一、課程的性質(zhì)和任務(wù)
《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。是為進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備的重要必修課程,是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域高級工程技術(shù)人才的一門主干課程。本課程的主要任務(wù)是向?qū)W生傳授計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)概念、基本組成原理和基本設(shè)計(jì)分析方法,使學(xué)生掌握一般計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要部件工作原理及其相互聯(lián)系,以數(shù)據(jù)流和控制流這兩股信息流在計(jì)算機(jī)各部件間的流動為線索,掌握計(jì)算機(jī)內(nèi)部是怎樣進(jìn)行信息處理,完成給定任務(wù)的。從而為進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
二、考核內(nèi)容的基本要求
1、對計(jì)算機(jī)硬件軟件組成與層次結(jié)構(gòu)有較清晰的認(rèn)識。正確認(rèn)識馮.諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),了解計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)的含義。
2、能按要求為數(shù)據(jù)配置奇偶校驗(yàn)碼、海明校驗(yàn)碼、CRC校驗(yàn)碼。弄懂計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示。能熟練的在真值及其原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼表示之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
3、掌握補(bǔ)碼運(yùn)算基本公式,掌握原碼、補(bǔ)碼四則運(yùn)算,能用芯片組成需要的二進(jìn)制、十進(jìn)制運(yùn)算器。
4、了解半導(dǎo)體存儲器類型、特點(diǎn)、用途,用芯片連成存儲器,并與CPU連接。明確Cache、虛存、存儲體系概念。
5、能正確評述計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)與CPU組織。
6、了解整機(jī)工作流程,有清晰的整機(jī)概念。從軟件和硬件的密切結(jié)合上認(rèn)識主機(jī)與外圍設(shè)備之間數(shù)據(jù)交換方式類型、特點(diǎn)和相應(yīng)接口基本組成。
7、熟練掌握8086/8088指令系統(tǒng),能進(jìn)行簡單的匯編語言程序設(shè)計(jì)。
三、考核的主要內(nèi)容
1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論
計(jì)算機(jī)的發(fā)展、特點(diǎn)、性能指標(biāo)。計(jì)算機(jī)的基本組成。存儲程序概念與馮.諾依曼計(jì)算機(jī)。總線、典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)層次結(jié)構(gòu)模型。計(jì)算機(jī)主要性能指標(biāo)的含義。
2、數(shù)據(jù)的表示
進(jìn)位數(shù)制。數(shù)的機(jī)器碼表示——原碼、補(bǔ)碼、反碼、移碼。數(shù)據(jù)格式——定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)。編碼——BCD碼、ASCII碼、漢字編碼??煽啃跃幋a——奇偶校驗(yàn)碼、海明校驗(yàn)碼、CRC校驗(yàn)碼。
3、運(yùn)算方法與運(yùn)算器
算術(shù)定點(diǎn)運(yùn)算方法及運(yùn)算部件——原碼加減、補(bǔ)碼加減、原碼乘法、補(bǔ)碼乘法、原碼除法、補(bǔ)碼除法等運(yùn)算的基本運(yùn)算公式、溢出判斷,二進(jìn)制加法/減法器、十進(jìn)制加法器、陣列乘法器、陣列除法器。
定點(diǎn)運(yùn)算器的組成與結(jié)構(gòu)——基本結(jié)構(gòu)、多功能ALU、內(nèi)部總線。
4、存儲系統(tǒng)
存儲器系統(tǒng)概述——分類、地址、存儲單元、存儲空間、存儲器性能指標(biāo)、存儲系統(tǒng)組織。
半導(dǎo)體存儲器——SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM等。主存儲器系統(tǒng)與CPU連接。
三級存儲體系與存取方式。
高速緩沖存儲器Cache——概念、地址映射方法、替換算法、讀/寫過程。
虛擬存儲器——概念、頁式虛存、段式虛存、段頁式虛存。
5、指令系統(tǒng)
指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能指標(biāo)、指令格式、尋址方式、堆棧尋址方式、指令分類與功能、RISC的概念與技術(shù)。
8086/8088的尋址方式與指令系統(tǒng)。
8086/8088匯編語言及程序設(shè)計(jì)基本技術(shù)。
6、中央處理器
中央處理器——CPU功能與組成、指令周期及其表示方法。
指令流程與微操作時間表。
微程序控制器——微指令、微操作、微地址、微程序及微程序設(shè)計(jì)技術(shù)。
流水線處理器——流水線原理、分類、結(jié)構(gòu)。
7、接口與總線
接口的功能與分類。傳送方式、串行總線接口、并行總線接口。
總線的功能與分類。總線控制方式、總線通信方式。
8、輸入/輸出系統(tǒng)
輸入/輸出系統(tǒng)——概念、定時方式與信息交換方式。
程序查詢方式與接口。
程序中斷方式——中斷概念、中斷接口、單級與多級中斷。
DMA方式——DMA概念、傳送方式、基本DMA控制器、選擇型DMA控制器、多路型DMA控制器。
通道方式——分類、功能、結(jié)構(gòu)。
四、參考教材
1、《計(jì)算機(jī)組成原理與匯編語言程序設(shè)計(jì)》徐潔、俸遠(yuǎn)禎等,電子工業(yè)出版社,2005年1月第2版。
中國礦業(yè)大學(xué)
2010年12月
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