课程概述

《计算机组成原理》是我校计算机相关专业学生的一门必修课程。 通过本课程的学习，使学生能够理解单处理机系统的组成结构以及各功能部件(包括运算器、控制器、存储器、输入/输出）的组成和工作原理；帮助学生建立计算机的整机概念，理解计算机系统的层次化结构；使学生能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。

课程学习可以为研究生考试、后续课程（如系统结构，嵌入式系统、接口技术等）的学习，参加IT企业招聘等都奠定坚实的基础。



证书要求

1.完成所有发布章节的在线视频学习

2.完成每一章发布的测试

3.参与学习讨论

4.最终成绩比例构成暂定为：线上成绩占50%，线下成绩占50%

预备知识

数字电路与逻辑设计


授课大纲

第一章  计算机系统概论

1.0 课程导学

1.1 冯 诺伊曼结构原理及层次结构分析

1.2 计算机系统性能评价

第二章 数据表示

2.1 机器数及特点

2.2  定点与浮点数据表示

2.3 数据校验的基本原理

第二章单元测试

第三章 运算方法与运算器

3.1定点数运算及溢出检测

3.2 定点数补码加、减运算器设计

3.3  原码一位乘法

3.4 补码一位乘法

3.5 乘法运算器设计

3.6 定点数除法

3.7浮点数加减运算

第三章 单元测验

第四章、存储系统（一）

4.1  存储系统层次结构

4.2 主存中的数据组织

4.3 静态存储器工作原理

4.4 动态存储器工作原理

4.5 存储扩展

存储系统 （一）单元测验

第四章存储系统（二）

4.6 多体交叉存储器

4.7 Cache的基本原理

4.8 相联存储器

4.9 Cache地址映射与变换方法

4.10 替换算法

4.11 高速缓冲存储器例题选讲

4.12 虚拟存储器

第四章存储系统(二)测试

第五章  指令系统

5.1 指令系统概述及指令格式

5.2 寻址方式及指令寻址

5.3  操作数寻址方式

5.4  指令格式设计

5.5 MIPS指令概述

5.6 MIPS指令详解

附录1 MIPS指令手册

第五章  指令系统测试

第六章  中央处理器

6.1 CPU组成与功能

6.2 数据通路

6.3 数据通路与总线系统结构

6.4 数据通路实例

6.5 指令周期

6.6 总线结构与CPU指令周期（1）

6.7 总线结构与CPU指令周期（2）

6.8 硬布线控制器设计（1）

6.9 硬布线控制器设计（2）

6.10 微程序控制器

6.11 微程序设计

6.12 微指令格式

第六章 单元测验（一）

第六章单元测验 （二）

第七章、系统总线

7.1 系统总线的特性及其应用

7.2 总线性能和总线事务

7.3 总线连接方式

7.4 总线仲裁和数据传输方式

7.5 总线标准

系统总线测试

第八章、输入输出系统

8.1 输入输出接口概述

8.2 输入输出方式

8.3 中断请求与响应

8.4 DMA方式

输入输出系统测试


参考资料

1.参考网站：

1)https://inst.eecs.berkeley.edu/~cs61c/

                (UC Berkeley Machine Structure)

2)https://inst.eecs.berkeley.edu/~cs150/

    (UC Berkeley Components and Design Techniques for Digital System)

3)https://inst.eecs.berkeley.edu/~cs152/

                (美国UC Berkeley Computer Architecture and Engineering)

4)https://www.stanford.edu/class/ee108b

               (美国Stanford Digital SystemII )

5)https://www.eceNaNu.edu/~ece447/

                ( Carnegie Mellon Introduction to Computer Architecture )

      6)https://ocw.mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science/

 

2.参考教材：

   1)（美）帕特森，（美）亨尼斯　著，王党辉等译. 计算机组成与设计：硬件/软件接口（原书第5版）. 机械工业出版社，2015年7月 

   2) (美)布赖恩特(Bryant,R.E.).深入理解计算机系统. 机械工业出版社，2016年出版

 3) 袁春风. 计算机组织与结构. 清华大学出版社，2010年出版

        4)张燕平. 计算机组成原理与系统结构. 清华大学出版社，2012年出版

常见问题

  1. Q :畏惧组成原理课程的学习

    A : 只要按照要求观看视频、完成作业讨论、章节测试，就能提升自己的硬件能力，克服畏惧心理； 

  2.  Q :  不知道如何学习

     A :  一方面，需要有一定的数字电路与逻辑设计的基础；另一方面，要关注课程章节之间的联系  组成原理  组成原理  组成原理  组成原理  组成原理  组成原理

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