计算机组成原理学习路径与关键知识点梳理

在"组成原理学习笔记"中，作者旨在通过深入学习计算机的基本组成部分及其工作原理，为后续的编程和软件开发打下坚实基础。学习计划的重点集中在五个关键领域：IO机制、主存和高速缓存、处理器（包括中断机制、指令流水和控制器）、控制单元，以及总线系统、存储系统和输入输出系统。 1. **概论**：首先，学习者会理解软硬件的概念，区分硬件的物理元件和软件的程序功能，以及软件的分类（系统软件和应用软件）。还会讨论计算机层次结构，强调高级语言程序与机器码程序之间的关系，以及不同程序员视角下的计算机属性差异。 2. **总线系统**：这部分将重点研究总线的作用，它作为硬件间的通信通道，连接各个部件并传输数据和控制信号。工作原理涉及总线的类型、数据传输方式以及它在计算机架构中的重要性。 3. **存储系统**：涵盖了主存（内存）、高速缓存（提高数据访问速度的关键）以及辅助存储器（如硬盘），它们之间的区别、联系以及各自的工作原理。理解这些对于高效数据管理和程序运行至关重要。 4. **输入输出系统**：探讨了IO设备与主机之间的交互，包括程序查询、中断和DMA（直接内存访问）机制，解释IO设备如何与系统集成以执行外部操作。 5. **中央处理器**：深入剖析运算方法、浮点数存储规定（如IEEE754标准），以及指令系统，包括寻址方式和可能的RISC（精简指令集计算机）设计。此外，还会介绍CPU的结构（如寄存器、控制单元和中断系统），指令周期和流水线处理。 6. **控制单元**：这一部分着重于控制单元的功能、组合逻辑设计以及微程序控制思想，以及微指令周期和微程序设计的理解。 通过60小时的学习计划，学习者不仅能够掌握计算机组成的基本理论，还能理解它们在实际应用中的工作方式，从而为成为高级开发者做好准备。每个主题的学习时间均有所规划，确保全面而深入地理解每个知识点。