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