第1章：计算机组成与体系结构
💡 目标：用“概念辨析 + 计算模板 + 易错点复盘”拿稳本章基础分与中档分。
🎯 本章课程总览
1.1 数据的表示
| 课程 | 内容 | 时长 |
|---|---|---|
| 1.1.1 数据的表示概述 | 数据在计算机中的基本表示方法 | 45分钟 |
| 1.1.2 进制转换 | 二进制、八进制、十六进制转换 | 60分钟 |
| 1.1.3 码制 | 原码、反码、补码、移码与范围计算 | 75分钟 |
| 1.1.4 浮点数表示 | 浮点格式、对阶规则与范围精度 | 90分钟 |
| 1.1.5 逻辑运算 | 逻辑运算、短路与位运算掩码 | 45分钟 |
1.2 校验码
| 课程 | 内容 | 时长 |
|---|---|---|
| 1.2.1 校验码概述 | 冗余、码距、检错与纠错基础 | 30分钟 |
| 1.2.2 奇偶校验 | 奇偶校验构造与局限 | 45分钟 |
| 1.2.3 CRC循环冗余校验码 | CRC模2除法与检错能力 | 90分钟 |
| 1.2.4 海明校验码 | 校验位求法、定位与纠错 | 120分钟 |
1.3-1.9 计算机系统组成
| 课程 | 内容 | 时长 |
|---|---|---|
| 1.3 CPU组成 | 运算器与控制器部件功能 | 75分钟 |
| 1.4 寻址方式 | 立即/直接/间接等寻址方式 | 60分钟 |
| 1.5 CISC与RISC | 两类指令系统对比 | 45分钟 |
| 1.6 流水线技术 | 执行时间与吞吐率分析 | 90分钟 |
| 1.7.1 存储系统概述 | 存储分类与特性 | 30分钟 |
| 1.7.2 层次化存储 | 存储层次结构与局部性 | 60分钟 |
| 1.7.3 Cache | 映射方式与平均访问时间 | 90分钟 |
| 1.7.4 主存编址计算 | 地址范围、容量与芯片计算 | 75分钟 |
| 1.8 输入输出技术 | 查询/中断/DMA控制方式 | 60分钟 |
| 1.9 总线 | 总线分类、特性与信号 | 45分钟 |
1.10-1.13 系统性能与可靠性
| 课程 | 内容 | 时长 |
|---|---|---|
| 1.10 可靠性 | 串并联系统与可靠性计算 | 60分钟 |
| 1.11 性能指标 | CPI/MIPS/加速比等指标 | 45分钟 |
| 1.12 概述 | 本章知识框架与考点总览 | 30分钟 |
| 1.13 回顾 | 重点难点与综合练习 | 45分钟 |
🧭 本章定位（命题老师视角）
- 本章是上午题“硬件与基础计算题”的稳定出分章，考法以概念辨析+公式计算为主。
- 命题常把“看似熟悉但边界易混”的概念放在同题干中干扰，例如 PC/IR、立即/直接、检错/纠错。
- 计算题重在流程正确：先统一口径（位宽、单位、码制），再套公式，最后做边界检验。
🧱 命题主线
- 数据表示主线：进制 -> 码制 -> 浮点 -> 逻辑/位运算。
- 校验主线：奇偶校验 -> CRC检错 -> 海明码纠错。
- 体系结构主线：CPU部件 -> 寻址方式 -> 指令系统 -> 流水线。
- 存储主线：层次化存储 -> Cache -> 编址计算。
- 系统性能主线：I/O方式 -> 总线 -> 可靠性与性能指标。
⏱️ 复习优先级（时间不足时）
- 海明码、Cache、主存编址、流水线（高频计算题）
- CPU寄存器、寻址方式、DMA与中断（高频辨析题）
- 码制与浮点核心概念（易被干扰）
- 可靠性与性能指标（中频，注意公式）
📝 一页速记
| 模块 | 必背结论 | 常用公式/规则 |
|---|---|---|
| 码制 | 补码范围：-2(N-1) 到 2(N-1)-1 | 负数补码：取反+1 |
| 浮点数 | 阶码决定范围，尾数决定精度 | 对阶：小数向大数看齐 |
| 海明码 | 校验位位置：1,2,4,8,... | 2r >= m+r+1 |
| Cache | 先判映射再算命中 | Tavg = h*Tc + (1-h)*Tm |
| 编址 | 地址差要 +1 | 容量 = 单元数 × 编址粒度 |
| 流水线 | 周期由最慢段决定 | Tp=max(ti)，T=sum(ti)+(N-1)Tp |
⚠️ 高频坑位
- 把
=当==；把位运算&当逻辑运算&&。 - 把“立即寻址（给数）”误判成“直接寻址（给地址）”。
- 计算地址容量忘记
Amax-Amin+1的+1。 - 误以为 CRC 可以直接纠错（通常只能检错）。
- 误把“响应快”当“实时系统”充分条件（需满足确定时限）。
🧪 作答模板（客观题/综合题通用）
- 第一步：识别题型（概念辨析 / 公式计算 / 混合题）。
- 第二步：提取关键词（位宽、码制、编址方式、命中率、最慢段等）。
- 第三步：套标准流程（统一单位 -> 套公式 -> 写中间量）。
- 第四步：边界校验（符号、范围、量纲、极值是否合理）。
🛣️ 学习路线建议
- 第一轮（理解）：按课程顺序通读，目标是“能解释每个概念”。
- 第二轮（做题）：按模块刷题，建立每类题的固定解法模板。
- 第三轮（冲刺）：只看错题本 + 一页速记，专攻高频坑位。
准备好后可先从 1.1.1 数据的表示概述 开始，按“概念->计算->复盘”节奏推进。