《计算机组成与系统结构》是计算机专业核心必修课程,对于计算机专业系统能力的培养具有重要意义。本课程将讲解一个计算机由哪些部分组成(总线、存储器、输入输出系统、运算器、CPU控制器、CPU数据通路等),以及每个组成部分的工作原理。
1. 单元测试 60% (包含10个章节的单元测试)
2. 综合考试 15% (mooc综合考试部分)
3. 专题讨论 25% (发布的5个专题讨论)
第一章:概述
1. 课程对于计算机系统能力培养的意义
2. 课程的内容、章节与知识点
计算机导论基础
第二章:计算机系统基础
2.1.4. 数据在存储器中的存储形式
2.2.2 计算机指令集设计简介
2.3.1 程序编译与可执行文件分析
2.5.1. 机器码的生成方法
2.5.2. 机器码阅读方法
2.4.2. 汇编语言:变量赋值
2.4.5. 汇编语言:条件分支
2.1.3. 数据表示形式2:浮点数表示
2.5.3. 修改机器码修正程序bugs
2.1.2. 数据表示形式1:整数表示
2.1.1. 进制转换
2.2.1. 军事指令集设计举例
2.3.2 RISC-V IDE工具的使用方法
2.4.1. 汇编基础及汇编指令
2.4.3. 汇编语言:循环语句
2.4.4. 汇编语言:函数调用
2.2.3 计算机编程语言
作业2:指令设计与机器码编程
作业1:数据表示作业
作业3:可执行文件分析
作业4:汇编与反汇编
作业5:机器码的生成与修改
计算机工作原理基础.单元测试
第三章:系统总线
3.1 系统总线
【专题讨论】精致一元思维的训练
系统总线. 单元测试
第四章:存储器
4.1 存储芯片译码驱动方式
4.2 静态RAM基本单元电路工作原理
4.3 静态RAM电路系统综合分析
4.4 动态RAM基本单元电路工作原理
4.5 深入理解存储器原理
4.6 存储器的位扩展与字扩展
4.7 存储器与CPU的连接方法
4.8 Cache性能指标
4.9 Cache与主存地址直接映射方法
4.10 Cache与主存地址全相联映射方法
4.11 Cache与主存地址组相联映射方法
4.12 Cache与主存地址映射方法总结
【章节导学】第4章教学内容及思维导图
作业2:存储器与CPU的连接
作业1:存储器基础
作业4:Cache-主存地址映射方法
作业3:存储器存储结构原理
存储器单元测试
第五章:输入输出系统
【章节导学】第5章教学内容及思维导图
5-1. 程序查询与中断方式
5-2. 中断程序运行过程
5-3. 中断排队器电路
5-4. 中断向量地址设备编码电路
5-5. 中断过程综合分析
5-6. 中断向量表的功能
作业1:中断过程分析
作业2:中断电路综合分析
输入输出系统单元测试
第六章:计算机运算方法
6.1 原码、补码与反码
6.2 原码、补码、反码间关系
6.3 定点数与浮点数
6.4 定点加法运算
6.5 定点减法运算
6.6 定点加减溢出判断
6.7 定点一位乘法运算
6.8 定点二位乘法运算
6.9 定点除法运算-恢复余数法
6.10 定点除法运算-加减交替法
6.11 浮点数加减运算
6.12 MIPS构架ALU工作原理实例讲解
【章节导学】第6章教学内容及思维导图
浮点数表示与加减法运算
作业2:定点数乘除法
运算器章节复习测试
第七章:指令系统与CPU流水
7.1 数据寻址方式
7.2 转移指令专题
7.3 堆栈寻址过程
7.4 指令格式设计
【章节导学】第7章教学内容及思维导图
7.5 流水线性能
测试1:指令系统测试
测试2:CPU结构与功能单元测试
作业2:流水线性能指标
作业1:数据寻址方式及指令系统设计
第八章:MIPS CPU工作原理
8.1 MIPS指令集
8.2. CPU图纸的阅读方法
8.3. CPU与ROM和RAM的连接
8.4. CPU中常用组件的功能
8.5. 机器码的编译、存储与取指
8.6. add指令在CPU中的解析运行
8.7. beq指令在CPU中的解析运行
8.8. J指令在CPU中的解析运行
8.9. SW指令在CPU中的解析运行
8.10. ALU的电路原理
8.11. CPU设计思考
CPU运行过程分析
第九章:基于Logisim的计算机系统设计
9.5:数据表示(2):偶校验编解码电路设计
9.1 入门设计(1):LED计数电路设计与封装
9.2. 入门设计(2):数码管驱动电路设计
9.3. 入门设计(3):5输入编码器电路设计
9.4. 数据表示(1):汉字编码电路设计
9.6. 运算器(1):8位可控加减法电路设计
9.7. 运算器(2):5位阵列乘法器电路设计
9.8. 存储器(1):字库电路设计
9.9. 存储器(2):寄存器堆Regfile电路设计