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第一章计算机系统概论
本章为计算机组成原理的系统概述部分,主要学习计算机系统的组成,掌握计算机的系统层次结构,包括计算机硬件的基本组成(五大部件的构成)、计算机软件的分类,以及计算机的基本工作过程。特别是掌握冯诺依曼型计算机的工作原理,通过对一个简化的计算机系统的运行分析,掌握计算机自动运行的核心思想。
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●1.1计算机系统简介
了解计算机的系统的两大部分组成;掌握计算机的层次化系统结构。
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●1.2计算机的基本组成
掌握冯诺依曼型计算机的的特点,了解现代计算机的组成结构。
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●1.3计算机的工作过程
掌握冯诺依曼型计算机的自动工作原理
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第二章系统总线
本章主要介绍总线的概念及总系的组成。
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●2.1系统总线
主要介绍什么是系统总线
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●2.2总线控制
主要讲述总线的判优控制方式和通信方式。
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第三章存储器
本章重点介绍存储器的分类、工作原理、组成方式,主存与CPU的连接以及CACHE的工作原理,重点掌握主存与CPU的连接以及CACHE与主存地址的映射。
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●3.1概述
本节主要介绍存储器的分类、种类及存储器的层次结构。
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●3.2主存储器
本节介绍ROM,RAM的结构、工作原理以及与CPU的连接,重点掌握存储器与CPU的连接。
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●3.3高速缓冲存储器
本届重点介绍CACHE的结构、工作原理、CACHE与主存的三种映射方式以及CACHE的替换策略。
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第四章输入输出系统
本章主要学习输入输出系统的概念、组成,以及工作方式。
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●4.1概述
主要介绍输入输出的发展概况及组成
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●4.2I/O设备与I/O接口
主要介绍I/O由哪些设备组成及接口的功能。
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●4.3程序中断方式
主要学习中断传输方式的工作原理,及优先级问题
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●4.4DMA方式
学习DMA额概念及工作原理
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第五章计算机的运算方法
本章主要学习计算机中数的表示方式和计算方法及过程,以及响应的硬件实现方法
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●5.1无符号数和有符号数
本节主要讲述有符号数和无符号数的表示方式和范围
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●5.2数的定点表示和浮点表示
本节主要学习定点和浮点数的表示方式
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●5.3定点运算
本节主要学习二进制的加减乘除运算
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●5.4浮点四则运算
本节主要介绍浮点的加减运算、规格化及浮点运算溢出的判断。
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●5.5算数逻辑单元
本节主要介绍快速进位链的原理及ALU单元的结构及工作原理。
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第六章指令系统
本章介绍了机器指令系统的分类、常见的寻址方式、指令格式以及设计指令系统时应考虑的各种因素。根据指令系统的要求,分析了指令字中各字段的位数及其含义,阐述了扩展操作码技术的运用;分析了指令寻址方式和数据寻址方式;分析了RISC的主要特点及其与CISC的区别。
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●6.1机器指令
本节阐述了设计指令格式的方法,根据指令系统的要求,分析机器指令的一般格式以及指令字中各字段的作用,分析了扩展操作码技术的运用。
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●6.2操作数类型和操作类型
本节分析了指令的数据类型和操作类型,分析了在按字节和字寻址的存储器中,数据的存放方式,分析了数据“边界对准”方式和“边界不对准”方式对访存操作的影响。
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●6.3寻址方式
本节分析了指令寻址和数据寻址方式,并分析了不同的寻址方式对操作数的寻址范围、访存次数和所需的硬件支持。
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●6.4指令格式举例
本节分析了设计指令格式应考虑的各种因素,针对典型指令格式,阐述了设计指令格式时必须要从诸多方面综合考虑,并进行了指令格式设计举例。
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●6.5RISC技术
本节分析了 RISC 的主要特点及其与 CISC 的区别。
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第七章CPU的结构和功能
本章从分析CPU的功能和内部结构入手,详细讨论机器完成一条指令的过程以及流水技术;进一步概括了中断技术在提高整机系统效能方面的作用。
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●7.1CPU的结构
本节从CPU的功能出发,介绍了CPU的组成及结构。
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●7.2指令周期
本节介绍指令周期的基本概念及指令周期的数据流。
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●7.3指令流水
本节介绍流水的基本概念、流水的性能指标及流水结构。
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●7.4中断系统
本节结合前面讲过的I/O中断,系统的讲述了中断系统的功能、组成、实现以及中断屏蔽技术。
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第八章控制单元的功能
本章结合指令周期的4个阶段,着重分析控制单元为完成不同指令所发出的各种操作命令。
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●8.1操作命令的分析
本节按指令周期的4个阶段,分析各个阶段的微操作及其对应的微操作命令
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●8.2控制单元的功能
本节重点介绍控制单元的外特性、多级时序系统和控制方式。
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第九章控制单元的设计
本章主要讲解从逻辑上如何设计一个控制单元,本章以设计10条机器指令的控制单位为目标,要求掌握组合逻辑设计和微程序设计两种设计方法,使学生能初步掌握设计控制单元的思路,并比较两者设计思路在设计思想、设计步骤、设计方法上的不用,以及两者的应用场合,为今后设计计算机打下理论基础。
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●9.1组合逻辑设计
掌握每条指令,在不用的工作周期的微操作的节拍安排,然后在组成逻辑设计思想指导下,完成对控制单元的设计,要求掌握组合逻辑思想的设计步骤,设计方法,设计的优缺点。
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●9.2微程序设计
掌握微程序设计思想如何设计控制单元,并体会与组合逻辑思想的设计区别;掌握微程序控制器的逻辑结构,掌握微指令的结构;并以包含10条指令的控制单元的微程序设计,讲解微程序设计的思路和步骤,并编写出具体的码点表。