计算机组成原理

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计算机组成原理视频慕课课程简介：

计算机组成原理哪家强？ 毫无疑问来“学堂”。 本课程是计算机相关学科的核心基础课，重点讲授计算机硬件系统的组成结构、工作原理和设计方法，遵照教学大纲，并兼顾硕士入学考试。课程注重培养学习者的计算机硬件系统分析和设计能力，给您插上翅膀，让您的学习和考试如虎添翼。 2018国家精品在线开放课程。 2019线上线下混合式国家级一流本科课程。

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计算机组成原理课程列表：

第1章 计算机系统概述

-1.1 计算机的概念和类型

--1.1.1 计算机的基本概念

--1.1.2 计算机的主要特点

--1.1.3 计算机的常见类型

-1.2 计算机的诞生与发展

--1.2.1 冯诺伊曼体系

--1.2.2 计算机的发展历程和趋势

-1.3 计算机系统的层次结构

--1.3.1 计算机的硬件系统结构模型

--1.3.2 微机与小型机的硬件架构

--1.3.3 超级计算机(超算)的典型架构

--1.3.4 多处理机系统的特点

--1.3.5 软硬件层次与逻辑等价性

-1.4 计算机的性能评价指标

--1.4.1 基本字长与CPU运算速度

--1.4.2 带宽与存储器容量

-【讨论1.1】国内外计算机发展水平的差距

-【讨论1.2】计算机的未来发展趋势？

-【讨论1.3】我国的超算，有哪些优势与不足？

-【讨论1.4】还能通过其它哪些技术指标来评价计算机性能呢？

第2章 数据的表示、运算与校验

-2.1 数值型数据的表示

--2.1.1 数制及其相互转换

--2.1.2 原码反码和补码

--2.1.3 原码补码转换及变补

--2.1.4 移码的表示规则

--2.1.5 数的定点表示法

--2.1.6 数的浮点表示原理

--2.1.7 浮点数的尾数规格化

--2.1.8 IEEE754格式的浮点数

--【讨论2.1-1】补码和移码的代码对应关系

--【讨论2.1-2】为什么要对浮点数的尾数规格化?

--【讨论2.1-3】关于IEEE754的非规范化短浮点数

-2.2 字符型数据的表示

--2.2.1 英文字符-ASCII码

--2.2.2 中文字符-汉字码

-2.3 数据处理与存储

--2.3.1 移位操作

--2.3.2 数据的舍入与扩展

--2.3.3 存储模式与对齐

--【讨论2.3-1】原码和补码的移位差异

--【讨论2.3-2】关于数据在存储时的对齐模式

-2.4 基本运算方法

--2.4.1(1) 补码加减-运算与控制

--2.4.1(2) 补码加减-溢出判断

--2.4.2 原码加减

--2.4.3 标准移码的加减

--2.4.4.1 原码一位乘

--2.4.4.2 原码一位乘

--2.4.5 补码一位乘(Booth)

--2.4.6 补码不恢复余数除法

--2.4.7 非标准移码的加减

--2.4.8.1 浮点数的加减

--2.4.8.2 浮点数的加减举例

--2.4.9 浮点数的乘除

--【讨论2.4-1】关于IEEE754短浮点数乘除的情况

-2.5 常用的数据校验方法

--2.5.1 奇偶校验

--2.5.2 海明校验

--2.5.3(1) 循环冗余校验CRC-编码

--2.5.3(2) 循环冗余校验CRC-余数特性

--2.5.3(3) 循环冗余校验CRC-纠错

--【讨论2.5-1】为什么奇偶校验只能检测奇数位错？

--【讨论2.5-2】海明校验能检测多位出错的情况吗？

--【讨论2.5-3】CRC校验需要定位出错位吗？

第3章 CPU子系统

-3.1 CPU基本情况概述

--3.1.1 基本结构模型

--3.1.2 运算与缓存部件

--3.1.3 数据寄存部件

--3.1.4 时序处理部件

--3.1.5 执行流程与控制

--3.1.6 外部连接与IO任务

--3.1.7 发展历程总览

--【讨论3.1-1】从CPU的发展历程, 我们能领悟到什么?

-3.2 指令系统

--3.2.1 CISC与RISC指令集

--3.2.2 指令的一般格式

--3.2.3.1 立即寻址、直接寻址

--3.2.3.2 间接寻址方式

--3.2.3.3 基址、变址寻址

--3.2.3.4 PC相对寻址、页面寻址

--3.2.4 指令的基本功能和类型

--【讨论3.2-1】关于指令字长和机器字长

--【讨论3.2-2】 分析零地址指令作用

--【讨论3.2-3】PC相对寻址、页面寻址中偏移地址的左移

-3.3 运算部件与运算器组织

--3.3.1 加法单元

--3.3.2 串行、并行与分组进位逻辑

--3.3.3 运算器的组织模式

--【讨论3.3-1】影响运算速度的主要因素是什么?

-3.4.1 MIPS32架构CPU设计 - MIPS32指令架构

--3.4.1.1 MIPS32指令格式

--3.4.1.2 MIPS32寻址方式

--3.4.1.3 MIPS32指令的编码与功能

--【讨论3.4-1】与X86架构相比，MIPS指令架构有何优点？

--【讨论3.4-2】MIPS32中的PC相对寻址和伪直接寻址涉及的位移量左移2位问题

-3.4.2 MIPS32架构CPU设计 - 基本部件分析

--3.4.2.1 存储部件与运算部件

--3.4.2.2 预处理与选择部件

-3.4.3 MIPS32架构CPU设计 - 单周期处理器设计

--3.4.3.0 目标指令集

--3.4.3.1-1 取指令的数据通路

--3.4.3.1-2 R型运算指令的数据通路

--3.4.3.1-3 I型运算指令的数据通路

--3.4.3.1-4 I型访存指令的数据通路

--3.4.3.1-5 I型分支和J型j指令的数据通路

--3.4.3.1-6 数据通路重新布局

--3.4.3.1-7 数据通路集成整合

--3.4.3.2-1 组合逻辑与微程序控制方式

--3.4.3.2-2 控制信号的整理与编码

--3.4.3.2-3 控制系统的两级控制方案

--3.4.3.2-4(1) ALU控制器-输入输出

--3.4.3.2-4(2) ALU控制器-aluop编码

--3.4.3.2-4(3) ALU控制器-真值表

--3.4.3.2-4(4) ALU控制器-输出逻辑

--3.4.3.2-5 PCSrc控制器

--3.4.3.2-6(1) 主控单元-真值表

--3.4.3.2-6(2) 主控单元-输出逻辑

--【讨论3.4.3-1】关于单周期CPU的硬件部件共享问题

--【讨论3.4.3-2】处理器采用主-从控制模式，有何优点？

--【讨论3.4.3-3】设计控制系统时，真值表有什么重要作用？

--【讨论3.4.3-4】如扩展jal指令，CPU硬件架构应如何变化？

-3.4.4 MIPS32架构CPU设计 - 指令的时间特性分析

--3.4.4 单周期指令的时间特性

--【3.4.4-1】指令执行过程中数据通路的关键路径

-3.5 提升CPU性能的高级技术

--3.5.1.1 流水线-概念与特点

--3.5.1.2 流水线-类型与性能指标

--3.5.1.3 流水线-超标量超流水

--3.5.2 SMT与多核技术

--【讨论3.5-1】关于流水线技术

--【讨论3.5-2】发展多核、多线程技术的原因是什么？

第4章 存储子系统

-4.1 存储系统概述

--4.1.1 三级存储体系概述

--4.1.2 物理与虚拟存储器

--4.1.3 存储器的类型

--4.1.4 存储器的速度指标

--【讨论4.1-1】计算机中为什么要采用三级存储体系?

--【讨论4.1-2】什么是虚拟存储器?

-4.2 半导体存储原理与芯片

--4.2.1 RAM-静态存储原理

--4.2.2 RAM-动态存储原理

--4.2.3 RAM存储器介绍

--4.2.4 ROM存储器介绍

--【讨论4.2-1】静态与动态存储原理有哪些差别?

--【讨论4.2-2】请分析U盘的读写特性

-4.3 半导体存储器的组织逻辑

--4.3.1 存储器设计原则

--4.3.2.1 主存逻辑设计-例1

--4.3.2.2 主存逻辑设计-例2

--4.3.3 主存的外部连接

--4.3.4.1 DRAM刷新-基本规则

--4.3.4.2 DRAM刷新-刷新周期安排

--【讨论4.3-1】如何确定片内地址和片选逻辑?

--【讨论4.3-2】异步刷新有何优点?

-4.4 磁存储原理与磁盘

--4.4.1 存储介质与读写

--4.4.2 磁记录方式

--4.5.1 磁盘-基本结构

--4.5.2 磁盘-数据分布与寻址

--4.5.3 磁盘-技术指标与校验

--4.5.4 磁盘适配器

--【讨论4.4-1】磁盘是如何记录及读取信息的?

--【讨论4.4-2】关于磁头的一些问题讨论

--【讨论4.4-3】如何对磁盘中的1个字节数据进行精准定位?

--【讨论4.4-4】为什么磁盘的格式化和非格式化容量存在差异?

-4.5 光存储原理与光盘

--4.6.1 光存储原理

--4.6.2 光盘存储器

--【讨论4.5-1】光盘光道和磁盘磁道的几何形状有何不同?

-4.6 计算机三级存储管理体系

--4.6.0 三级存储体系总述

--4.6.1.0 设置Cache的原因和目的

--4.6.1.1 直接映射方式

--4.6.1.2 全相联映射方式

--4.6.1.3 组相联映射方式

--4.6.1.4 Cache替换与读写操作

--4.6.2.0 虚拟存储及地址映射

--4.6.2.1 页式虚拟存储技术

--4.6.2.2 段式虚拟存储技术

--4.6.2.3 段页式虚拟存储技术

--【讨论4.6-1】主存-CACHE的三种典型映射方式的特点

--【讨论4.6-2】请综合分析CPU读写硬盘数据的过程

-4.7 其它高性能存储系统介绍

--4.7.1 双端口存储器

--4.7.2 并行存储器

--4.7.3 联想存储器

--【4.7-1】单体多字和多体并行存储系统

第5章 总线与I/O子系统

-5.1 I/O子系统概述

--5.1.1 总线与接口概述

--5.1.2 接口的分类

--5.1.3 输入输出控制模式

-5.2 计算机总线

--5.2.1 总线的特性与分类

--5.2.2 总线的技术标准

--5.2.3 总线设计要素(1)-带宽与传输模式

--5.2.3 总线设计要素(2)-控制方式

--5.2.3 总线设计要素(3)-仲裁方式

--5.2.4 PCI总线介绍

--【5.2-1】PCI-E总线与传统PCI总线的差异

-5.3 程序传送模式(PIO)

--5.3.1 IO控制模式总揽

--5.3.2 PIO方式及其接口模型

-5.4 中断模式

--5.4.1.1 中断的基本概念与应用

--5.4.1.2 中断的软硬件组织与类型

--5.4.2.1 请求信号的提出与传递

--5.4.2.2 优先级的裁决方式

--5.4.2.3 响应条件与入口地址

--5.4.2.4 中断的处理过程

--5.4.3.1 中断接口-结构模型

--5.4.3.2 中断接口-工作过程

--5.4.3.3 中断接口-设计举例

--【5.4-1】中断系统的屏蔽字设置

--【5.4-2】关于Intel 8259A中断控制器

-5.5 DMA模式

--5.5.1 DMA的概念和特点

--5.5.2 DMA控制器的连接方案

--5.5.3 控制器的组成与传送过程

--5.5.4.1 DMA操作举例-磁盘读写

--5.5.4.2 DMA操作举例-磁盘读写

-【讨论5.5-1】主机CPU何时响应DMA请求?

-5.6 IOP与PPU模式

--5.6.1 IOP和PPU的技术背景

--5.6.2 通道对比(1)-选择型与多路型

--5.6.2 通道对比(2)-传输特性

--5.6.3.1 通道的内部结构

--5.6.3.2 通道的工作流程

--【5.6-1】关于通道控制器

-【5-1】各种I/O控制模式的特点

第6章 I/O设备及其接口

-6.1 输入/输出设备概述

--6.1 外围设备综述

-6.2 键盘及其工作原理

--6.2.1 常见的键盘类型

--6.2.2 硬件扫描键盘

--6.2.3 软件扫描键盘

--【6.2-1】软件扫描键盘和硬件扫描键盘

-6.3 显示器件

--6.3.1 显示成像相关概念

--6.3.2 显示方式与显存地址

--6.3.3 字符和图像的显示

--6.3.4 CRT与LCD显示器简介

--【6.3-1】显示器的字符模式和图像模式

--【6.3-2】CRT显示器和LCD显示器

-6.4 打印设备

--6.4 打印设备

期末考试

-课程期末考试

计算机组成原理开设学校：电子科技大学

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