常見問題1、該課程重要嗎？2、該課程難嗎？3、怎么學？4、考試好過嗎？2021/7/231

課程類別：專業(yè)基礎課課程性質：必修考研占45分軟件水平考試必考其他課程的基礎2021/7/232

一、教材

二、時間安排

三、教學內容

四、計算機硬件系統(tǒng)

五、教學內容組織

六、教學環(huán)節(jié)與成績評定

七、課程導引2021/7/233一、教材教材：計算機組成與結構第四版王愛英主編（清華大學出版社）習題集：教材后參考書：計算機組成原理白中英編

2021/7/234二、時間安排本課程共88學時，其中講授72，實驗12學時2021/7/235三、教學內容

計算機組成原理課程大綱規(guī)定：講解單臺計算機的完整硬件系統(tǒng)的基本組成原理與內部運行機制和系統(tǒng)結構的基本概念和基本理論。單臺：非多機系統(tǒng)，非多處理機結構

基本：不一定是最高性能、最合理的組合，而是最基礎的、必要的組成部分

完整：計算機的全部的、基本的硬件功能部件2021/7/236四、計算機硬件系統(tǒng)包括：運算器

控制器

Cache

存儲系統(tǒng)主存儲器輔助存儲器輸入設備輸出設備它們通過總線和接口被連接在一起，構成一臺完整的計算機。

2021/7/237計算機硬件系統(tǒng)2021/7/238計算機硬件系統(tǒng)

運算器是計算機中對數據進行處理的部件，其主要功能包括：

1、執(zhí)行數值型數據的算術加、減、乘、除運算，執(zhí)行邏輯數據的與、或、非運算，由ALU完成

2、暫時存放參加運算的數據和中間結果，由多個通用寄存器來承擔運算器2021/7/239計算機硬件系統(tǒng)

控制器是計算機中控制執(zhí)行指令的部件1、正確執(zhí)行每條指令：①取指令②分析指令③執(zhí)行指令2、控制程序和數據的輸入與結果輸出3、對異常情況和某些請求的處理

控制器向計算機各部件提供每一時刻協(xié)同運行所需要的控制信號運算器控制器2021/7/2310計算機硬件系統(tǒng)存儲器系統(tǒng)

由cache、主存、輔存組成的三層存儲器系統(tǒng)，用來存放數據和程序等信息，是計算機系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，每一層所用的存儲介質各不相同。分三章來講解。控制器運算器cache輔存主存2021/7/2311計算機硬件系統(tǒng)

輸入設備是向計算機輸入程序和數據的設備，通過接口和總線與主機相聯(lián)，用于人機交互。例如：鼠標、鍵盤等等。控制器運算器cache主存輔存輸入設備2021/7/2312計算機硬件系統(tǒng)

輸出設備是計算機用來送出計算機內部信息的設備。例如：顯示器、打印機等等。

控制器運算器cache主存輔存輸出設備輸入設備2021/7/2313計算機硬件系統(tǒng)

這些部件和設備通過接口和總線連接在一起，構成一臺完整計算機硬件系統(tǒng)，系統(tǒng)工作。控制器運算器cache主存輔存輸入設備輸出設備2021/7/2314計算機硬件系統(tǒng)2021/7/2315馮·諾依曼計算機

存儲程序

將事先編好的程序（包括數據）存入到同一個存儲器，然后再啟動計算機工作，計算機自動、連續(xù)地從存儲器中取出指令并運行，這個過程不需要人工干預。

2021/7/2316

1.計算機由五大部件組成3.指令和數據用二進制表示4.指令由操作碼和地址碼組成6.以運算器為中心2.指令和數據以同等地位存于存儲器，

可按地址尋訪5.存儲程序馮·諾依曼計算機的特點5.存儲程序2021/7/2317計算機系統(tǒng)的多級層次結構2021/7/2318電子計算機的發(fā)展簡史

1.大型機2.巨型機3.小型機4.微型機5.工程工作站6.聯(lián)機系統(tǒng)和計算機網絡2021/7/2319計算機的應用

1.科學計算2.數據處理3.計算機控制4.計算機輔助設計/計算機輔助制造(CAD/CAM)5.人工智能6.嵌入式應用2021/7/2320五、教學內容組織

教學內容以硬件為主，按計算機組成，分成五個單元來講：第一單元：教材的第三章，以運算器的功能、組成與設計為主進行講解，其中數字化編碼、數據表示和數值型數據的運算方法為本單元的基礎知識，運算器部件為目標。第二單元：教材的第五章、第六章，以控制器的功能、組成與設計為主進行講解，其中指令格式、指令系統(tǒng)、尋址方式等為本單元的基礎知識。控制器是目標。2021/7/2321教學內容組織第三單元：由教材第四章、第七章和第八章組成，以多層存儲器的組成與運行原理，設計與實現(xiàn)方法為主進行講解，三種存儲器（cache、主存、輔存）所用的存儲介質及運行原理為基礎知識，他們組成的存儲系統(tǒng)為目標。第四單元：由教材的第九章、第十章組成，介紹幾種常用的輸入輸出設備的功能與組成，目標是I/O系統(tǒng)，包括數據傳送方式（中斷方式、DMA方式）、通用接口和總線的結構與功能。2021/7/2322教學內容組織第五單元：即教材第十一章，重點介紹超級標量處理機、超級流水線處理機和超長指令字處理機、向量處理機、陣列處理機和多處理機的系統(tǒng)結構。

2021/7/2323六、教學環(huán)節(jié)與成績評定

1、理論教學

72學時。要求：課前預習不無故缺課、遲到、課堂不講話。2021/7/23242、平時成績（20%）實驗成績（20%）①實驗（20%）

12學時，共6個實驗，每個實驗2分。②課外作業(yè)（10%）要求：認真、獨立完成，不得抄襲。2021/7/2325③考勤（5%）曠課一次扣3分，遲到一次扣1分；無故缺課10%、缺課1/3或無故缺1/3作業(yè)、實驗者取消考試資格。④學習態(tài)度（5%）

2021/7/2326七、課程導引計算機系統(tǒng)結構（ComputerArchitecture）是從外部來研究計算機系統(tǒng)的一門學科。

主要研究軟件、硬件功能分配和對軟件硬件界面的確定，即哪些功能由軟件完成，哪些由硬件完成。

研究的對象主要包括：數據表示、尋址方式、指令系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、流水線處理機、超標量處理機、互連網絡、向量處理機和并行處理機等。2021/7/2327課程導引計算機組成（ComputerOrganization）是從計算機系統(tǒng)的內部來研究計算機構成的，是計算機系統(tǒng)結構的邏輯實現(xiàn)。主要內容包括：運算方法、CPU組成、主存儲器和輸入輸出設備、輸入輸出接口等的邏輯設計。

計算機實現(xiàn)：計算機組成的物理實現(xiàn)，包括CPU

主存等部件的物理結構，硬件的集成度和速度、信號傳輸，電源、冷卻、裝配等技術以及有關的制造技術和工藝等。2021/7/2328作業(yè)一

1、談談自己對計算機