❖1.1 计算机概述 ❖1.2 微型计算机系统的基本组成 ❖1.3 微型计算机的分类与主要技术指标 ❖1.4 计算机信息处理原理 ❖1.5 多媒体基础知识 ❖1.6 计算机病毒基础知识

本章主要讲解计算机的发展史、基本组成和工作原理以及 数制和编码等最基础的知识。通过本章的学习,读者应该掌握。 ◼ 1.1 概述 ◼ 1.2 数制与编码 ◼ 1.3 计算机的应用 ◼ 1.4 计算机能力培养方向

体系结构是研究系统各部分组成及相互关系的。计算机网络体系结构采用分层结构,定 义和描述了用于计算机及其通信设备之间互连的标准和规则的集合。按照这组规则可以方便 地实现计算机设备之间的数据通信

【本章重点】微型计算机的组成和各部分的作用，以及计算机中数的表示方法。【本章难点】计算机中数的表示方法：原码、反码、补码的关系

一、生产过程和过程控制 二、过程控制的特点和计算机的作用 三、过程控制的组成和术语 四、过程控制系统的分类 五、过程控制系统的性能指标 六、过程控制系统的发展概况

• 异常与中断的基本概念 – 功能：处理意外事件，I/O • 指令异常，系统服务（syscall） • 外部中断 – 时序：顺序语义 • 指令周期：同步，异步（中断周期） – 属性：5种 • 异常与中断响应的基本过程 – 机构 • 向量式/非向量式，控制栈 • 异常：EPC，Cause，Vector • 中断：EPC，Cause，Vector，Enable，Mask – OS：ESR/ISR – 约定：软硬件接口 • 异常与中断响应过程控制 – 多周期异常处理：中断周期 – 流水线异常处理 • 精确，非精确

存储器是存储信息的器件，主要用来存放二进制数据、程序和信息，是计算机等数字系统中不可缺少的组成部分。 • 6.1 概述 • 6.2 顺序存取存储器（ SAM） • 6.3 随机存取存储器（ RAM） • 6.4 只读存储器（ROM）

• 指令系统：机器指令的集合 – “程序控制” • 程序=顺序执行的指令流 – 机器语言，汇编语言（Assemble Language） – Instruction Set Architecture（ISA） • 分类：CISC、RISC、VLIW • 影响：处理器、C编译器、OS。。。 • 本章的内容 – RV指令系统 • 操作数：寄存器，存储器（大小尾端，对齐），常数/立即数； • 指令功能，指令格式与编码，寻址方式（操作数，下一条指令） • 分支指令，大立即数处理 • 过程调用 • 汇编程序设计：COD4附录B – 指令系统特征 – 编译过程： • 可执行程序生成：编译，汇编，链接，加载

✓COD4第5.4节 ✓实方式 vs 虚方式 ✓页式虚存管理机制 ✓TLB ✓MMU ✓层次化：TLB-Cache-Memory-Disk

• 流水线技术原理 • RV的五级流水线实现 – Verilog行为级定义： • Hazard问题 – 结构冲突：哈佛结构 – 数据依赖 • 编译技术：插入nop，指令重排，寄存器重命名 • forwarding技术：RAW • Interlock技术：Stall – 控制相关 • 编译技术：延迟分支 • 硬件优化：提前完成，投机，预测 • 多发射技术 • 硬件多线程