计算机组成原理
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课程评价
spContent=“计算机组成原理”课程是一门重要的计算机技术基础课。学习本课程可以使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术,建立计算机系统的整体概念.,本课程为组成原理教学内容提供了一个新的视角,去除错综繁杂的“枯枝”,保留具有前沿性、经典性和应用性极强的精干内容,激发学生学习的兴趣。
—— 课程团队
课程概述

《计算机组成原理》课程在计算机类专业的教学计划中占有重要地位和作用,是一门重要技术基础课。学习本课程旨在使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术,建立计算机系统的整体概念,对培养学生设计开发计算机系统的能力有重要作用。

通过本课程的学习,使学生了解计算机的发展历史和未来发展趋势,掌握数字逻辑设计的基本理论和技术,如数制、码制、逻辑代数、逻辑化简技术。掌握数字电路中的基本逻辑器件的基本工作原理和使用中应注意的各方面问题,掌握各种逻辑部件和逻辑单元的基本逻辑功能,初步掌握运用逻辑器件和逻辑部件实现简单的数字电子系统设计的能力。掌握计算机系统的基本知识,掌握计算机内部的各种信息编码、基本运算的操作原理、基本部件的构造和组织方式、部件和单元电路的设计方法,建立一个完整的整机概念,并深刻理解计算机各子系统之间的相互联系以及各自在计算机整机中的地位和作用。


授课目标

本科生和社会学习者

课程大纲

第1周 从0到1

0.1 课程计划

0.2 课程研究范围

1.2 数制系统

1.1 控制复杂性的艺术

第2周  二进制

1.3 信息表示

1.4 逻辑代数基础

1.6 功耗问题

1.5 数字抽象

第1单元测验

第3周 组合逻辑设计

2.2 布尔代数

2.3 用卡诺图化简逻辑

2.1 组合逻辑基础

第2单元 作业

第4周 时序逻辑设计

第3单元 测验

3.2 同步时序逻辑设计

3.1 具有记忆功能的电路

3.3 时序逻辑电路的时序

3.4 并行

第5周 硬件描述语言

第4单元 测验

4.3 深入HDL

4.1 HDL应用背景知识

4.4 HDL测试程序

4.2 HDL基础

第6周 常见数字模块

5.2 常见数字模块

5.3 单精度定点乘法器

5.4 单精度定点除法器

5.1 加法器

第7周 复杂逻辑模块

第5单元 测验

5.5 浮点数

5.7 逻辑阵列

5.6 存储器

第8周 体系结构

第6单元 测验

6.3 MIPS汇编语言

6.5 使用MIPS汇编语言编程

6.6 MIPS寻址方式

6.1 体系结构

6.2 存储器大小端问题

6.7 生成可执行文件

6.4 MIPS机器语言

第9周 微结构

第7章 测验

7.2 单周期处理器

7.3 多周期处理器

7.4 流水线处理器冲突问题

7.1 性能分析

第10周 存储器系统

第8单元 测验

8.1 多层次的储存体系结构

8.2 存储器系统性能分析

8.3 Cache

8.4 虚拟存储器

预备知识

学习者最好修过数字电路基础,了解计算机的发展过程。

证书要求

课程成绩由三部分组成,单元测试+互评作业(线上讨论)+线上考试,比例分别是40%,20%,40%

课程成绩60-69分为合格,70-100分为优秀

参考资料
  1. David Money Harris, Sarah L. Harris. Digital Design and Computer Architecture.第二版,机械工业出版社,2014.

  2. 蒋本珊 编著. 计算机组成原理 3 清华大学出版社 2013.

  3. 王爱英. 计算机组成与结构(5). 清华大学,2013.

  4. 白中英. 计算机组成原理. 第五版,科学出版社,2013.

  5. 唐朔飞. 计算机组成原理学习指导与习题解答第2. 高等教育出版社,2012.

  6. 李景宏. 数字逻辑与数字系统. 电子工业出版社,2012.