计算机组成 Computer Organization

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课程简介

课程名称: 计算机组成 课程概述: 本课程专注于计算机的内部结构和工作原理，强调软件与硬件之间的互动与衔接，力求将基本概念与真实系统相对应。 课程大纲: 1. **课程介绍** - 欢迎选修计算机组成，了解内部结构及其工作原理。 2. **第一讲: 计算机基本结构** - 探讨冯·诺伊曼结构及计算机指令执行的过程。 3. **第二讲: 指令系统体系结构** - 讲解x86 ISA和MIPS ISA的基本概念。 4. **第三讲: 算术逻辑单元** - 涉及逻辑运算及二进制加减法运算，讨论ALU的实现。 5. **第四讲: 乘法器和除法器** - 讲解乘法运算及其实现，除法运算及相关机制。 6. **第五讲: 单周期处理器** - 介绍控制器和数据通路的基本组成。 7. **第六讲: 流水线处理器** - 学习流水线技术及相关问题，探讨冒险的处理。 8. **第七讲: 存储层次结构** - 讨论高速缓存和主存储器的层次结构。 9. **第八讲: 中断和异常** - 理解中断与异常的异同及其处理过程。 10. **第九讲: 输入输出设备** - 介绍基本的输入输出控制方式及常用设备类型。 11. **期末考试** - 课程回顾及考核。 本课程适合希望深入理解计算机内部机制的学习者，为探索计算机科学和工程奠定基础。

课程大纲

Part: 1

Title:课程介绍——欢迎选修计算机组成

Description:本课程重点讲述计算机的内部结构和工作原理，着眼于软件和硬件的衔接互动，注重基本概念和真实系统的对应。

Part: 2

Title:第一讲 计算机基本结构

Description:内容要点：冯·诺伊曼结构，计算机执行指令的过程

Part: 3

Title:第二讲 指令系统体系结构

Description:内容要点：x86 ISA，MIPS ISA

Part: 4

Title:第三讲 算术逻辑单元

Description:内容要点：逻辑运算，二进制加减法运算，ALU的实现

Part: 5

Title:第四讲 乘法器和除法器

Description:内容要点：乘法运算，乘法器的实现，除法运算，除法器的实现

Part: 6

Title:第五讲 单周期处理器

Description:内容要点：控制器，数据通路

Part: 7

Title:第六讲 流水线处理器

Description:内容要点：流水线，相关和冒险

Part: 8

Title:第七讲 存储层次结构

Description:内容要点：高速缓存，主存

Part: 9

Title:第八讲 中断和异常

Description:内容要点：中断与异常的异同，中断处理的过程

Part: 10

Title:第九讲 输入输出设备

Description:内容要点：基本的输入输出控制方式，常用的输入输出设备类型

Part: 11

Title:期末考试

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