北航计算机组成原理讲义解析

"北航计算机组成原理讲义，由刘旭东教授主讲，内容涵盖计算机单机系统的组成与工作原理、存储系统、指令系统、CPU内部结构、系统总线和输入输出系统等。课程旨在让学生掌握计算机基础组成，培养分析和设计计算机的能力。课程包含课堂教学、同步实验和期终考试，参考教材包括唐朔飞的《计算机组成原理》和沈美明的《IBM PC汇编语言程序设计》。" 计算机组成原理是一门深入理解计算机硬件系统的基础课程，主要讲解计算机各个组成部分的工作原理和相互关系。讲义内容丰富，涉及以下几个关键知识点： 1. 存储系统： - 内部存储器：主要讨论内存的组成和工作原理，包括随机访问存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。 - 高速缓冲存储器(Cache)：讲解其结构和如何提高数据存取速度。 - 辅助存储器：如硬盘，作为主存的扩展，提供大容量存储。 - 虚拟存储系统：利用内存和硬盘的组合，通过页面调度实现更大的虚拟内存空间。 2. 指令系统： - 基本要素：包括指令格式、寻址方式、操作码和数据类型等。 - 设计：探讨如何设计高效且功能丰富的指令集。 - 分析：分析典型指令系统，如X86或ARM架构。 3. CPU内部结构： - 运算器：执行算术和逻辑运算的硬件部分。 - 基本运算方法：包括加法、减法、乘法、除法以及位操作等。 - 控制单元：负责指令的解码和生成控制信号。 - 指令执行过程：从取指、译码到执行的完整流程。 - 控制单元设计：硬连线控制和微程序控制的对比与应用。 4. 系统总线及输入输出系统： - 系统总线：负责CPU、内存和I/O设备之间的数据传输。 - 输入输出系统：包括中断、DMA（直接内存访问）等机制，使得CPU能高效处理I/O操作。 这门课程不仅关注理论，还强调实践，通过同步实验加深学生对理论知识的理解。期终考试包含汇编语言部分，强调理解和应用计算机底层原理。参考教材的选择提供了全面的学习资源，为学习者构建了坚实的理论基础。 此外，课程的设置与其他计算机科学课程相辅相成，是计算机专业学生的重要必修课，对后续的计算机接口与通信、计算机系统结构等课程有直接影响。讲师团队的专业背景和经验确保了高质量的教学水平。