文档介绍：《计算机组成与结构》课程教学大纲
课程编号:00600411
课程名称:计算机组成与结构
英文名称:Principle anization A
总学时:64
总学分:4
适用对象:计算机软件工程专业
先修课程:数字逻辑与数字系统设计,汇编语言程序设计
一、课程性质、目的和任务
本课程的学****目的之一是掌握计算机系统各部件的组成,从计算机系统的层次结构观点出发,准确地理解和掌握计算机系统的组成原理与内部运行机理,以及计算机系统软、硬件功能的合理分配。目的之二是从并行处理角度出发,研究流水技术和并行处理技术在计算机系统中的应用和实现方法,以实现计算机系统性能/价格的优化。本课程的任务是立足于系统设计者及逻辑实现者的角度,研究计算机系统的分析和设计方法;掌握并行处理技术在现代计算机系统中的应用和实现方法。
二、教学的基本要求
(1)了解计算机及其技术的重要发展过程;
(2)掌握计算机各部件的功能、组成和设计方法;
(3)在掌握部件原理和设计方法的基础上,分析各主要功能部件之间的联系,从层次结构观点出发理解计算机系统的原理;
(4)掌握研究流水技术和并行处理技术在计算机系统中的应用和实现方法
三、教学的基本内容
(1)计算机系统概论:计算机的分类和应用,计算机的硬件、软件组成及发展,计算机系统的层次结构,计算机系统、组成、实现的概念,计算机系统结构的分类。
(2)运算方法与运算器:数据在计算机里的存储格式、定点浮点的表示方法、汉字与字符串的表示、数据校验码;补码的加减运算、溢出测试及解决办法、基本的二进制加法器、十进制加法器;定点原码乘法、定点补码并行乘法;定点原码除法运算、并行除法器;ALU原理、内部总线、定点运算器的基本结构;浮点加减法运算、浮点乘除法运算、浮点运算流水线。
(3)存储系统:存储器的分类、分级结构以及存储器的技术指标;SRAM、DRAM存储器组成,高性能的存储器;只读存储器和闪速存储器的原理;高速存储器中的双端口存储器、多模块存储器以及相联存储器;cache的基本原理、主存与cache的地址映射以及cache的替换策略与写操作;虚拟存储器基本概念,段式、页式以及段页式虚拟存储器的原理;存储保护。
(4)指令系统:指令系统的发展与性能要求;指令的格式、指令和数据的寻址方式、堆栈寻址方式;典型指令中的基本指令系统与精简指令系统。
(5)中央处理器:CPU的功能、组成、结构以及其中的主要寄存器作用;指令周期的基本概念、典型指令的指令周期;时序信号的作用与体制、时序信号产生器以及控制方式;微命令与微操作、微指令与微程序、微程序控制器、CPU周期与微指令周期的关系、机器指令与微指令的关系;微命令编码、微地址的形成、微指令格式、动态微程序设计;硬布线控制器;CPU中的并行处理技术、流水CPU的结构、流水线中的主要问题;RISC CPU,CPU性能评价。
(6)总线系统:总线的概念和结构、连接方式,总线的接口技术,接口的基本概念,总线的仲裁、总线定时以及总线的数据传送模式,PCI总线与ISA总线的简单介绍。
(7)外围设备:显示设备分类及有关概念、字符图形显示器、图像显示设备,磁记录原理与方式、硬盘驱动器和控制器,磁盘上的信息分布,硬磁盘机的组成、软磁盘的记录格式,磁盘存储的技术指标,光盘存储设备。
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