计算机组成愿理 任课教师:后磊 郑州大学信戛工程学院计算机系 Email:shilei@zzu.edu.cn Te:13676986863
计算机组成原理 任课教师：石磊 郑州大学信息工程学院计算机系 Email: shilei@zzu.edu.cn Tel: 13676986863
目录 ☆第一章计算机系统概论 第二章运算方法和运算器 第三章存储系统 第四章指令系统 第五章中央处理器 第六章总线系统 第七章外围设备 第八章输入输出系统
☼ 第一章 计算机系统概论 ☼ 第二章 运算方法和运算器 ☼ 第三章 存储系统 ☼ 第四章 指令系统 ☼ 第五章 中央处理器 ☼ 第六章 总线系统 ☼ 第七章 外围设备 ☼ 第八章 输入输出系统 目录
第1章教学要求-1 了解计算机的类型:模拟和数字,专用和通用,巨型 机、大型机、小型机、微型机、单片机 熟悉计算机的硬件组成部件及其作用 掌握主存有关概念:存储器地址、存储单元和存储容 量;位bit、字节byte、KB、MB、GB 掌握“存储程序、程序控制”的冯·诺依曼计算机的 基本思想 区别操作码和地址码(操作数)、指令字和数据字、 指令流和数据流 理解指令周期(控制器工作周期):取指、译码、执 行 郑州大学软件学院·计算机组成原理·2006级
郑州大学软件学院 ·计算机组成原理 ·2006级 4 第1章教学要求-1 ⚫ 了解计算机的类型：模拟和数字，专用和通用，巨型 机、大型机、小型机、微型机、单片机 ⚫ 熟悉计算机的硬件组成部件及其作用 ⚫ 掌握主存有关概念：存储器地址、存储单元和存储容 量；位bit、字节byte、KB、MB、GB ⚫ 掌握“存储程序、程序控制”的冯·诺依曼计算机的 基本思想 ⚫ 区别操作码和地址码（操作数）、指令字和数据字、 指令流和数据流 ⚫ 理解指令周期（控制器工作周期）：取指、译码、执 行
第1章教学要求-2 掌握总线、处理器总线和系统总线的概念,熟悉数据 总线、地址总线和控制总线的功能 理解目的程序、汇编程序、编译程序的作用,区别机 器语言、汇编语言和高级语言(算法语言) 掌握计算机系统的层次结构、软件与硬件的逻辑等价 性思想 郑州大学软件学院·计算机组成原理·2006级
郑州大学软件学院 ·计算机组成原理 ·2006级 5 第1章教学要求-2 ⚫ 掌握总线、处理器总线和系统总线的概念，熟悉数据 总线、地址总线和控制总线的功能 ⚫ 理解目的程序、汇编程序、编译程序的作用，区别机 器语言、汇编语言和高级语言（算法语言） ⚫ 掌握计算机系统的层次结构、软件与硬件的逻辑等价 性思想
第2章教学要求-1 掌握数据的定点格式,定点整数的表达范围,有符号 数和无符号数 掌握浮点格式的表达,熟悉浮点数的规格化,掌握规 格化单精度浮点数与实数的相互转换 理解真值和机器数,掌握定点整数的补码、反码、原 码和移码表示法 掌握BCD码、ASCI码的编码规律,理解小端方式和大 端方式的存储特点 区别汉字输入编码、机内码、字模码和汉字交换码 理解检验码的作用,掌握奇偶校验以及检错能力 郑州大学软件学院·计算机组成原理·2006级
郑州大学软件学院 ·计算机组成原理 ·2006级 6 第2章教学要求-1 ⚫ 掌握数据的定点格式，定点整数的表达范围，有符号 数和无符号数 ⚫ 掌握浮点格式的表达，熟悉浮点数的规格化，掌握规 格化单精度浮点数与实数的相互转换 ⚫ 理解真值和机器数，掌握定点整数的补码、反码、原 码和移码表示法 ⚫ 掌握BCD码、ASCII码的编码规律，理解小端方式和大 端方式的存储特点 ⚫ 区别汉字输入编码、机内码、字模码和汉字交换码 ⚫ 理解检验码的作用，掌握奇偶校验以及检错能力
第2章教学要求-2 理解补码的加法运算和减法运算规律 熟悉溢出的概念,理解上溢(正溢)和下溢(负溢) 的概念以及符号位检测方法 了解内部总线和外部总线、单向总线和双向总线的概 ●理解浮点加减法的操作过程,了解其中对阶、规格化 舍入处理的作用 熟悉IEEE754标准 郑州大学软件学院·计算机组成原理·2006级
郑州大学软件学院 ·计算机组成原理 ·2006级 7 第2章教学要求-2 ⚫ 理解补码的加法运算和减法运算规律 ⚫ 熟悉溢出的概念，理解上溢（正溢）和下溢（负溢） 的概念以及符号位检测方法 ⚫ 了解内部总线和外部总线、单向总线和双向总线的概 念 ⚫ 理解浮点加减法的操作过程，了解其中对阶、规格化、 舍入处理的作用 ⚫ 熟悉IEEE754标准
第2章教学要求-3 掌握数字信号的特点 掌握逻辑与、或、非的逻辑关系,以及它们的逻辑表 达式、真值表、逻辑符号、运算规则 熟悉与非、或非、异或的逻辑规律、表达式和逻辑符 号 理解逻辑变量、逻辑电路(数字电路)、逻辑代数 (布尔代数)的概念 掌握逻辑代数的基本运算规则和运算规律(定律): 交换律、结合律、分配律、反演定理 熟悉用真值表、逻辑表达式、逻辑电路图表达逻辑函 数的方法,了解卡诺图的作用 理解简单的逻辑化简方法(最简与或式) 郑州大学软件学院·计算机组成原理·2006级
郑州大学软件学院 ·计算机组成原理 ·2006级 8 第2章教学要求-3 ⚫ 掌握数字信号的特点 ⚫ 掌握逻辑与、或、非的逻辑关系，以及它们的逻辑表 达式、真值表、逻辑符号、运算规则 ⚫ 熟悉与非、或非、异或的逻辑规律、表达式和逻辑符 号 ⚫ 理解逻辑变量、逻辑电路（数字电路）、逻辑代数 （布尔代数）的概念 ⚫ 掌握逻辑代数的基本运算规则和运算规律（定律）： 交换律、结合律、分配律、反演定理 ⚫ 熟悉用真值表、逻辑表达式、逻辑电路图表达逻辑函 数的方法，了解卡诺图的作用 ⚫ 理解简单的逻辑化简方法（最简与或式）
第2章教学要求-4 理解门电路、正逻辑和负逻辑的概念,掌握三态门的 特点、用途和电路符号 区别组合逻辑电路和时序逻辑电路 掌握编码器、译码器、加法器、数据选择器(多路开 关)的作用 熟悉触发器的特点、基本RS触发器的功能和逻辑符号 理解同步时钟、高电平有效、低电平有效的含义 掌握D触发器的功能和逻辑符号,熟悉电平触发和边 沿触发的区别 了解数码寄存器、移位寄存器、计数器、PLD的作用 郑州大学软件学院·计算机组成原理·2006级
郑州大学软件学院 ·计算机组成原理 ·2006级 9 第2章教学要求-4 ⚫ 理解门电路、正逻辑和负逻辑的概念，掌握三态门的 特点、用途和电路符号 ⚫ 区别组合逻辑电路和时序逻辑电路 ⚫ 掌握编码器、译码器、加法器、数据选择器（多路开 关）的作用 ⚫ 熟悉触发器的特点、基本RS触发器的功能和逻辑符号 ⚫ 理解同步时钟、高电平有效、低电平有效的含义 ⚫ 掌握D触发器的功能和逻辑符号，熟悉电平触发和边 沿触发的区别 ⚫ 了解数码寄存器、移位寄存器、计数器、PLD的作用
第3章教学要求-1 熟悉存储系统的分级(层次)结构,掌握存储访问的 局部性原理 理解存储容量、存取时间、存取周期、存储器带宽的 概念 了解SRAM、DRAM和 INVRAM的特点 掌握SRAM存储结构与芯片地址引脚和数据引脚的关系 理解位扩展和字扩展的含义和作用,掌握芯片扩展与 芯片容量的关系 了解DRAM的行地址和列地址,理解DRAM的刷新操作和 方法 了解ROM芯片的类型和各自特点 郑州大学软件学院·计算机组成原理·2006级 10
郑州大学软件学院 ·计算机组成原理 ·2006级 10 第3章教学要求-1 ⚫ 熟悉存储系统的分级（层次）结构，掌握存储访问的 局部性原理 ⚫ 理解存储容量、存取时间、存取周期、存储器带宽的 概念 ⚫ 了解SRAM、DRAM和NVRAM的特点 ⚫ 掌握SRAM存储结构与芯片地址引脚和数据引脚的关系 ⚫ 理解位扩展和字扩展的含义和作用，掌握芯片扩展与 芯片容量的关系 ⚫ 了解DRAM的行地址和列地址，理解DRAM的刷新操作和 方法 ⚫ 了解ROM芯片的类型和各自特点
第3章教学要求-2 掌握 Cache的功能和基本原理,掌握命中率、平均访 问时间和访问效率的计算方法 理解 Cache的地址映射的作用,掌握全相联、直接和 组相联映射的原理和特点,熟悉 Cache中标记(标签 的作用 理解替换策略的作用,熟悉LRU、LFU和随机法 理解 Cache的写操作策略,熟悉直写法(全写法)和 回写法(写回法) 掌握虚拟存储器的功能、物理地址和虚拟(逻辑)地 址的概念 熟悉页式和段式虚拟存储器的管理和地址转换 理解存储保护,熟悉存储区域和访问方式保护的思想 郑州大学软件学院·计算机组成原理·2006级 11
郑州大学软件学院 ·计算机组成原理 ·2006级 11 第3章教学要求-2 ⚫ 掌握Cache的功能和基本原理，掌握命中率、平均访 问时间和访问效率的计算方法 ⚫ 理解Cache的地址映射的作用，掌握全相联、直接和 组相联映射的原理和特点，熟悉Cache中标记（标签） 的作用 ⚫ 理解替换策略的作用，熟悉LRU、LFU和随机法 ⚫ 理解Cache的写操作策略，熟悉直写法（全写法）和 回写法（写回法） ⚫ 掌握虚拟存储器的功能、物理地址和虚拟（逻辑）地 址的概念 ⚫ 熟悉页式和段式虚拟存储器的管理和地址转换 ⚫ 理解存储保护，熟悉存储区域和访问方式保护的思想