an-cnxjm计算机组成与结构教学大纲
计算机组成与系统结构教学大纲

计算机组成原理教学大纲一、课程名称计算机组成原理(Principles of Computer Construction)二、课堂授课学时与学分学时:64学时三、授课对象计算机科学与技术及相关专业本科学生四、先修课程计算机应用基础、数字逻辑五、教学目的本课程的学习将使学生了解计算机系统的硬件和软件构成方法,了解其硬件系统中运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备和总线系统的构成原理。
为后续专业课程的学习打下扎实的理论基础。
六、主要内容、基本要求及学时分配主要内容:1、计算机系统概论:包括计算机的语言,计算机的硬件,计算机系统的层次结构和电子计算机的发展简史及计算机的应用。
2、运算方法和运算器:包括数据表示方法和转换,带符号数的表示及加减运算,二进制乘法运算,二进制除法运算,浮点数的运算方法,运算部件和数据校验码。
3、主存储器:包括主存储器处于全机中心地位,主存储器分类,主存储器的主要技术指标,主存储器的基本操作,随机存储器RAM,非易失性半导体存储器,DRAM的研究与发展,半导体存储器的组成与控制和多体交叉存储器。
4、指令系统:包括指令系统的发展,指令格式,数据表示,寻址方式,指令类型,指令系统的兼容性,RISC和CISC和指令系统举例。
5、中央处理部件CPU:包括计算机的硬件系统,控制器的组成,微程序控制器计算机的工作原理,微程序设计技术,硬布线控制的计算机,控制器的控制方式,流水线工作原理,CPU举例和计算机的加电及控制过程。
6、存储系统:包括存储系统的层次结构,高速缓冲存储器Cache,虚拟存储器,相联存储器和存储保护。
7、辅助存储器:包括辅助存储器的种类与技术指标,磁记录原理与记录方式,硬磁盘存储器,软磁盘存储器,磁带存储器和光盘存储器。
8、输入输出设备:包括外部设备概述,输入设备,输出设备—显示器和输出设备—打印机。
9、输入输出系统:包括系统概述,程序中断输入输出方式,DMA输入输出方式,通道控制方式和外围处理机方式,总线结构和外设接口。
计算机组成结构课程教学大纲

GDOU-B-11-213《计算机组成结构》课程教学大纲课程简介课程简介:计算机组成结构是软件工程专业重要专业基础课。
包括了计算机的基本构成,内存与CPU的连接关系;外设的基本概念;中断的基本概念等。
是学生进一步深入学习后续课程如《操作系统》和《嵌入式操作系统》的重要基础。
课程大纲一、课程的性质与任务:本课程是计算机专业一门重要的主干课程。
课程的任务是使学生掌握计算机组成部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及将各部件连接成整机的方法,强调建立CPU级和硬件系统级的整机概念,培养学生对计算机硬件系统的分析、开发与设计的能力。
该课程是计算机硬件系列课程的重要先修基础二、课程的目的与基本要求:通过本课程的学习,使学生掌握计算机系统的组成和工作原理,熟悉运算方法和运算器,理解存贮系统、各种存贮器的工作原理和存贮器扩展技术;掌握计算机指令的寻址方式、指令格式和指令分类机功能;掌握微处理器的结构组成原理,熟悉控制器的设计方法;掌握总线结构和总线控制,熟悉常用的系统总线;熟悉外围设备的功能、种类和作用;掌握输入输出技术,为后继课程的学习奠定坚实的的理论基础。
三、面向专业:软件工程专业四、先修课程:《计算系统基础》五、本课程与其它课程的联系:计算机组成机构的基础是《计算系统基础》,需要组合逻辑电路,时序逻辑电路的分析能力以及PLA电路的设计能力,并且对于理解计算机基本组成非常关键,并且计算机组成结构是嵌入式系统的基础,对从分理解嵌入式系统的工作原理非常重要。
六、教学内容安排、要求、学时分配及作业:第一章机器数(6学时)1.1. 机器数的特点(A)1.2. 数的编码表示(C)原码、补码,变形补码、反码、移码1.3. 定点数与浮点数、规格化数的概念(B)第二章存储体系(6学时)2.1. SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM单个存储单元工作原理(A) 2.2. 存储芯片内的组织及地址译码,DRAM刷新(C)2.3. 双端口存储器,多体存储器,相联存储器(B)2.4. Cache存储器(B)2.5. 虚拟存储器(B)2.6. 磁记录原理及记录方式(B)2.7. 磁盘、磁带、光盘简单工作原理(B)第三章指令系统(6学时)3.1. 指令的设计准则(A)3.2. 寻址方式(B)3.3. 指令类型(C)3.4. CISC与RISC(B)第四章运算方法及运算器(8学时)4.1. 定点数的加减运算(A)4.2. 定点数的乘法运算(C)4.3. 定点数的除法运算(B)4.4. 浮点数的四则运算(C)4.5. 二--十进制运算(C)4.6. 运算器的组成(C)第五章控制器(8学时)5.1. 控制器基本组成(A)5.2. 指令执行流程(C)5.3. 控制方式及控制时序(B)5.4. 组合逻辑控制器(B)5.5. 微程序控制器(B)第六章I/O组织及接口(8学时)6.1.I/O组织概述(A)6.2程序查询方式及其接口. (C)6.3.程序中断方式及其接口(C)6.4. DMA方式及其接口(C)6.5.通道方式及IOP方式(C)七、实验名称与类别:注:实验类别指:演示型、操作型、验证型、综合型、设计型、研究创新型八、实验目的、内容与要求实验1半导体存储器实验实验目的:掌握内存与CPU的连接方法。
计算机组成与结构教学大纲

计算机组成与结构教学大纲理解计算机硬件组成的基本原理,把握冯·诺依曼体系的思想精髓,奠定计算机大类专业的系统基础,为后续专门领域的深入学习提供强有力的支撑。
课程概述《计算机组成与结构》课程具有知识面广、内容多、难度大、更新快的特点。
本课程在教学中着重计算机的基本原理、基本知识点的讲授,通过课堂教学和实践环节的训练,使学生掌握计算机各大部件的组成原理、逻辑实现、设计方法及其互连构成单机系统的技术。
课程内容以冯.诺依曼机基本结构为主线,介绍计算机的基本组成和内部工作机制,主要讲授计算机系统概论、运算基础、数值的机器运算、存储系统和结构、指令系统、中央处理器、外围设备和输入输出系统和总线等内容。
课程大纲第一章计算机系统概论1.2 计算机基本组成1.1 计算机系统介绍第一章课件1.3 计算机硬件主要技术指标系统概论单元测验系统概论测试2第二章计算机发展及应用2.2 计算机应用领域及发展前景2.1 计算机发展简史单元测验2发展及应用测验第三章系统总线3.5 总线控制3.2 总线种类3.4 总线的基本结构3.3 总线特性及性能指标3.1 总线的基本概念系统总线测验系统总线测验2第四章存储系统4.2.7 提高存储速度的措施4.3 高速缓冲存储器Cache 4.2.4 只读存储器4.4 辅助存储器4.2.2 半导体存储器简介4.2.5 存储器与CPU的连接4.2.6 存储校验4.2.3 随机存取存储器4.1 概述4.2 主存储器4.2.1 主存概述存储器单元测验存储器单元测验2第五章输入输出系统5.3 IO接口5.1 概述5.2 IO设备5.4 程序查询方式5.6 DMA方式5.5 程序中断方式输入输出测验I/O测验第六章计算机的运算方法6.2 数的定点表示和浮点表示6.3 定点运算6.4 浮点运算6.5 算术逻辑单元6.1 无符号数和有符号数运算方法测验运算方法单元测验第七章指令系统7.1 机器指令7.5 RISC技术7.3 寻址方式7.4 指令格式7.2 操作数类型和操作类型指令系统测验指令单元测验第八章中央处理器CPU8.3 指令流水8.4 中断系统8.6 组合逻辑控制8.2 指令周期8.7 微程序控制8.1 CPU的结构8.5 控制单元与控制方式CPU单元测验预备知识数字电路汇编语言参考资料(1)唐朔飞,计算机组成原理(第2版),高等教育出版社,2008.1David A.Pattterson (美)等著,康继昌等译,计算机组成与设计-硬件/软件接口(第4版),机械工业出版社,2012.1(2)David A.Pattterson(美)等著,康继昌等译,计算机组成与设计-硬件/软件接口(第4版),机械工业出版社,2012.1(3)蒋本珊,计算机组成原理(第3版),清华大学出版社,2013.8。
计算机组成与系统结构 教学大纲

“计算机组成与系统结构”课程教学大纲
一、课程名称
计算机组成与系统结构(Computer Organization and Architecture)
二、课程的教学目标与任务
本课程是计算机科学与技术及相关专业本科生的核心课程之一,是必修的专业基础课。
本课程侧重于硬件,重点讲授单机系统范围内计算机各部件和系统的组成以及内部工作机制,并在此基础上,系统地讲授并行体系结构的内容。
通过学习,使学生:
1、理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式,具有完整的计算机系统的整机概念。
2、理解计算机系统层次化结构概念,熟悉硬件与软件之间的界面,掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。
3、能够综合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。
4、在系统层次上掌握计算机工作的全貌,深入理解与已学或即将学习的相关软件类课程的关系,提高计算机系统设计能力。
三、课程具体内容
计算机科学导论(计算机基础)
数字电路(数字逻辑)
五、教材及参考书目
教材:
《计算机组成与系统结构》,蒋本珊、马忠梅、王娟,人民邮电出版社,2022o 参考书目:
.《计算机组成与系统结构学习指导及习题解析》,蒋本珊、马忠梅、王娟, 人民邮电出版社,即将出版。
计算机组织与结构教学大纲

计算机组织与结构教学大纲课程概述一、课程简介“计算机组织与结构”又称为“计算机组成原理”,是计算机科学技术、软件工程专业的一门重要公共基础课,是一门理论性、技术性很强的主干课程。
本课程的主要任务是全面介绍计算机内部各部件的组成结构与工作原理、各部件间联系,以及并行体系结构等前沿知识。
通过本课程的学习,使学生掌握计算机硬件的基本特征和实现机制,为后续计算机、软件工程专业课的学习,以及未来从事计算机软硬件研究与开发,打下一个良好的基础。
二、课程组织形式1、本课程采用慕课形式教学,教学环节以知识点为单位组织,知识点分为核心知识点和基础知识点两类,核心知识点是授课内容的主体部分,基础知识点为补充内容;3、每节课安排大约1-3个核心知识点,以及1个基础知识点。
授课目标经过本课程的学习,将使学生了解计算机硬件的工作原理和组织形式,掌握计算机工作的基本流程,并为后续进行计算机软硬件学习打下基础。
课程大纲第一章绪论第一节计算机组织与结构概述第一节客观题第二章系统总线第一节总线概述第二节总线控制第二节客观题第三章存储器第一节半导体存储器概述第二节半导体存储器的基本单元电路第三节存储器的扩展方式第四节高速缓冲存储器第五节并行存储和虚拟存储机制第六节数据校验码第一节客观题第二节客观题第三节客观题第四节客观题第五节客观题第六节客观题第四章输入输出系统第一节输入输出系统概述第二节程序中断方式(一)第三节程序中断方式(二)第四节DMA工作方式第五节典型外设第一节客观题第三节客观题第五章计算方法第一节机器数表示方法第二节定点数与浮点数第三节定点数移位和加减法运算第四节定点数乘除法运算第五节浮点数运算第六节加法器和算术逻辑单元第一节客观题第三节客观题第四节客观题第五节客观题第六节客观题第六章指令系统第一节指令系统概述第二节操作类型第三节寻址方式第一节客观题第二节客观题第七章CPU的结构与功能第一节控制器概述第二节指令周期的操作命令分析第三节流水线技术第一节客观题第二节客观题第三节客观题第八章控制器设计第一节组合逻辑控制器第二节微程序控制器第二节客观题【选学】实验理论基础基于Proteus的8051虚拟仿真实验理论基础【选学】实验说明视频实验流程展示实验说明视频【选学】实验工程资源实验工程文件【选学】基于VHDL的简单CPU设计1 VHDL语言和ISE开发环境2 处理器的结构及算术逻辑单元3 数据模块4 控制器5 取指周期和算术逻辑运算指令6 跳转指令和MOV指令7 STR和LDR指令8 处理器综合测试预备知识数字电路参考资料《计算机组成原理》(第2版)唐朔飞. 高等教育出版社. 2008。
计算机组成与结构 教学大纲

《计算机组成与结构》课程名称:计算机组成与结构先修课程:计算机基础、数字电子技术基础一、目的与任务本课程是计算机类专业本科生必修的专业基础课。
本课程的任务是讨论计算机各部件和系统的组成和内部工作机制,从计算机组成和结构的角度上学习和领会计算机系统。
通过教学使学生掌握计算机各大部件的组成原理、逻辑实现、设计方法及其互连构成整机系统的技术,培养学生分析、开发、维护计算机的能力,同时也为后继课程的学习打好基础。
二、教学内容第1章概论●计算机发展史●计算机的硬件组成●计算机系统●计算机的工作过程和主要性能指标●计算机系统结构初步第2章数据的机器层次表示●进位计数制●数值数据的表示●数的定点表示与浮点表示●非数值数据的表示●十进制数的表示●数据校验码第3章计算机中的逻辑部件●基本门电路●组合逻辑电路●时序逻辑电路●总线电路●可编程逻辑器件PLD第4章指令系统●指令格式●寻址技术●堆栈与堆栈操作●指令类型第5章数值的机器运算●基本算术运算的实现●定点加减运算●带符号数的移位运算和舍入操作●定点乘法运算●定点除法运算●规格化浮点运算●运算器的基本组成与实例第6章存储系统和结构●存储系统的组成●主存储器的组织●半导体随机存储器和只读存储器●主存储器的连接与控制●高速缓冲存储器●虚拟存储器第7章中央处理器●中央处理器的功能和组成●控制器的组成和实现方法●时序系统与控制方式●微程序控制原理●流水线技术第8章外部设备●外部设备概述●磁介质存储器的性能和原理●磁介质存储设备●光存储设备●键盘输入设备●打印输出设备●显示输出设备第9章输入输出系统●主机与外设的连接●程序查询方式及其接口●中断系统和程序中断方式●DMA方式及其接口●通道控制技术第10章计算机系统结构●计算机系统结构的并行性●精简指令系统计算机RISC●超标量、超级流水线和超长指令字计算机●向量流水处理机●并行处理机●多处理机系统。
计算机组织与结构教学大纲

《计算机组织与结构》教学大纲课程总学时:40 学分:2.5其中讲课:40实验:0开课学期:5学期教学大纲一、课堂讲授部分(一)各章要点及授课时数1计算机系统概论(3学时)计算机的产生与发展,计算机的应用;计算机的系统结构、计算机组成与实现的联系与区别,计算机组成研究任务,计算机的层次结构;计算机主要指标。
第1节计算机发展概述第2节计算机的分类及应用第3节计算机的基本组成第4节计算机的层次结构第5节计算机的性能指标2运算方法和运算器(10学时)数据的表示方法:定点加、减、乘、除运算,定点运算器的组成、结构;浮点运算方法和典型浮点运算器介绍。
第1节数据表示(数据与文字表示方法)第2节定点加减运算及实现第3节定点乘法运算及实现第4节定点除法运算及实现第5节定点运算器的组成与结构(ALU与数据通路设计与实现)第6节浮点运算方法和浮点运算器3存贮系统(8学时)存贮器概述、半导体读、写存贮器、半导体只读存贮器、高速缓冲存贮器、虚拟存储的概念;微机系统中存贮系统的设计。
第1节存储器概述第2节RAM第3节ROM和FLASH ROM第4节应用系统中的存储器设计第5节高速存储器第6节CACHE存储器*第7节虚拟存储器4指令系统(3学时)指令系统的发展与性能要求:指令格式;指令和数据的寻址方式;堆栈寻址方式;典型微机指令系统介绍。
第1节指令系统的发展和性能要求第2节指令格式第3节指令及数据的寻址方式第4节堆栈寻址方式第5节典型指令5中央处理器(8学时)中央处理器的功能和组成,组合逻辑控制器、微程序控制器的概念、指令周期的概念,时序概念;微处理器举例(或实例分析)。
第1节CPU 的功能和组成第2节指令周期第3节时序信号和控制方式第4节一个模型计算机和控制器初步设计第5节硬布线控制器第6节微程序控制器及微程序设计第7节传统CPU介绍第8节流水CPU6总线(2学时)总线的概念、特点、约定、分类;单机系统总线结构;总线的驱动、控制和联络;典型总线介绍;微机系统中总线作用。
计算机组成与结构课程教学大纲教案

计算机组成与结构I课程教案(Computer Organization and ArchitectureⅠ)一、课程基本信息课程编号:14134433课程类别:专业课适用专业:计算机科学与技术专业学分:理论教学学分:3.5学分总学时:56学时,其中理论学时:56学时, 实验学时:0先修课程:数字电子技术基础后继课程:微机原理及应用、单片机原理及应用课程简介:本课程系计算机科学与技术专业一门重要的专业课程,主要学习计算机的部件基础、基本结构、运算方法及指令系统,能对组成计算机的各个部件的功能和工作过程、以及部件间的连接有较全面、较系统的认识,并对各功能部件可采用哪些技术提高计算机系统的性能有一定的了解,从而形成较完整的计算机组成与结构模型。
该课程主要内容包括:计算机概述、计算机中数据信息的表示、运算方法和运算器、存储器系统、指令系统、控制系统与CPU、总线技术、I/O设备、I/O系统组织等。
主要教学方法与手段:课堂多媒体课件结合黑板板书。
选用教材:李云、葛桂萍、史庭俊,计算机硬件技术基础[M].机械工业出版社,2011必读书目:[1]白中英,计算机组成原理(第五版) [M] .北京:科学出版社,2013[2]王爱英,计算机组成与结构(第4版) [M] .北京:清华大学出版社,2010[3]李云、葛桂萍,计算机硬件技术基础实验与课程设计指导.扬州大学信息工程学院,2010选读书目:[1] 袁春风,计算机组成与系统结构[M] .北京:清华大学出版社,2010[2] 张功萱、顾一禾等,计算机组成原理[M] .北京:清华大学出版社,2008[3] 秦磊华、吴非等,计算机组成原理[M] .北京:清华大学出版社,2011二、课程总目标通过本课程的学习使学生掌握计算机组织结构的基本原理、掌握计算机各大部件的基本工作原理、设计方法及其计算机整体的互连技术,为培养学生具有硬件系统的开发能力打下一定的基础,使学生们从系统设计和系统分析的高度来掌握计算机系统的基本分析方法和典型的设计技术,为进一步学习和研究并行处理技术、多处理机算法以及计算机系统的新技术和新算法提供必备的基础知识,为后续学习《微机原理及应用》等专业课程提供必要的基础。
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、.~1 我们‖打〈败〉了敌人。
②我们‖〔把敌人〕打〈败〉了。
第1篇 讲课大纲及主要内容第1章 计算机系统概论1. 计算机系统由硬件和软件两大部分(子系统)组成。
2. 硬件子系统由五大部分组成(P3)。
1. 运算器 ALU2. 控制器 CU (1,2 合称 CPU)3. 存储器 MEM ,可分为 主存储器 MM,(或称 内存) 辅存储器 AM,(或称 外存)4.输入设备 ID5.输出设备 OD , (4,5 合称 I/O 设备)硬件子系统组成如P4图1.1所示:3. 各组成部件的主要功能(P3 – P4)第3章 运算方法与运算部件(p59)一.计算机中数值数据的表示,转换和运算1. 计算机中常用的进位制(1)二进制 基数为2 基本符号 2个 0,1(2)八进制 基数为8 基本符号 8个 0,1,2,3。
7(3)十六进制 基数为16 基本符号16个 0,1。
9,A,B。
F2. 数据的转换1. 二进制数转换成十进制数-------“按权展开法”2. 二进制数与八进制,十六进制数之间的转换。
3. 十进制数转换成二进制数:整数----除2取余法(P61)小数----乘2取整法(P61)二. 二进制数在计算机内的表示(P64)1.机器数与真值(P62,p64)(1)定点数 定点整数---带符号数----原码表示法反码表示法补码表示法---不带符号数定点小数--------------原码表示法反码表示法补码表示法(2)浮点数 2E ×M (P70)阶码 E 尾数 ME--一般用定点整数 M— 一般用定点小数经常用补码表示法 经常用原码表示法或移码表示法 或补码表示法合理选择阶码和尾数的位数是十分重要的,他决定着浮点数的表示范围和表示精度。
由于阶码和尾数均用定点整数和定点小数来表示,所以掌握了定点数的表示法之后,浮点数表示就不难理解了。
但要注意浮点数表示有它自己特殊的地方,这就是规格化,机器零等问题。
规格化—尾数由于是定点小数,使其绝对值大于等于二分之一,即为规格化。
对于补码而言,形式为 00.1xxxxx 或 11.0xxxx 为规格化数。
机器零—阶码小于它所能表示的最小数或尾数小于它所能表示的最小数,则用机器零来表示,称之为下溢。
2.几个重要概念(1)数值的表示范围,最大值,最小值,与二进制位数之间的关系。
(2)溢出及溢出的判断三.码制—原码,反码,补码1.原码特点:▲ 有定点小数和定点整数之分▲ 0有两种表示方法,正零 0.0000 和负零 1.0000▲ 真值和原码转换容易。
▲ 乘除法容易2.补码特点:▲ 有定点小数和定点整数之分▲ 0的表示方法唯一: 0.0000 (P65)▲ 表示负数的补码是对真值的数值部分求反加1。
▲ 加减法容易。
(P65)▲ 定点小数能表示 –1▲ 算术右移时高位移入符号位。
▲ 判断溢出的条件(p69)(变形补码,模4补码,双符号位补码是同一个概念。
)(注意:只在算术运算过程中使用)3.反码特点:▲很少采用(P68)4. 算术四则运算的算法1.定点原码一位乘法 (P72)2.定点补码一位乘法(布斯乘法) (P74)3.定点原码一位除法(加减交替法)(P82)五.实验 74LS181第4章 主存储器一。
主存储器的地位(P105)1.存储器分类2.主存技术指标和基本操作(P106)二.随机存储器RAM1.静态MOS存储单元2.动态MOS单管工作原理三.只读存储器(P115)四.静态MOS存储器的扩展(P119)5. 动态存储器的刷新原理(P121)六.实验:静态存储器(2114)的扩展第5章 指令系统一.指令格式 ( P128-P129)1 。
操作数地址的个数分类,可分为(1)零地址指令(包括需要操作数的情况,如加法—操作数在堆栈中。
)(2)一地址指令(3)二地址指令(重点举例)(4)三地址指令及多地址指令2.* 操作码扩展技术 P130二.寻址方式 (P133)1. 直接寻址2. 寄存器寻址3. 基址寻址4. 变址寻址5. 间接寻址存储器间接寄存器间接6.相对寻址7. 立即数8. 堆栈寻址▲ 注意有关特权指令(P143),使用堆栈的指令(P141),不按顺序执行的指令(转移,调用子程序,陷阱等)(P139),算术和逻辑左右移位,大小循环左右移位(P137)。
第6章 中央处理部件(CPU)一.控制器的组成。
(P167-p169)二.一条指令的执行过程(加或转移)(P170-P173)3. 微程序控制器的基本工作原理(P173—P177)4. * 控制器的控制方式(P209-P210)5. * 流水线概念(P210-P214)。
第7章 存储系统(P232)一.层次结构(p232)二.高速缓存CACHE 工作原理和命中率(P233-P238,P241-P242)三.* 虚拟存储器(p243)和相联存储器(P250)四.* 存储保护(P251)第8章 辅助存储器(P255)一.辅助存储器种类及技术指标(P255-P257)二.磁记录原理与记录方式(P257—P259,P261-263L13)三.* 磁盘CACHE,磁盘阵列及发展方向(P271-P274)四.* 光盘存储器(P287)第9章 输入输出(I/O)设备一.外部设备概述(P294)二.输出设备-显示器(P305-P315)三.汉字处理技术(P321-P324)第10章 输入输出(I/O)系统1. I/O系统概述(P326)1. I/O设备的编址i. 用专用I/O设备地址—专用I/O指令(如IN,OUT)。
ii. 与内存统一变址(访存指令灵活)。
2. 设备控制器(I/O接口)基本功能:(1)通讯联络控制(2)数据缓冲(3)接受命令,提供状态。
接口类型: 并行接口串行接口二.I/O数据传送控制方式(P327)1.程序直接控制方式iii. 无条件传送方式iv. 条件传送方式(状态驱动方式)为了克服CPU效率太低的问题,发展到下一种方式。
2。
程序中断传送方式实现CPU与I/O设备并行工作的目标,提高了计算机系统的工作效率。
对于成批交换的数据,且各数据之间的时间间隔极短,用程序中断传送方式将要造成数据的丢失,因而产生了下一种方式。
3。
直接存储器存取方式(DMA)基本思想是:在I/O设备与主存之间开辟直接的数据交换通路,为提高数据传送率提供了方便的条件。
4。
I/O通道控制方式(1)有自己的通道命令。
(2)独立的执行由通道命令编写的输入输出程序。
(3)是从属于CPU的专用的I/O处理器。
5.外围处理机方式(PPU)(1)基本上独立于主机工作。
(2)质的飞跃—集中式系统发展到分布式系统。
三.程序中断输入输出方式(P329)1.中断的定义2.中断的作用:3.几个概念(1)中断源:(P330)(2)中断源种类①外中断(P330)②内中断③软中断(3)中断触发器—中断寄存器—中断字(4)优先权及划分优先权原则(P331)(5)中断级(中断级的优先权)(P331)(6)允许中断与禁止中断(开中断与关中断)(P331 )(7)中断屏蔽(P331)(8)非屏蔽中断与可屏蔽中断(P331)4.中断产生,响应,处理的过程(P332)(1)中断请求:①中断触发器置1。
②对于可屏蔽中断,中断允许(没有被禁止),优先权高(没有被屏蔽)。
③一般在一条指令执行完毕。
(2)判断优先权多个中断源同时发出中断请求时,首先响应优先权较高的中断源.软件查询:先查询的中断源优先权高,越往后查询的中断 优先权越低。
(3)中断响应(中断隐指令)(P332)A.关中断,使中断允许寄存器的中断允许位清为零。
B.保存断点,断点指程序计数器PC和程序状态字PSW,自动压入堆栈。
C.转入中断处理程序,是将中断处理程序的首地址打入PC。
(4)中断处理D.保护现场—现场是指通用寄存器。
保护的原则是中断处理程序要用到的寄存器必须保护(如压入堆栈)而中断处理程序中没用到的寄存器可不用保护,可使中断处理程序的执行时间缩短。
E.保护原屏蔽码—F.取出该中断的自己的屏蔽码—E 和F :每个中断源都有自己的屏蔽码,在执行本次中断处理程序时,先保护原来的屏蔽码,再取出自己的屏蔽码,可动态的改变中断源的优先权。
G.开中断—允许优先权更高的中断源提出中断请求,以便CPU能响应它,实现中断嵌套。
H.执行中断处理程序—实现数据传送,这是中断源提出中断请求的目的。
I.关中断—准备退出中断处理程序,不能再响应其他中断。
J.恢复原屏蔽码K.恢复现场L.开中断M.返回断点,退出中断处理程序,将堆栈中的内容弹出到PC 和 PSW中。
由中断返回指令实现(如RETI)。
综上所述,中断响应的处理步骤极其对应关系如下:A.关中断 硬件执行B.保护断点 硬件执行C.转入中断处理程序 硬件执行D.保护现场E.保护原屏蔽码F.取出新屏蔽码G.开中断H.执行中断处理程序I.关中断J.恢复原屏蔽码K.恢复现场L.开中断M.返回断点***以上中断处理过程是以PC机为例予以说明的。
*****四.DMA输入输出方式(P338)(1)DMA 控制器的组成(P338)(2)DMA 传送过程(P340—P341)五.总线结构介绍(P345)以ISA,PCI为主综合实验:运算器,寄存器,存储器,总线构成一个实验计算机系统。
6. * 接口介绍(P352)以IDE,EIDE,SCSI,USB,AGP,PCMCIA为主。