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title: "计算机组成原理总览"
created: 2026-08-29
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  - 基础与理论
  - 计算机组成原理
  - "408"
  - MOC
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# 计算机组成原理总览

计算机组成原理 = 拆开"冯·诺依曼机"这台机器，看**数字电路怎么搭出 CPU、内存、总线、外设**，以及它们如何协同执行一条条指令——操作系统软件的下面，就是这层硬件在兜底。

**为什么值得学？** 它是 408 四门里最"贴硬件"的一门：懂了它，[[01-操作系统概述|操作系统]]里"中断、DMA、TLB"这些词就不再是黑盒魔法；面试里 Cache、流水线、补码运算也都是高频题。学它最大的好处是**把"计算机为什么快/为什么慢"变成一道可算的题**——访存局部性、Cache 命中率、流水线冒险，全都有数可算。

**怎么学**：

1. 先过 [[01-系统概述]] 建立"层次结构 + 性能指标"的整机观
2. 数据的表示与运算（[[02-数据的表示与运算]]）是全书的"数 学底座"——好在 [[00-信息的表示与处理|信息的表示]] 已经打过底子，这里只补计组特有的运算器细节
3. 存储系统（[[03-存储系统]]）是计组的**心脏章节**：Cache → 主存 → 辅存的金字塔，考频最高
4. 然后"指令 → CPU → 总线 → IO"一条执行链走到底：程序怎么变成指令、指令怎么被数据通路执行、部件之间怎么通信、外设怎么不打扰 CPU

## 章节导航

### 打底

- [[01-系统概述]] — 发展史 / 层次结构 / 冯·诺依曼 vs 哈佛 / 性能指标 CPI·MIPS

### 数据底座与存储

- [[02-数据的表示与运算]] — 移码 / 加法器 / 乘除法 / 海明码 / ALU 与标志位（进制·补码·浮点见 [[00-信息的表示与处理|信息的表示与处理]]）
- [[03-存储系统]] — SRAM·DRAM / 位字扩展 / 交叉编址 / Cache 三映射 + LRU + 写策略 / TLB

### 指令执行链

- [[04-指令系统]] — 指令格式 / 扩展操作码 / 十种寻址方式 / CISC vs RISC
- [[05-CPU]] — 寄存器组 / 取指执行 / 硬布线 vs 微程序 / 流水线三类冒险 / 超标量
- [[06-总线]] — 三类仲裁 / 同步异步定时 / 带宽计算
- [[07-输入输出系统]] — 端口编址 / 程序查询 / 中断全流程 / DMA 三方式

## 主线一句话

> **存储金字塔**解决"快与大的矛盾"，**指令周期**解决"怎么自动执行程序"——整台计算机就是围绕这两件事组织的。

⬅️ [[06-应用层|应用层]] 🏠 [[00-基础与理论|00-基础与理论]] ➡️ [[01-系统概述]]