計算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(編輯修改稿)
2025-05-10 23:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 器碼 MIPS處理器 宗旨：使學(xué)生建立 單機(jī)計算機(jī)系統(tǒng)（硬件 +軟件） 的整機(jī)概念 流水線 存儲器 I/O Machine Structure （ CS 61C） ? Required: Computer Organization and Design: The Hardware / Software Interface, Patterson and Hennessy (COD). The second edition is far inferior, and is not suggested. ? Required: The C Programming Language, Kernighan and Ritchie (Kamp。R), 2nd edition ? Reading assignments on web page TEXT BOOKS Components amp。 Design Techniques for Digital System EECS 150 Components amp。 Design Techniques for Digital System Components amp。 Design Techniques for Digital System Components amp。 Design Techniques for Digital System 課程調(diào)整思路 ? 模型機(jī) 大型機(jī) → 小型機(jī) → 微機(jī) +并行處理 → 微機(jī) +多核 +并行 ? 課程設(shè)置 組成結(jié)構(gòu) → 組成 +結(jié)構(gòu) → 組成結(jié)構(gòu) +高級結(jié)構(gòu) ? 教材 自編 → 國內(nèi) → 國外 → 國內(nèi) +國外 → 國外 → 自編 ? 實驗 無 → 面包板（驗證性） → 編程設(shè)計 + FPGA板（自主設(shè)計） + 創(chuàng)新實驗 ? 教學(xué)手段 粉筆 → 靜態(tài)幻燈片 +粉筆 → 幻燈片 +粉筆 +動畫 → 幻燈片 +黑板粉筆 +動畫 +郵件 +課程網(wǎng)站 逐步實施雙語教學(xué)，并將課程納入課程群體系建設(shè)之中 課程內(nèi)容在計算機(jī)系統(tǒng)中的位置 I/O system Processor Compiler Operating System (Windows 2K) Application (ex: browser) Digital Design Circuit Design Instruction Set Architecture Datapath amp。 Control transistors Memory Hardware Software Assembler ? 計算機(jī)系統(tǒng)的“核心” ? 計算機(jī)系學(xué)生的“專長區(qū)” ? 計算機(jī)軟件的“立足點” 屬于計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的核心技術(shù)內(nèi)容 地位：對高層次計算機(jī)人才培養(yǎng)極其重要！ 教學(xué)理念 ? “以培養(yǎng)學(xué)生 現(xiàn)代 計算機(jī) 系統(tǒng) 設(shè)計能力 為核心 ” – 立足“現(xiàn)代” 在基本原理基礎(chǔ)上，展示現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 – 強(qiáng)調(diào)“系統(tǒng)” 不能僅局限在硬件方面，也要包含相關(guān)的軟件知識 站在計算機(jī)系統(tǒng)的高度 提高學(xué)生對整個計算機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)識水平 – 注重“設(shè)計能力”的培養(yǎng) 不僅知其然，而且知其所以然 不僅懂知識，而且會用知識，將知識轉(zhuǎn)化能力 課程建設(shè)目標(biāo) ? 建立計算機(jī)整機(jī)概念，全面理解計算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) ? 了解計算機(jī)指令集體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則和設(shè)計方案 ? 具備使用 HDL語言進(jìn)行計算機(jī)硬件設(shè)計的基本能力 ? 深刻理解 OS和硬件之間的分工和銜接關(guān)系 ? 掌握從硬件角度出發(fā)進(jìn)行編譯優(yōu)化的基本技術(shù) ? 深刻理解從硬件角度出發(fā)編制高效程序的基本原理 ? 提高利用硬件知識調(diào)試程序的能力 達(dá)到：為后續(xù)相關(guān)課程打下堅實基礎(chǔ)、滿足不同就業(yè)方向、提高學(xué)生綜合專業(yè)素養(yǎng)等培養(yǎng)目標(biāo) 在教學(xué)理念和培養(yǎng)目標(biāo)指導(dǎo)下，構(gòu)建課程課堂教學(xué)和實驗教學(xué)方案 課程教學(xué)總體方案設(shè)計的思路 從歷史走來，站在系統(tǒng)的高度、立足現(xiàn)代、放眼未來 內(nèi)容的組織思路為： ? 從程序員的視角出發(fā) ? 以 CPU設(shè)計為核心 ? 以提高系統(tǒng)設(shè)計能力為目標(biāo) ? 強(qiáng)調(diào)軟件 (OS、編譯器等 )和硬件的關(guān)聯(lián) 實驗的設(shè)計原則為： ? 利于課程內(nèi)容理解 ? 增強(qiáng)硬件設(shè)計能力 ? 提高科技創(chuàng)新意識 教學(xué)內(nèi)容及其組織思路 一、從看得見的、易理解的高級語言程序設(shè)計入手 （ 1） 以 “高級語言程序 → 匯編語言程序 → 機(jī)器指令序列 → CPU設(shè)計” 為主線組織教學(xué)內(nèi)容 好處： 使學(xué)生理解程序從編程、轉(zhuǎn)換、到最終在 CPU上運行的整個過 程，從而全面建立計算機(jī)系統(tǒng)整體概念 （ 2）通過編程實驗來感覺課程內(nèi)容，如數(shù)據(jù)表示、信息存放方式、指令
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