计算机组成原理教学.ppt

郑州大学·计算机组成原理 教学要求 计算机组成原理 教材 白中英，计算机组成原理·网络版，科学出版社，2002 参考书 石磊，计算机组成原理·第2版, 清华大学出版社，2006 钱晓捷，微型计算机原理及应用, 清华大学出版社，2006 王爱英,计算机组成与结构·第3版, 清华大学出版社，2001 白中英 邝坚，计算机组织与结构·网络版，科学出版社，2003 第一章 计算机系统概论 第二章 运算方法和运算器 第三章 存储系统 第四章 指令系统 第五章 中央处理器 第六章 总线系统 第七章 外围设备 第八章 输入输出系统 第1章教学要求-1 了解计算机的类型：模拟和数字，专用和通用，巨型机、大型机、小型机、微型机、单片机 熟悉计算机的硬件组成部件及其作用 掌握主存有关概念：存储器地址、存储单元和存储容量；位bit、字节byte、KB、MB、GB 掌握“存储程序、程序控制”的冯·诺依曼计算机的基本思想 区别操作码和地址码（操作数）、指令字和数据字、指令流和数据流 理解指令周期（控制器工作周期）：取指、译码、执行 第1章教学要求-2 掌握总线、处理器总线和系统总线的概念，熟悉数据总线、地址总线和控制总线的功能 理解目的程序、汇编程序、编译程序的作用，区别机器语言、汇编语言和高级语言（算法语言） 掌握计算机系统的层次结构、软件与硬件的逻辑等价性思想 第2章教学要求-1 掌握数据的定点格式，定点整数的表达范围，有符号数和无符号数 掌握浮点格式的表达，熟悉浮点数的规格化，掌握规格化单精度浮点数与实数的相互转换 理解真值和机器数，掌握定点整数的补码、反码、原码和移码表示法 掌握BCD码、ASCII码的编码规律，理解小端方式和大端方式的存储特点 区别汉字输入编码、机内码、字模码和汉字交换码 理解检验码的作用，掌握奇偶校验以及检错能力 第2章教学要求-2 理解补码的加法运算和减法运算规律 熟悉溢出的概念，理解上溢（正溢）和下溢（负溢）的概念以及符号位检测方法 了解内部总线和外部总线、单向总线和双向总线的概念 理解浮点加减法的操作过程，了解其中对阶、规格化、舍入处理的作用 熟悉IEEE754标准 第2章教学要求-3 掌握数字信号的特点 掌握逻辑与、或、非的逻辑关系，以及它们的逻辑表达式、真值表、逻辑符号、运算规则 熟悉与非、或非、异或的逻辑规律、表达式和逻辑符号 理解逻辑变量、逻辑电路（数字电路）、逻辑代数（布尔代数）的概念 掌握逻辑代数的基本运算规则和运算规律（定律）：交换律、结合律、分配律、反演定理 熟悉用真值表、逻辑表达式、逻辑电路图表达逻辑函数的方法，了解卡诺图的作用 理解简单的逻辑化简方法（最简与或式） 第2章教学要求-4 理解门电路、正逻辑和负逻辑的概念，掌握三态门的特点、用途和电路符号 区别组合逻辑电路和时序逻辑电路 掌握编码器、译码器、加法器、数据选择器（多路开关）的作用 熟悉触发器的特点、基本RS触发器的功能和逻辑符号 理解同步时钟、高电平有效、低电平有效的含义 掌握D触发器的功能和逻辑符号，熟悉电平触发和边沿触发的区别 了解数码寄存器、移位寄存器、计数器、PLD的作用 第3章教学要求-1 熟悉存储系统的分级（层次）结构，掌握存储访问的局部性原理 理解存储容量、存取时间、存取周期、存储器带宽的概念 了解SRAM、DRAM和NVRAM的特点 掌握SRAM存储结构与芯片地址引脚和数据引脚的关系 理解位扩展和字扩展的含义和作用，掌握芯片扩展与芯片容量的关系 了解DRAM的行地址和列地址，理解DRAM的刷新操作和方法 了解ROM芯片的类型和各自特点 第3章教学要求-2 掌握Cache的功能和基本原理，掌握命中率、平均访问时间和访问效率的计算方法 理解Cache的地址映射的作用，掌握全相联、直接和组相联映射的原理和特点，熟悉Cache中标记（标签）的作用 理解替换策略的作用，熟悉LRU、LFU和随机法 理解Cache的写操作策略，熟悉直写法（全写法）和回写法（写回法） 掌握虚拟存储器的功能、物理地址和虚拟（逻辑）地址的概念 熟悉页式和段式虚拟存储器的管理和地址转换 理解存储保护，熟悉存储区域和访问方式保护的思想 第4章教学要求 了解指令、指令系统、指令格式、操作码、地址码、指令助记符的概念 理解寻址方式的含义，区别指令寻址和数据寻址 掌握指令的顺序寻址和跳跃寻址 掌握数据的隐含寻址、立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对（基址）寻址 熟悉堆栈的访问原理，理解进栈PUSH和出栈POP操作 熟悉指令系统包含的基本指令类型 掌握CISC和RISC的含义，掌握RISC的主要特点 第5章教学要求-1 熟悉CPU的基本模型和主要寄存器的作用 理解指令周期、CPU周期（机器周期、总线周期）和时钟周期（T周期）的概念和区别 了解