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湖大考研服务站 http:/计算机计算机系统考试大纲系统考试大纲【考查目标】1.从程序员的视角全面了解计算机系统的基本概念，包括汇编语言，底层的内存中的数据表示及常用运算方法、虚拟存储器、编译系统、动态加载库等。了解如何将高级语言程序翻译成机器语言。2.理解单处理器计算机系统中各组成部件的基本概念、基本结构、工作原理以及相互连接方式，理解计算机系统层次化结构概念，建立计算机系统的整机概念。了解计算机系统的内存管理，缓存管理，性能测量及编译优化。【考查内容】一、计算机系统概述（一）计算机发展历程（二）计算机系统层次结构1.计算机硬件的基本组成2.计算机软件的基本组成3.程序在机器中的存储及编译、运行过程。二、数据及程序的机器级表示（一）信息的表示及处理1.进位计数制及其相互转换；字符与字符串；布尔运算；数据大小、寻址和字节顺序。2.C 语言中的位级运算、逻辑运算及移位运算。3整数的表示和运算（1）无符号数的表示；有符号数的表示；C 语言中的有符号数和无符号数。（2）无符号加法和补码加法运算；无符号乘法及补码乘除法运算；溢出概念和判别方法；截断及误差的概念。4.浮点数的表示和运算（1）浮点数的表示范围；IEEE754 标准（2）浮点数的加/减运算（3）C 语言中的浮点数（二）汇编语言程序1.掌握AT&T及Intel汇编语言，能阅读这两种格式的汇编语言程序；了解基于Intel处理器的寄存器结构及内存中数据的操作过程。2.掌握汇编语言控制执行流程，汇编语言函数和系统调用，内联汇编。3.了解 IA32 及 x86-64 两种机器的指令集结构。（三）程序的机器级表示1.能基于汇编语言对程序的表示进行剖析，在内存与寄存器这一级别研究程序的执行过程，熟练掌握及深刻理解 C 语言中的经典语句：赋值、数组、if、switch、while、for 等对应的汇编机器级表示及程序执行过程。2.数组、结构及联合的分配及访问；数据对齐原则；理解指针；存储器的越界引用及缓冲区溢出。3.浮点程序的机器级表示。湖大考研服务站 http:/三、处理器体系结构及优化程序性能（一）处理器体系结构理解计算机系统中的数据通路概念，数据通路的功能，掌握数据通路的基本结构。（二）优化程序性能1.了解如何优化程序的执行效率，包括代码的优化，编译器的优化，以及 CPU 级别的优化，并介绍微指令的概念，功能单元上微指令的并行，程序分支的预测等。2.掌握程序性能优化的各种方式，熟悉编译器优化代码的方式，能够在小细节上对程序进行手动优化。（三）指令流水线1.指令流水线的基本概念2.流水线的性能及流水线冒险(竞争)处理技术四、存储器层次结构（一）存储器的分类、存储器的层次化结构、存储技术趋势（二）高速缓冲存储器（Cache）1.Cache 基本工作原理映射方式；查找算法；替换算法；写策略。2.Cache 性能分析3.了解程序如何和 cache 打交道，不同的循环嵌套顺序、遍历方向等对 cache 命中的影响，以及如何修改循环嵌套顺序以提高 cache 命中率。（三）虚拟存储器1.虚拟存储器的基本概念2.页式虚拟存储器、段式虚拟存储器、段页式虚拟存储器3.TLB（快表）4.虚拟地址和物理地址的相关概念，弄得虚拟地址如何转换为物理地址；通过 IntelPentium 和 Linux 的实例了解整个存储管理机制5理解存储映射、动态内存分配和垃圾回收机制。五、在系统上运行程序（一）链接1.掌握程序的链接过程，理解静态链接和动态链接，了解链接过程中使用到的技术如符号解析、重定位等。2.了解所写的程序是怎么成为一个可执行文件的，需要了解这中间涉及到的每一个细节，能够排查因为链接问题而产生的程序执行错误。（二）异常控制流1.掌握异常控制的相关概念，包括中断、陷阱、错误、中止等。2.了解进程的概念，掌握进程级别的 Exception：信号（signal）以及操作系统处理异常的手段（上下文切换）技术，理解用户程序和系统交互（如系统调用）的原理和方式。六、总线（一）总线概述1.总线的基本概念2.总线的分类湖大考研服务站 http:/3.总线的组成及性能指标（二）总线仲裁1.集中仲裁方式2.分布仲裁方式（三）总线操作和定时1.同步定时方式2.异步定时方式（四）总线标准【参考教材】1 Randal E.Bryant David R.OHallaron 著.龚奕利等译.深入理解计算机系统(原书第 2版).北京：机械工业出版社,2011.12 William Stallings 著.彭蔓蔓,吴强,任小西等译.计算机组成与体系结构：性能设计.北京:机械工业出版社,2011.5