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教學(xué)大綱

安徽大學(xué) 計(jì)算機(jī) 學(xué)院

二OO六年 4 月

《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干課程，本課程以馮．諾依曼計(jì)算機(jī)模型作為教學(xué)起點(diǎn)，介紹計(jì)算機(jī)的組織結(jié)構(gòu)和工作原理，剖析計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器和輸入輸出設(shè)備的組成、工作原理與相互關(guān)系。

設(shè)置本課程的目的是使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能部件、功能特征、性能以及交互方式全面掌握，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)常用的邏輯器件、部件的原理、參數(shù)及使用方法，學(xué)懂簡(jiǎn)單、完備的單臺(tái)計(jì)算機(jī)的基本組成原理，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中的入門(mén)性知識(shí)，掌握維護(hù)、使用計(jì)算機(jī)的基本技能。(第3版)王愛(ài)英主編清華大學(xué)出版社

教學(xué)手段：多媒體教學(xué)

教學(xué)方法：整個(gè)教學(xué)過(guò)程由授課、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)和自學(xué)四個(gè)環(huán)節(jié)組成。122.4計(jì)算機(jī)中常用的組合邏輯電路講課222.4計(jì)算機(jī)中常用的組合邏輯電路

2.5時(shí)序邏輯電路講課222.5時(shí)序邏輯電路講課322.6陣列邏輯電路講課323.1數(shù)據(jù)的表示方法和轉(zhuǎn)換

3.2帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方法及加減法運(yùn)算講課423.2帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方法及加減法運(yùn)算

3.3二進(jìn)制乘法運(yùn)算講課423.3二進(jìn)制乘法運(yùn)算講課＋課堂討論523.4二進(jìn)制除法運(yùn)算講課＋課堂討論523.4二進(jìn)制除法運(yùn)算講課＋課堂討論623.5浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法

3.6運(yùn)算部件講課623.7數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼72課后習(xí)題習(xí)題課724.1主存儲(chǔ)器處于全機(jī)中心地位

4.2主存儲(chǔ)器分類(lèi)

4.3主存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)

4.4主存儲(chǔ)器的基本操作

4.5讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器講課824.5讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器講課824.6非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

4.8半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的組成與控制講課924.8半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的組成與控制

4.9多體交叉存儲(chǔ)器講課925.1指令系統(tǒng)的發(fā)展

5.2指令格式講課1025.3數(shù)據(jù)表示

5.4尋址方式講課1025.5指令類(lèi)型

課后習(xí)題講課＋習(xí)題課112期中考查期中測(cè)驗(yàn)112試卷分析課堂討論1226.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)

6.2控制器的組成講課1226.2控制器的組成

6.3微程序控制計(jì)算機(jī)的基本工作原理講課1326.3微程序控制計(jì)算機(jī)的基本工作原理講課1326.4微程序設(shè)計(jì)技術(shù)講課1426.4微程序設(shè)計(jì)技術(shù)講課1426.5硬布線控制的計(jì)算機(jī)講課1526.6控制器的控制方式

6.7流水線工作原理講課1527.1存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

7.2高速緩沖存儲(chǔ)器講課1627.2高速緩沖存儲(chǔ)器講課1627.2高速緩沖存儲(chǔ)器講課1727.3虛擬存儲(chǔ)器講課1727.4相聯(lián)存儲(chǔ)器

7.5存儲(chǔ)保護(hù) 講課182課后習(xí)題習(xí)題課182總復(fù)習(xí)課堂討論

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

一、學(xué)習(xí)目的

了解計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言和與硬件的層次關(guān)系；掌握馮．諾依曼計(jì)算機(jī)模型的思想、馮氏計(jì)算機(jī)的硬件組成和基本功能；了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，從軟件、硬件兩方面描述；了解電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史；了解計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。

第一章計(jì)劃1學(xué)時(shí)。

二、課程內(nèi)容

1.1計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言

自然語(yǔ)言 ：人類(lèi)相互交流信息所用的語(yǔ)言。

高級(jí)語(yǔ)言 ：一種和自然語(yǔ)言接近并能為計(jì)算機(jī)接受的語(yǔ)言。

機(jī)器語(yǔ)言 ：機(jī)器能直接執(zhí)行的語(yǔ)言(二進(jìn)制，可直接進(jìn)入內(nèi)存，由CPU執(zhí)行。)

匯編語(yǔ)言 ：符號(hào)式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。(操作碼＋地址碼)

1.2計(jì)算機(jī)的硬件組成計(jì)算機(jī)的基本部件有中央處理器CPU(運(yùn)算器和控制器)、存儲(chǔ)器和輸入、輸出設(shè)

備。

在計(jì)算機(jī)中，各部件間來(lái)往的信號(hào)可分成三種類(lèi)型，即地址、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。通常這些信號(hào)是通過(guò)總線傳送的，如圖所示。

1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)(從語(yǔ)言功能層次劃分)

虛擬機(jī)：通過(guò)配置軟件擴(kuò)展功能后形成的與實(shí)際機(jī)無(wú)關(guān)的機(jī)器。它將提供給用戶的功能抽象出來(lái)，脫離了物理機(jī)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)

1.4電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史

1.馮.諾依曼機(jī)的基本特點(diǎn):

1)計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成。

2)采用存儲(chǔ)程序的方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一存儲(chǔ)器中，由指令組成的程序可以修改。

3)數(shù)據(jù)以二進(jìn)制碼表示

4)指令由操作碼和地址碼組成。

5)指令在存儲(chǔ)器中按執(zhí)行順序存放，由指令計(jì)數(shù)器指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序替增。

6)機(jī)器以運(yùn)算器為中心，

總結(jié)

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