计算机组成与结构 教学大纲

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 处理器

 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