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    硬件设计，决定了计算机系统的功能和性能，开发人员对硬件的理解，也会影响在硬件上工作的软件系统的性能。本课程讲述计算机各组成部件的工作原理和设计思想，分析硬件设计与软件开发之间的相互作用和影响，并介绍计算机系统结构中的关键技术和技术发展趋势。通过学习本课程，学习者能建立起完整的计算机系统概念、理解计算机硬件的工作原理、掌握计算机系统量化分析和设计方法、并提升软/硬协同计算机编程能力。

    课程共分9章，第1-6章讲述单处理机系统的硬件组织和结构，包括计算机的数据表示和运算、存储系统、汇编语言、CPU的工作原理以及流水线处理器的组织与结构、输入输出系统；第7-9章介绍当前计算机系统结构的一些主流技术，包括超标量、多核CPU、仓库级计算机、通用图形处理单元、面向人工智能领域的定制芯片等等。

课程主要的特色：

1.内容

课程内容涵盖了硕士研究生入学考试全国统考大纲中大部分内容，课件简洁，讲解深入，习题丰富，全方位为自学和考研学习提供辅导；

课程不仅介绍硬件的工作原理，还着重分析硬件设计与软件性能之间的相互影响，无论是硬件设计人员还是软件工程师，都会从本课程的内容中获益。

课程选取了国外著名教材，如：《深入理解计算机系统（CSAPP）》、《计算机组成与设计-软硬件接口》中的部分精彩内容进行讲解，拓展学习者的国际视野，培养学习者的学习的热情。

课程跟踪应用需求和技术发展趋势，帮助学习者了解计算机系统结构发展新动态（通用图形处理单元、面向人工智能领域的芯片架构等），帮助学习者正确把握计算机的发展趋势、激发学习者的创新意识。

2. 组织手段与教学方法

首先对计算机硬件系统的组成、工作过程以及性能评价指标进行总体概述，使学习者首先建立起完整的计算机系统观；

以“程序性能”为主线，分别讲授数据的表示和运算、存储系统、指令系统、中央控制器和输入输出控制等子系统，培养学习者对计算机系统量化分析和设计的能力；

以并行处理、人工智能等应用需求为驱动，介绍超标量处理器、通用图形处理单元等进阶知识，培养学习者的计算机系统的发展观。

选修过《C语言程序设计》或《C++程序设计》、《Java程序设计》。

教材

David A. Patterson, John L.Hennessy. Computer  Organization & Design: A Hardware/Software Interface,  4th edition. 计算机组成与设计：硬件/软件接口（第4版），机械工业出版社。

Randal E.Bryant，David R.O'Hallaron. Computer Systems:A Programmer‘s Perspective(CSAPP）； 深入理解计算机系统(原书第3版) , 机械工业出版社。

参考书：

唐朔飞. 计算机组成原理（第2版）.高等教育出版社。

袁春风. 计算机组成与系统结构(第2版). 清华大学出版社。