上海交大EI209计算机组成原理课件：摩尔定律与硬件基础

“上海交通大学计算机组成课程课件，涵盖了计算机组成的基础知识，如摩尔定律、晶体管、动态随机访问存储器（DRAM）、时钟频率等，并介绍了汇编语言、机器语言、MIPS处理器架构、RAID冗余磁盘阵列、计算机层次结构、并行处理和流水线技术。课件源自Patterson & Hennessy的《Computer Organization and Design》第四版，并提供了教学团队的信息和相关阅读作业。” 在“计算机组成”这一领域，本课件详细阐述了计算机系统的基础构成和性能评估。首先，提到了摩尔定律，这是集成电路发展的一个基本预测，指出大约每两年，集成电路上的晶体管数量将翻一番，从而推动计算机性能的持续提升。晶体管是现代计算机的核心组成部分，它们在数字电路中执行开关功能，实现数据处理。 动态随机访问存储器（DRAM）是计算机内存的一种类型，用于临时存储运行中的数据。相对于静态RAM（SRAM），DRAM具有更高的存储密度但速度较慢，常用于主存。 时钟频率是衡量计算机性能的重要指标，表示CPU每秒执行的时钟周期数，通常以赫兹（Hz）表示。高时钟频率意味着更快的处理速度。 课程还涉及了汇编语言和机器语言，这两种都是低级编程语言，直接对应于计算机硬件的操作。汇编语言是一种符号化的机器语言，比直接的二进制代码更易读，而机器语言则是计算机能直接执行的二进制代码。 MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）是一种精简指令集（RISC）架构，以其高效的指令执行和简单的硬件设计著称。 RAID（Redundant Array of Independent Disks）是一种存储技术，通过将数据分布在多个硬盘上提高数据的可靠性、性能或两者兼备。 计算机层次结构是指不同速度和容量的存储设备形成的层次结构，目标是让最昂贵的高速缓存看起来接近最快，而最便宜的大容量存储看起来接近无限大。 并行处理和流水线技术是提高计算机性能的两个关键方法。并行处理利用多核处理器同时处理多个任务，而流水线则是在处理器内部划分任务阶段，使得每个阶段可以在同一时间内处理不同的指令，从而提高处理速度。 课件还提到了“Warehouse Scale Computer”，这是一种大型数据中心的术语，描述了由数千甚至数百万台服务器组成的计算集群，它们共同提供大规模的数据处理和存储能力。 最后，课程提供了相关的阅读作业，包括《Computer Organization and Design》第四版的指定章节，并给出了教学团队的联系方式以及办公时间，方便学生进行问题咨询和讨论。