《计算机组成原理》PPT课件 新乡学院 赵芳

 
课件内容： 
计算机系统概论 
使学生了解国际、国内计算机发展的历史；掌握冯诺伊曼计算机的工作原理、基本组成及各部分的主要功能；了解计算机软/硬件互动关系；熟悉计算机系统的层次结构，了解不同层次的抽象特点；熟悉常见计算机系统的性能评价指标，掌握CPU性能公式及性能评价方法。理解不同性能评价方法的局限性。 
1.1 课程导入 
1.2 计算机的硬件系统 
1.3 计算机的软件系统 
1.4 计算机的性能指标 
总线系统 
总线是连接CPU、内存以及外设之间的公共交通道路，传输的内容包括地址信息、数据信息以及控制信息。通过本章的学习，让学生理解解总线的接口，外围设备的速度分级与信息交换方式。掌握总线的仲裁，总线的定时，程序查询方式。 
2.1系统总线的特性 
2.2总线的性能和总线事务 
2.3总线的结构 
2.4总线的仲裁和数据传输 
2.5总线的标准 
运算方法和运算器 
运算器是进行算术运算和逻辑运算的主要部件，通过本章的学习，让学生理解字符与字符串的表示方法、汉字的表示方法。掌握奇偶校验码，掌握补码加减法运算，掌握溢出的概念和溢出的判别方法。了解逻辑门图形符号。掌握多位二进制数据加/减法器及输出时间延迟。掌握定点乘法运算。掌握定点除法运算。理解并行触发器组成及原理。掌握定点运算器中的逻辑运算、加法器、串行加法器及并行加法器。掌握加法器、串行加法器及并行加法器的原理。掌握多功能算术逻辑运算单元（ALU)。 
3.1机器数以及特点 
3.2数的定点表示和浮点表示 
3.3定点运算以及溢出判断 
3.4定点运算加减运算器的设计 
3.5原码一位乘 
3.6补码一位乘法 
3.7乘法运算器的设计 
3.8定点数除法 
3.9浮点数加减运算 
存储系统 
根据冯诺依曼计算机存储程序的设计思想可知，存储器是计算机中存放指令和数据的主要场所。存储器的容量越大，表明它能存储的信息越多。提高存储系统的访问速度，有利于提高计算机处理信息的速度。设计大容量、高速度、低成本的存储系统是计算机发展追求的目标之一。本章主要内容包括存储器的组成与工作原理，利用存储器芯片构建主存的基本方法，高速缓冲存储器及并行存储器的工作原理。 
4.1 存储器的概述 
4.2 SRAM 
4.3 DRAM 
4.4 存储器的扩充 
4.5 并行存储器 
4.6 cache基本原理 
4.7 主存与cache的地址映射 
指令系统 
计算机是通过执行程序来完成某些特定功能的。程序则是由一系列指令所组成的代码集合，代码里每一条指令规定了计算机所要完成的特定操作。计算机所能执行的全部指令的集合即该计算机的指令系统。本章首先说明指令系统的发展与性能要求，然后介绍指令的一般格式，重点介绍操作数的类型、寻址方式及典型指令。 
5.1指令系统概述 
5.2 指令格式 
5.3寻址方式 
5.4典型指令 
中央处理器 
中央处理器（Central Processing Unit，CPU）是1971年推出的一个计算机的运算核心和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。中央处理器包含运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等，并具有处理指令、执行操作、控制时间、处理数据等功能。它根据指令的要求指挥协调计算机各部件的工作，并且对信息处理过程中出现的异常进行处理。本章介绍的CPU的内部结构、各部件的功能及相关关系，讲述了CPU的工作过程及工作原理，旨在让学生体会计算机技术的进步和关键技术的作用，为进一步学习计算机系统打下基础。 
6.1中央处理器概述 
6.2指令周期 
6.3时序与控制 
6.4微程序控制器 
输入输出系统 
输入输出系统主要用于实现CPU与外部设备、外部设备与主存之间的信息交互。输入输出系统是典型的软硬件系统系统，既包括I/O设备、I/O接口、总线、I/O管理部件等I/O硬件系统，也包括驱动程序、软件访问接口、用户程序等I/O软件系统。本章主要介绍输入输出设备及其特性、I/O接口及其内部结构，以及CPU与I/O设备进行信息交换的常见控制方式。 
7.1 输入输出系统的概述 
7.2 程序查询方式 
7.3 程序中断方式——中断请求 
7.4 程序中断方式——中断响应 
7.5 DMA方式 
7.6 通道方式