计算机组成原理大纲--本科.doc
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课程内容和要求:第1章计算机系统概论1.计算机系统简介;2.计算机的基本组成;3.计算机硬件的主要技术指标。。重点难点:重点是计算机存储程序的工作方式和冯.诺依曼机的结构特点;难点是计算机系统的层次结构、系统结构、组成和实现的关系。教学要求:1、理解和掌握计算机的基本组成及各部分功能。2、理解和掌握冯.诺依曼体制的要点和存储程序工作方式的过程。3、理解和掌握计算机的主要性能指标和计算机系统的层次结构。4、了解计算机的主要特点。作业布置:1.5,1.7,1.8,1.125•由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成;•指令和数据以同一形式(二进制形式)存于存储器中;•指令由操作码、地址码两大部分组成;•指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行;•以运算器为中心(原始冯氏机)。7、主机——是计算机硬件的主体部分,由CPU+MM(主存或内存)组成;CPU——中央处理器(机),是计算机硬件的核心部件,由运算器+控制器组成;(早期的运、控不在同一芯片上)主存——计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为计算机的主要工作存储器,可随机存取;由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。存储单元——可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位;存储元件——存储一位二进制信息的物理元件,是存储器中最小的存储单位,又叫存储基元或存储元,不能单独存取;存储字——一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位;存储字长——一个存储单元所存二进制代码的位数;存储容量——存储器中可存二进制代码的总量;(通常主、辅存容量分开描述)机器字长——CPU能同时处理的数据位数;8、CPU——CentralProcessingUnit,中央处理机(器)PC——ProgramCounter,程序计数器,存放当前欲执行指令的地址,并可自动计数形成下一条指令地址的计数器;IR——InstructionRegister,指令寄存器,存放当前正在执行的指令的寄存器;CU——ControlUnit,控制单元(部件),控制器中产生微操作命令序列的部件,为控制器的核心部件;ALU——ArithmeticLogicUnit,算术逻辑运算单元,运算器中完成算术逻辑运算的逻辑部件;ACC——Accumulator,累加器,运算器中运算前存放操作数、运算后存放运算结果的寄存器;MQ——Multiplier-QuotientRegister,乘商寄存器,乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。X——此字母没有专指的缩写含义,可以用作任一部件名,在此表示操作数寄存器,即运算器中工作寄存器之一,用来存放操作数;MAR——MemoryAddressRegister,存储器地址寄存器,内存中用来存放欲访问存储单元地址的寄存器;MDR——MemoryDataRegister,存储器数据缓冲寄存器,主存中用来存放从某单元读出、或写入某存储单元数据的寄存器;I/O——Input/Outputequipment,输入/输出设备,为输入设备和输出设备的总称,用于计算机内部和外界信息的转换和传送;MIPS—MillionInstructionPerSecond,每秒执行百万条指令数,为计算机运算速度指标的一种计量单位;第3章系统总线1.总线的基本概念;2.总线的分类;3.总线的组成及性能指标;4.总线结构;5.总线控制。重点难点:重点是总线仲裁方式和特点;难点是总线通信控制。教学要求:1、理解和掌握总线的基本概念和分类、总线的性能指标(总线带宽等)。2、理解和掌握总线仲裁及分类。3、理解和掌握总线的标准。作业布置:3.2,3.4,3.15,3.163.4总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题;常见的集中式总线控制有三种:链式查询、计数器查询、独立请求;特点:链式查询方式连线简单,易于扩充,对电路故障最敏感;计数器查询方式优先级设置较灵活,对故障不敏感,连线及控制过程较复杂;独立请求方式判优速度最快,但硬件器件用量大,连线多,成本较高。第4章存储器1.存储系统的层次结构、存储原理、存取方式;2.主存储器;3.Cache的工作原理;4.辅助存储原理。重点难点:重点为位扩展法、字扩展法和字、位同时扩展的典型存储系统的设计;主存与cache的地址映射。难点为存储器如何与CPU的地址总线、数据总线、控制总线的连接;地址映射方式:全相联方式、直接方式和组相联方式的思想与分析方法。教学要求:1、掌握存储系统的层次结构、存储原理、存取方式和分类。2、了解静态MOS存储芯片的内部结构,理解存储器的存取时间、存取周期和数据传输率含义。3、掌握动态(MOS)存储器存储信息的原理,了解动态存储器的刷新概念。4、掌握主存储器逻辑设计中的位扩