河南科技大学

计算机组成原理

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课程概述
    计算机组成原理是计算机专业的核心课程之一,属于专业基础课,是一门理论与实践并重的课程,同时也是计算机相关专业进行硕士研究生选拔的重要考试科目之一。
    该课程的任务是使学生掌握计算机组成部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及将各部件连接成整机的方法,强调建立CPU级和硬件系统级的整机概念,培养学生对计算机硬件系统的分析、开发与设计的能力。该课程是计算机硬件系列课程的重要先修基础。 它的先修课程为信息技术导论、数字逻辑设计,后继课程为微机原理与接口、单片机应用技术等硬件系列课程。计算机组成原理既是学习与了解计算机硬件组成与工作原理的基础课程,也是学习与了解计算机软件课程(如操作系统、汇编语言程序设计等)的先修基础。


授课目标
“计算机组成原理”课程教学一方面要保证传统的知识和理论的完整性,使学生通过本课程的学习,建立一个计算机的“整机”概念,熟悉组成计算机各主要部件的逻辑结构、工作原理和设计方法;另一方面又要紧跟当今计算机发展的步伐,培养学生继续学习的能力和创新实践的能力。
证书要求

预备知识

数字逻辑、汇编语言等

授课大纲

第一章 计算机系统概述

1.1导论

1.2计算机的演变

1.3存储程序的概念

1.4计算机的硬件组成

1.5计算机的层次结构

1.6计算机的工作过程和主要性能指标

1.7本章小结

第二章 数据在计算机中的表示

2.1计算机中表示的数据类型

2.2数值数据的表示方法

2.3非数值数据的表示方法

2.4十进制数和数串的表示

2.5定点数和浮点数的表示

2.6数据校验码

第三章 运算器

3.1定点数的加减运算

3.2定点数的乘法运算

3.3定点数的除法运算

3.4浮点数的加减运算

3.5浮点数的乘除运算

3.6定点运算器的组成

3.7浮点运算器的组成

第四章 指令系统

4.1机器指令特征

4.2操作数类型

4.3指令格式

4.4寻址方式

第五章 存储系统

5.1概述

5.2主存储器

5.3提高主存读写速度的技术

5.4高速缓冲存储器

5.5虚拟存储器

5.6辅助存储器

第六章 中央处理器

6.1CPU的功能和组成

6.2控制器的功能和组成

6.3时序系统与控制方式

6.4指令周期

6.5微程序控制器

6.6硬布线控制器

第七章 输入输出系统

7.1输入输出系统概述

7.2程序查询模式

7.3中断

7.4直接存储器存取

第八章 总线系统

8.1总线概述

8.2总线仲裁与控制

第九章 外围设备

9.1键盘

9.2鼠标

9.3显示器

9.4磁盘驱动器

9.5打印机

实验

实验一:运算器实验

实验二:存储器实验

实验三:微控制器实验


参考资料

参考教材

1.        计算机组成原理(第五版), 白中英主编 ,科学出版社;

2.        Computer Organization and Design(英文版 第五版), David A. Patteron, John L. Hennessy, 机械工业出版社

3.        计算机组成原理(第三版),蒋本珊编著, 清华大学出版

 

参考站点:

1.        WWW Computer Architecture Home PageWWW计算机体系结构主页):提供有关计算机体系结构领域研究人员的全面检索信息

2.        CPU Info CenterCPU 信息中心):提供处理器的信息,包括技术论文、产品信息和最近发布的公告

3.        Processsor Emporium(处理器商业中心):提供有趣和有益的信息集合

4.        ACM Special Interet Group on Computer Architecture(美国计算机协会的计算机体系结构专业组):提供SIGARCH的活动和出版信息

5.        IEEE TChnical Committee on Computer ARchitecture(美国电气电子工程师学会的计算机体系结构技术委员会):提供TCAA的业务通信

6.        USENET新闻组:致力于讨论计算机组成和结构,经常会有相当好的文章,比较好的新闻组有:comp.arch, comp.arch.arithmetic, comp.arch.storage, comp.parallel