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课程
计算机组成原理与系统结构
计算机软件工程技术人员//
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介绍
目录

课程概述

本课程是由西安交通大学的李晨老师讲授的《计算机组成原理与系统结构》,共计18学时。 本课程主要采用自顶而下的方法详细讲述了计算机的内部结构和工作原理,从整机角度引入各模块之间的关系,并通过讨论计算机发展中遇到的具体问题引入当前最新技术理论提出的背景,并借此给出当今计算机系统所采用的解决方案中涉及到的先进技术。 适用于计算机、通信、电信、网络、电子科学技术等相关专业工程技术人员和技术管理人员。

课程目标

课程主要采用自顶而下的方法详细讲述了计算机的内部结构和工作原理,从整机角度引入各模块(如总线、存储器、I/O、CPU)的关系,并通过讨论计算机发展中遇到的具体问题引入当前最新技术理论提出的背景,并借此给出当今计算机系统所采用的解决方案中涉及到的先进技术,如指令窗口、大寄存器组等方案,着重强调硬件设计因素与应用软件在运行过程中的关系及影响。使学习者能从系统角度来理解计算机的整体实现,掌握现代计算机组成和结构的相关原理及技术,了解计算机软硬件之间的联系,培养学习者对硬件系统的分析及应用能力。

考核评价

本课程将通过线上考核的形式检测学习者的知识掌握情况,考试共20题,题目类型包括单选题、多选题和判断题。主要考察内容为:cache存储器、内部存储器和外部存储器的特点,CPU结构和功能等。

讲师介绍

详细介绍

适用对象:

计算机、通信、电信、网络、电子科学技术等相关专业工程技术人员和技术管理人员

主要内容:

1.讲述了计算机的内部结构和工作原理

2.讲述各模块(如总线、存储器、I/O、CPU)之前的关系

3.讲述当今计算机系统所采用的解决方案中涉及到的先进技术

4.讲述硬件设计因素与应用软件在运行过程中的关系及影响

课程属性:专业岗位技能课程

第一章 导论
1.1 计算机组成与体系结构的概念

(427s)

1.2计算机的结构和功能

(437s)

第二章 计算机性能设计
2.1 计算机性能设计

(742s)

第三章 总线系统
3.1 总线和多总线结构

(877s)

3.2 总线的仲裁

(670s)

3.3 总线的通信控制

(843s)

第四章 Cache存储器
4.1 存储器的分层结构

(997s)

4.2 Cache/主存结构及其访问过程

(867s)

4.3 Cache地址和容量

(362s)

4.4 Cache映射机制:直接映射

(869s)

4.5 Cache映射机制:全关联映射

(657s)

4.6 Cache映射机制:组关联映射

(897s)

4.7 Cache替换算法

(921s)

4.8 单机情况下Cache的写策略

(456s)

4.9 Cache行大小和Cache数目

(619s)

第五章 内部存储器
5.1 半导体存储器分类

(806s)

5.2 存储器容量扩展及连接

(1200s)

第六章 外部存储器
6.1 磁盘原理及数据组织

(848s)

6.2 磁盘的性能

(437s)

6.3 RAID的分类及应用

(975s)

6.4 光盘的原理

(669s)

第七章 输入/输出(I/O)
7.1 I/O模块的功能

(992s)

7.2 编程式I/O

(740s)

7.3 中断驱动式I/O

(920s)

7.4 直接存储访问DMA

(1245s)

7.5 I/O通道和I/O处理机

(828s)

第八章 计算机算术
8.1 算术逻辑单元和整数的表示

(605s)

8.2 整数算术

(1854s)

8.3 浮点数的表示

(629s)

8.4 浮点数算术

(737s)

第九章 指令集:特征和功能
9.1 机器指令要素、表示及类型

(534s)

9.2 机器指令中地址数目及操作数的类型

(874s)

9.3 机器指令的操作类型——数据传送与运算

(326s)

9.4 机器指令的操作类型——其他类型

(637s)

第十章 指令集:寻址方式和指令格式
10.1 基本寻址方式

(845s)

10.2 偏移寻址和栈寻址方式

(542s)

10.3 指令格式

(419s)

第十一章 CPU结构和功能
11.1 CPU组成

(433s)

11.2 CPU中寄存器的组成

(1132s)

11.3 指令周期

(825s)

11.4 流水线策略及性能

(1394s)

11.5 影响流水线性能的相关性

(621s)

11.6 流水线中转移的处理

(907s)

第十二章 精简指令集计算机RISC
12.1 指令执行特征及RISC的出现

(765s)

12.2 RISC中大寄存器组方案

(951s)

12.3 RISC中基于编辑器的寄存器优化

(639s)

12.4 RISC流水线技术

(1025s)

第十三章 处理器中的超标量技术
13.1 超标量概述

(545s)

13.2 超标量性能限制

(648s)

13.3 超标量中指令发出的策略

(1166s)

13.4 超标量中寄存器重命名技术

(565s)

第十四章 控制器操作
14.1 取指和间址周期的微操作

(718s)

14.2 中断和执行周期的微操作

(601s)

14.3 处理器控制

(983s)

14.4 CU的硬连线式实现

(441s)

第十五章 微程序控制
15.1 微程序式控制的基本概念

(964s)

15.2 微程序式控制器的组成

(414s)

15.3 微指令排序及执行

(744s)

第十六章 并行组织
16.1 对称多处理机系统SMP

(980s)

16.2 Cache一致性问题及解决方案

(885s)

16.3 MESI协议

(1000s)

16.4 集群系统

(648s)

16.5 非均匀存储访问系统NUMA

(484s)

监督管理单位:江苏省人力资源和社会保障厅     运营服务单位:杭州沃土教育科技股份有限公司     技术支持单位:浙江浙大网新软件产业集团有限公司