文档介绍：计算机组织与结构
南昌大学计算机系
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课程简介
anization)是指计算机运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备等主要功能部件的相互连接和相互作用,借以实现机器指令级的各种功能和特性。
运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备看成是一台计算机的逻辑组成中最基本的功能部件。现代计算机的物理组成要比这个逻辑组成复杂得多,实际上每种功能部件可能不止一个,有些分布于全机,有些相互结合在一起。
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puter Architecture)是程序员所看到的计算机的属性,即概念性结构与功能特性。
计算机系统结构在计算机系统的层次结构中处于机器语言级;而计算机组织作为计算机系统结构的逻辑实现和物理实现,其任务就是围绕提高性能价格比的目标,实现计算机在机器指令级的功能和特性。
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研究和建立各功能部件间的相互连接和相互作用,完成各个功能部件内部的逻辑设计等是逻辑实现的内容;把逻辑设计深化到元件、器件级,则是物理实现的内容。有时把前者称为计算机组织,把后者称为计算机实现。但是,随着集成电路规模的日益增大,这两步实现的内容很难分开,因此将它们统称为计算机组织。
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为什么要学****本课程?
计算机组织与结构是计算机专业一门重要的专业基础课程,2005以及我国计算机科学与技术专业规范中确定的一门核心课程,它对于学生建立计算机整机概念,了解计算机系统的基本组成、结构和工作原理,从而对本学科其它知识领域和知识单元的内容有更深刻的理解有着非常重要的意义。
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对于学****汽车工程专业的学生来讲,无论是搞汽车外形设计,还是研究汽车的发动机,都必须对汽车的组成和工作原理有一个基本的了解。同样,对于计算机专业的学生来讲,了解和掌握计算机的组成及工作原理也是必须的。
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目前很多高校计算机专业的学生在不同程度上有着重软轻硬的思想。这主要有两个方面的原因:
一方面,近十年来,随着各行业管理信息系统建设的发展,社会对软件工程师(尤其是应用软件工程师)的需求越来越大,从事软件设计、软件编程、软件维护等方面的人员成为了IT公司、金融、政府及企事业单位紧缺的人才;
另一方面,相对软件课程来讲,硬件课程学起来比较枯燥,没有像语言类软件课程有着学完就能用的立竿见影的效果。例如,很多高校都开设了“WEB程序设计”课程,学生学完该课程后,就能设计网站、制作网页,学生当然很感兴趣。
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实际上,在计算机系统中,计算机硬件和计算机软件是相关联的两个部分,硬件为软件的运行提供了一个平台,要编制高质量的软件程序,对计算机有一个整体的了解是十分重要的。
对系统软件程序员来讲,系统软件是和硬件紧密相关的,系统软件程序员必须对机器级硬件十分的清楚,才有可能编制出适应某一机器硬件的系统软件。
对应用软件程序员来讲,对机器硬件的了解有助于他们编制更高效和优化的程序。例如,阵列计算机、并行处理计算机、多处理机以及近两年出现的基于多核CPU的计算机系统,对并行计算提供了一个支持的平台。对程序员来讲,对计算机硬件实现的并行处理技术的了解,有助于他们充分利用并行计算环境,编制高效的并行程序。
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最重要的是,计算机学科的教育有一个完整的科学体系,课程的设置也是围绕这一体系来进行的。作为学生来讲,应该认真学好每一门课,掌握计算机学科领域所要求的各方面知识。只有这样,才能对本学科有一个完整的理解,才能成为真正合格的计