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计算机组成
第2次开课
开课时间: 2020年02月17日 ~ 2020年05月17日
学时安排: 2-4小时每周
当前开课已结束 已有 25022 人参加
立即自学
往期不提供结课证书,想参加下学期课程, 点击这里预约>>
课程详情
课程评价(454)
spContent=本课程重点讲述计算机的内部结构和工作原理,强调软件和硬件的衔接,注重基本概念和真实系统的对应。
本课程重点讲述计算机的内部结构和工作原理,强调软件和硬件的衔接,注重基本概念和真实系统的对应。
—— 课程团队
课程概述

本课程的重点在于计算机内部的主要部件以及各部件之间的联系,主要内容包括:冯·诺依曼计算机结构的要点,计算机执行指令的工作过程,当前流行的指令系统的分析对比,高级语言、汇编语言和机器语言之间的关系,计算机采用的主要算术和逻辑运算方法及其实现,微处理器、存储系统和输入输出系统的基本原理和关键技术等。本课程强调计算机软件和硬件的衔接互动,注重基于真实系统分析基本概念,是计算机及相关专业本科生了解和掌握计算机系统整体框架的基础性课程。

课程大纲
计算机基本结构(Basic Components of a Computer)
101-电子计算机的兴起
102-冯诺依曼结构的要点
103-冯诺依曼结构的小故事
104-计算机结构的简化模型
105-计算机执行指令的过程
106-计算机输入和输出
107-冯诺依曼结构和具体实现
课后测验
指令系统体系结构(Instruction Set Architecture)
201-设计自己的计算机
202-x86体系结构
203-x86指令简介
204-复杂的x86指令举例
205-MIPS体系结构
206-MIPS指令简介
课后测验
第一次互评作业:MIPS汇编程序设计
算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit)
301-算术运算和逻辑运算
302-门电路的基本原理
303-寄存器的基本原理
304-逻辑运算的实现
305-加法和减法的实现
306-加法器的优化
课后测验
乘法器和除法器(Multiplier and Divider)
401-乘法的运算过程
402-乘法器的实现
403-乘法器的优化1
404-乘法器的优化2
405-除法的运算过程
406-除法器的实现
407-除法器的优化
课后测验
单周期处理器(Single Cycle Processor)
501-设计处理器的准备
502-数据通路的建立
503-运算指令的控制信号
504-访存指令的控制信号
505-分支指令的控制信号
506-控制信号的集成
课后测验
流水线处理器(Pipelined Processor)
601-流水线的基本原理
602-流水线的优化
603-超标量流水线
604-流水线的冒险
605-数据冒险的处理
606-控制冒险的处理
课后测验
存储层次结构(Memory Hierarchy)
701-存储层次结构概况
702-DRAM和SRAM
703-主存的工作原理
704-主存技术的发展
705-高速缓存的工作
706-高速缓存的设计要点
707-存储容量的计算
课后测验
第二次互评作业:cache性能评测与分析
中断与异常(Interruption and Exception)
801-中断和异常的来源
802-中断向量表的结构
803-中断向量表的发展
804-中断的处理过程
805-内部中断分类说明
806-基于中断的功能调用
课后测验
输入输出接口(Input/Output System)
901-输入输出接口的基本功能
902-输入输出接口的编址方式
903-输入输出的控制方式
904-中断控制方式
905-外部中断的处理过程
906-直接存储器访问方式
课后测验
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证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料


主要教材:
《计算机组成与设计》(英文版·4版)
Computer Organization and Design, Fourth Edition
作者:David A. Patterson  John L. Hennessy

推荐阅读:
Intel微处理器》(第8版)
The Intel Microprocessors, Eighth Edition
作者:Barry B. Brey

常见问题

问:这门课需要编程吗?
答:不需要高级语言的编程,但需要阅读一些高级语言程序代码,并编写少量简单的汇编语言程序。

问:这门课需要有硬件电路的基础吗?
答:不需要。涉及到的这方面内容,课程中会讲解。当然,如果有这方面的基础,则会学习的轻松一些。

北京大学
1 位授课老师
陆俊林

陆俊林

副教授

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