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华中科技大学-计算机组成原理 课程链接

资料总结

大学计算机组成原理考研复习大纲（2021版）
大学计算机组成原理考研复习思维导图（2021版）

课程大纲

第一章 计算机系统概论

本章学习目标：
1. 理解冯诺依曼结果计算机的工作原理及基本构成
2.了解基本的性能评价指标及其计算
3. 了解计算机性能的基本测试工具及其局限性
4.了解本课程的实验环境

第一章 计算机系统概论

1.0 课程导学

1.1 冯 诺伊曼结构原理及层次结构分析

1.2 计算机系统性能评价

1.3 计算机性能测试

附录1.1 实验环境介绍- LOGISIM 主要界面

附录1.2 实验环境介绍- LOGISIM零基础

附录1.3 实验环境介绍-LOGISIM功能菜单

附录1.4 实验环境介绍-LOGISIM自动生成逻辑电路

第一章 单元测验

第二章 数据表示

本章学习目标：
1.掌握常见机器数的表示及其特点
2.理解校验码的基本原理、特点及常见校验码的编解码电路设计

课时

2.1 机器数及特点

2.2 定点与浮点数据表示

2.3 数据校验的基本原理

2.4 奇偶校验

2.5 CRC校验及其实现

2.6 海明校验及其实现

附录 2.1 第二章实验框架介绍

附录 2.2 汉字编码实验

附录 2.3 CRC 编码实验

附录2.4 编码流水传输实验

第二章单元测试

第三章 运算方法与运算器

本章学习目标：
1.掌握补码定点数的加、减、乘、除运算基本原理及电路设计
2.掌握溢出概念及溢出电路设计方法
3.掌握ALU的设计方法

课时

3.1定点数运算及溢出检测

3.2 定点数补码加、减运算器设计

3.3 原码一位乘法

3.4 补码一位乘法

3.5 乘法运算器设计

3.6 定点数除法

3.7浮点数加减运算

附录 3.1 运算器实验框架

附录 3.2 快速加法器实验

附录 3.3 乘法器实验

附录 3.4 32位ALU设计

第三章 单元测验

第四章、存储系统（一）

本章学习目标：
1.了解存储体系层次结构及内部的数据组织
2. 熟悉存储器的工作原理
3. 掌握存储扩展的方法和地址计算

课时

4.1 存储系统层次结构

4.2 主存中的数据组织

4.3 静态存储器工作原理

4.4 动态存储器工作原理

4.5 存储扩展

存储系统 （一）单元测验

第四章存储系统（二）

本章学习目标：
1.熟悉多体交叉存储的工作原理
2.掌握Cache的基本原理及量化计算方法
3.熟悉虚拟存储器的工作原理
4.了解RAD的基本原理及不同RAID的特点

课时

4.6 多体交叉存储器

4.7 Cache的基本原理

4.8 相联存储器

4.9 Cache地址映射与变换方法

4.10 替换算法

4.11 高速缓冲存储器例题选讲

4.12 虚拟存储器

4.13 TLB

4.14 RAID

第四章存储系统(二)测试

第五章 指令系统

本章学习目标：
1.掌握不同寻址方式的寻址方法，理解不同寻址方式的特点
2.掌握指令格式设计的基本方法3.熟悉MIPS指令

课时

5.1 指令系统概述及指令格式

5.2 寻址方式及指令寻址

5.3 操作数寻址方式

5.4 指令格式设计

5.5 MIPS指令概述

5.6 MIPS指令详解

附录1 MIPS指令手册

第五章 指令系统测试

第六章 中央处理器

本章学习目标：
1.熟悉CPU的组成与功能
2.掌握数据通路的概念及不同指令数据通路的设计方法
3.掌握微程序控制器与硬布线控制器的原理及设计方法

课时

6.1 CPU组成与功能

6.2 数据通路

6.3 数据通路与总线系统结构

6.4 数据通路实例

6.5 指令周期

6.6 总线结构与CPU指令周期（1）

6.7 总线结构与CPU指令周期（2）

6.8 硬布线控制器设计（1）

6.9 硬布线控制器设计（2）

6.10 微程序控制器

6.11 微程序设计

6.12 微指令格式

6.13 单周期MIPS CPU（1）

6.14 单周期MIPS CPU（2）

6.15 多周期MIPS CPU数据通路1

6.16 多周期MIPS CPU数据通路2

6.17 CPU设计实验

第六章 单元测验（一）

第六章单元测验 （二）

第七章、系统总线

本章学习目标：
1.了解总线的基本概念、标准
2. 熟悉总线的几种常见连接方式、总线仲裁与数据传输方式

课时

7.1 系统总线的特性及其应用

7.2 总线性能和总线事务

7.3 总线连接方式

7.4 总线仲裁和数据传输方式

7.5 总线标准

系统总线测试

第八章、输入输出系统

本章学习目标：
1.熟悉几种常见的输入输出方式及其特点
2.重点掌握中断方式的工作原理
3.熟悉常见输入输出方式的基本量化计算方法

课时

8.1 输入输出接口概述

8.2 输入输出方式

8.3 中断请求与响应

8.4 DMA方式

输入输出系统测试

预备知识

数字电路与逻辑设计、硬件描述语言、汇编语言等

【拓展】汇编语言：

Assembly Language

延伸：程序设计语言

程序设计语言可以分为 4 代

1. 第一代机器语言
2. ▪ 第二代汇编语言
3. ▪ 第三代高级语言
4. ▪ 第四代非过程化语言

   扩展：webAssembly [中文网]、沙箱

   WebAssembly将首先把C/C++程序带给Web，但稍后会通过增强实现对其它任何语言的支持。一个LLVM后端和clang移植已经在计 划上。WASM将运行在“和JavaScript相同的语义空间”，支持从/到JavaScript的异步调用，访问所有的浏览器API，并且遵循 JavaScript程序所遵循的安全策略。客户端应用程序可以完全用WASM编写，也可以用WASM实现业务逻辑，而用HTML/CSS /JavaScript实现UI。

Sandboxie(又叫沙箱、沙盘)即是一个虚拟系统程序，允许你在沙盘环境中运行浏览器或其他程序，因此运行所产生的变化可以随后删除。它创造了一个类似沙盒的独立作业环境，在其内部运行的程序并不能对硬盘产生永久性的影响。 在网络安全中，沙箱指在隔离环境中，用以测试不受信任的文件或应用程序等行为的工具。