计算机组成原理
计算机组成原理
1000+ 人选课
更新日期:2025/05/28
开课平台智慧树
开课高校山东建筑大学
开课教师汪美霞岳斌孙玮尤宝山申斌
学科专业工学计算机类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
计算机组成原理课程是山东建筑大学2015年精品课程,计算机科学与技术学院重点建设课程。 教学资料齐全,教学环节规划安排、教学过程监控、课程考核方法及手段科学合理。 教学团队结构合理,所有老师均有多年教学实践经历,积累了丰富的教学经验。 课程教学内容以能力培养为导向、按照满足计算机类专业工程应用型人才的需求进行规划和设计。注重培养学习者计算机系统分析设计能力,课程教学兼顾408统考相关内容。 加入课程,不仅让你知道计算机如何执行程序的,还有助于提升程序执行效率。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
课程简介
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课程简介(上)
岳斌
课程简介(下)
岳斌
计算机系统概述
计算机发展历程
岳斌
计算机工作原理
岳斌
计算机系统多级层次结构
岳斌
计算机分析设计基本原理
岳斌
数据的表示和运算
数据的机器级表示
数值型数据与非数值型数据
孙玮
机器数及特点
孙玮
定点与浮点数据表示
孙玮
浮点数的表示
孙玮
数据的宽度与存储
孙玮
运算方法与运算器
定点数运算及溢出检测
孙玮
定点数补码加减运算器设计
孙玮
定点数补码快速加法器设计
孙玮
浮点数加减运算
孙玮
存储系统
存储系统概述
存储器简介
汪美霞
存储器的分类
汪美霞
存储器的层次化结构
汪美霞
主存储器的基本结构
汪美霞
半导体随机存取存储器
半导体存储器SRAM
汪美霞
半导体存储器DRAM
汪美霞
半导体存储芯片
汪美霞
存储芯片的扩展设计
存储芯片的扩展(上)
汪美霞
存储芯片的扩展(下)
汪美霞
高速缓冲存储器
程序访问的局部性
汪美霞
cache的基本工作原理
汪美霞
cache行和主存块之间的映射方式
汪美霞
cache中主存的替换算法及一致性问题
汪美霞
数据校验码
奇偶校验码
汪美霞
海明校验码
汪美霞
指令系统
指令系统概述
汪美霞
指令格式
指令基本格式
汪美霞
操作码的编码方式
汪美霞
寻址方式
指令的寻址方式(上)
汪美霞
指令的寻址方式(下)
汪美霞
MIPS32指令介绍
汪美霞
中央处理器
cpu概述
CPU概述(上)
岳斌
CPU概述(下)
岳斌
数据通路(1)
岳斌
数据通路(2)
岳斌
数据通路(3)
岳斌
单周期处理器设计
ALU设计
岳斌
指令数据通路设计(上)
岳斌
指令数据通路设计(下)
岳斌
单周期处理器设计(上)
岳斌
单周期处理器设计(下)
岳斌
输入输出系统
输入输出系统概述
孙玮
输入输出方式
孙玮
程序中断方式
孙玮
DMA方式
孙玮
  • 绪章课程简介

    (0)课程简介 [主讲人 岳斌] [简介]课程性质、课程内容、学习指导,参考资料。 (0.1)课程简介 [简介]课程性质、课程内容。 (0.2)课程简介 [简介]学习指导,参考资料

  • 0.1课程简介(上)

    (0.1)课程简介 [简介]课程性质、课程内容。

  • 0.2课程简介(下)

    (0.2)课程简介 [简介]学习指导,参考资料

  • 第一章计算机系统概述

    (1)计算机系统概述 [主讲人 岳斌] [简介]计算机系统发展历程,组成结构、工作原理;计算机系统分析设计基本原理。 (1.1)计算机发展历程 [简介]掌握影响计算机性能提升因素。 (1.2)计算机工作原理 [简介]重点掌握冯‧诺依曼存储程序工作原理 (1.3)计算机系统多级层次结构 [简介]掌握多级层次结构,建立系统概念,明确计算机系统结构、组成和实现的关系 (1.4)计算机系统分析设计基本原理 [简介]掌握以经常性事件为重点、Amdahl定律 (阿姆达尔定律)、CPU性能公式、程序的局部性原理;了解通过并行提高性能、通过预测提高性能、.通过冗余提高可靠性等技术本章主要介绍

  • 1.1计算机发展历程

    (1.1)计算机发展历程 [简介]掌握影响计算机性能提升因素。

  • 1.2计算机工作原理

    (1.2)计算机工作原理 [简介]重点掌握冯‧诺依曼存储程序工作原理

  • 1.3计算机系统多级层次结构

    (1.3)计算机系统多级层次结构 [简介]掌握多级层次结构,建立系统概念,明确计算机系统结构、组成和实现的关系

  • 1.4计算机分析设计基本原理

    (1.4)计算机系统分析设计基本原理 [简介]掌握以经常性事件为重点、Amdahl定律 (阿姆达尔定律)、CPU性能公式、程序的局部性原理;了解通过并行提高性能、通过预测提高性能、.通过冗余提高可靠性等技术

  • 第二章数据的表示和运算

    本章主要介绍数制与编码,定点数的表示和运算,浮点数的表示和运算,以及计算机内部用来实现运算的运算器

  • 2.1数据的机器级表示

    本节主要介绍了数值型数据与非数值型数据的表示,数据的宽度与大端、小端存储方式,真值和机器数的含义,定点整数与定点小数的概念以及它们的表示范围,浮点数的概念,表示形式,规格化,范围,精确度以及IEEE754浮点数的标准格式,十进制数与IEEE754二进制之间的转换。

  • 2.2运算方法与运算器

    本节主要介绍了定点数的加减运算及单、双符号位溢出检测的方法,带溢出检测功能的定点补码加减运算器的设计,定点补码并行加法器的设计以及浮点数的加减运算过程。

  • 第三章存储系统

    本章主要介绍存储系统的基本概念、主要技术指标、主存的组成结构及使用半导体SRAM、DRAM的工作原理及其存储芯片扩展设计的方法;介绍存储器的多层体系结构、Cache的基本概念及在存储系统中的地位和作用;介绍奇偶校验、海明码校验等多种数据校验码。

  • 3.1存储系统概述

    本节主要内容是存储系统的基本概念、常用的技术指标、主存的组成结构及多层存储体系结构

  • 3.2半导体随机存取存储器

    本节主要是通过介绍半导体存储芯片ROM、SRAM、DRAM的基本工作原理,进而分析其各自特性

  • 3.3存储芯片的扩展设计

    本节主要介绍半导体存储芯片SRAM、DRAM及其多种扩展设计方法

  • 3.4高速缓冲存储器

    本节主要介绍Cache的基本概念和相关工作原理

  • 3.5数据校验码

    本节详细介绍了奇偶校验码与海明校验码的生成及纠错原理

  • 第四章指令系统

    本章主要介绍指令系统的概念,指令格式的基本特点、指令的多种寻址方式、简单的指令格式设计技术;并具体介绍了MIPS指令格式及其机器表示,为进一步学习CPU结构打下基础。

  • 4.1指令系统概述

    本节主要介绍了指令系统的基本概念及CISC 、RISC两类指令集

  • 4.2指令格式

    本节主要介绍了指令的操作码和地址码,介绍了指令操作码的两种编码方式及指令系统的分类

  • 4.3寻址方式

    本节介绍了指令系统中的多种指令寻址和操作数的多种寻址的方式

  • 4.4MIPS32指令介绍

    本节主要介绍了32位MIPS指令系统的指令类型及其格式,并通过MIPS指令为例介绍程序的机器级表示方法

  • 第五章中央处理器

    (1)中央处理器 [主讲人 岳斌] [简介]控制器的组成及功能、CPU的系统结构和数据通路设计、指令的执行过程、硬布线控制器的工作原理与设计、微程序控制器的工作原理与设计、RISC和CISC的CPU特点。 (5.1)CPU概述 [简介]控制器组成、结构、功能及分类;CPU的设计过程和设计方法CPU的系统结构和数据通路设计方法。 (5.2)计算机工作原理 [简介]指令周期、机器周期和时钟周期的概念,及指令的执行过程;硬布线控制器的特点、设计方法及其硬件实现。本章主要介绍

  • 5.1cpu概述

    (5.1)CPU概述 [简介]控制器组成、结构、功能及分类;CPU的设计过程和设计方法CPU的系统结构和数据通路设计方法。

  • 5.2单周期处理器设计

    (5.2)计算机工作原理 [简介]指令周期、机器周期和时钟周期的概念,及指令的执行过程;硬布线控制器的特点、设计方法及其硬件实现。

  • 第六章输入输出系统

    本章主要介绍计算机与外部设备之间进行信息交换所依赖的输入输出系统,输入输出设备和主机之间进行信息交互的几种方式,并重点介绍了程序中断方式和DMA方式。

  • 6.1输入输出系统概述

    本节介绍了输入输出系统的组成,功能,特点,性能评价以及输入输出设备与CPU交换数据的基本过程。

  • 6.2输入输出方式

    本节介绍了输入输出系统与主机之间进行信息交互的几种方式,分别介绍了无条件输入输出方式,程序查询方式,程序中断方式,DMA方式,通道和输入输出处理机方式的特点,工作过程,应用场合等。

  • 6.3程序中断方式

    本节介绍了程序中断方式的分类,中断源,中断触发,中断优先级,中断嵌套,中断屏蔽,中断响应,中断处理的概念以及单重中断和多重中断的处理流程。

  • 6.4DMA方式

    本节介绍了直接内存访问(DMA)方式传输的基本原理,DMA控制器接口,工作过程,DMA传输步骤,操作方式,传输模式,周期挪用的概念及优缺点。

  • 开始学习
  • 绪章  作业测试
    绪章课程简介

    0.1 课程简介(上)

    0.2 课程简介(下)

    视频数2
  • 第一章  作业测试
    第一章 计算机系统概述

    1.1 计算机发展历程

    1.2 计算机工作原理

    1.3 计算机系统多级层次结构

    1.4 计算机分析设计基本原理

    视频数4
  • 第二章  作业测试
    第二章 数据的表示和运算

    2.1 数据的机器级表示

    2.2 运算方法与运算器

    视频数9
  • 第三章  作业测试
    第三章 存储系统

    3.1 存储系统概述

    3.2 半导体随机存取存储器

    3.3 存储芯片的扩展设计

    3.4 高速缓冲存储器

    3.5 数据校验码

    视频数15
  • 第四章  作业测试
    第四章 指令系统

    4.1 指令系统概述

    4.2 指令格式

    4.3 寻址方式

    4.4 MIPS32指令介绍

    视频数6
  • 第五章  作业测试
    第五章 中央处理器

    5.1 cpu概述

    5.2 单周期处理器设计

    视频数10
  • 第六章  作业测试
    第六章 输入输出系统

    6.1 输入输出系统概述

    6.2 输入输出方式

    6.3 程序中断方式

    6.4 DMA方式

    视频数4
  • 期末考试