调动由硬件和操作系统共同完成，对应用程序员透明。静态随机存储器非破坏性读出不需再生，DRAM则需要刷新再生，有集中刷新、分散刷新、异步刷新三种。DRAM行列地址分两次送。ROM结构简单，非易失性、可靠。
指令系统
- 指令格式的基本概念
- 指令格式
- 寻址方式
- 数据的对齐和大小端存放方式
- CISC和RISC基本概念
- 高级语言程序和机器级代码之间的对应
中央处理器
- CPU的功能和基本结构
- 指令执行过程
- 数据通路的功能和工作原理
- 控制器的功能和工作原理
- 异常和中断机制
- 指令流水线
- 多处理器基本概念：SISD、SIMD、MIMD
总线
- 总线的基本概念
- 总线的组成及性能指标
- 总线事务和定时
输入/输出系统
- I/O接口：功能和结构、I/O端口及编址
- I/O方式：程序查询、程序中断、DMA
