计算机组成原理课件(第0章).ppt

For Students of Computer 2015(Computer Organization Principles)主讲教师主讲教师 蒋永国蒋永国()(信息学院南楼信息学院南楼,B313室室)实验教师实验教师 徐惠敏徐惠敏()(信息学院南楼信息学院南楼,B420室室)u课程相关信息课程相关信息u考核要求考核要求u考研考研-计算机学科专业基础综合计算机学科专业基础综合(全国统考全国统考)uCC2005，CC2007规范规范,CS2013计算机课程体系计算机课程体系 -IEEE/ACM本课程选修信息本课程选修信息本课程地位本课程地位计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理:计算机科学与技术专业的一门计算机科学与技术专业的一门专业基础课专业基础课专业基础课专业基础课。通过。通过对本课程的学习，使学生了解计算机的基本组成与工作原理，掌握对本课程的学习，使学生了解计算机的基本组成与工作原理，掌握计算机系统的基本设计技术，培养学生分析和解决复杂数字系统实计算机系统的基本设计技术，培养学生分析和解决复杂数字系统实际问题的能力，同时为学习本专业后续课程和进行与硬件有关的技际问题的能力，同时为学习本专业后续课程和进行与硬件有关的技术工作打下坚实的基础。术工作打下坚实的基础。在计算机科学与技术专业所设置课程中的地位极为重要，由在计算机科学与技术专业所设置课程中的地位极为重要，由ACM和和IEEE/CS联合教程专题组联合教程专题组1990年发表的年发表的Computing Curricula 1991、2001年年3月发表的月发表的Computing Curricula 2001、2005年年9月发表的月发表的Computing Curricula 2005、Computing Curricula 2007以及以及2013年年12月发布的月发布的Computer Science Curricula 2013(CS2013)中都将本课程列为计算机专业的中都将本课程列为计算机专业的主干课程。主干课程。64学时，其中实验学时，其中实验8学时。学时。本课程地位本课程地位 本课程主要是以一个本课程主要是以一个简化了的但又是完备简化了的但又是完备的的单处理机系统单处理机系统为例讲解为例讲解计算机的组成原理和内部计算机的组成原理和内部运行机制运行机制，包括，包括运算器运算器部件、部件、控制器控制器部件、部件、存储存储器子系统器子系统、输入输入/输出子系统输出子系统（总线与接口等）（总线与接口等）与输入与输入/输出系统设备，按照各自的功能、组成、输出系统设备，按照各自的功能、组成、设计、实现、使用等知识进行组织。设计、实现、使用等知识进行组织。授课所用教材授课所用教材u授课教材：授课教材：计算机组成与结构计算机组成与结构（第（第5版）版）王爱英主编王爱英主编清华大学出版社清华大学出版社 明年授课替换教材明年授课替换教材u2016级开始：级开始：计算机组成与系统结构计算机组成与系统结构 (第第2版版)(系统结构方向的选修课系统结构方向的选修课)袁春风袁春风 主编主编 (南京大学)清华大学出版社清华大学出版社2015年10月出版 明年增加一门新课明年增加一门新课u2016级开始：级开始：计算系统基础计算系统基础(全专业必修课)袁春风机械工业出版社 计算机组成与结构计算机组成与结构 王爱英主编王爱英主编,清华大学出版社清华大学出版社 （第（第3 3版版,第第4 4版）版）先修课程先修课程数字逻辑数字逻辑，汇编语言汇编语言 参考教材参考教材计算机组成原理(第2版)(唐朔飞主编，高等教育出版社)l计算机组成原理：学习指导计算机组成原理：学习指导与习题解答与习题解答(唐朔飞，高等唐朔飞，高等教育出版社教育出版社)参考教材参考教材计算机组成原理(第4版)(白中英主编，科学出版社)l计算机组成原理：解题指南计算机组成原理：解题指南(白中英主编，科学出版社白中英主编，科学出版社)ComputerOrganizationandArchitecture,DesigningforPerformance,FifthEdition计算机组织与结构性能设计(第五版/影印版),WilliamStallings著，PrenticeHall/Pearson，高等教育出版社(国外优秀信息科学与技术系列教学用书)。http:/www.stanford.edu/class/ee182http:/www.csl.cornell.edu/courses/ececs314/什么是计算机组成与结构？什么是计算机组成与结构？什么是计算机组成与结构？什么是计算机组成与结构？运算器运算器 计算机结构计算机结构计算机结构计算机结构定义为定义为系统程序员所能见到的计算机硬件特性，系统程序员所能见到的计算机硬件特性，是指是指计算机的逻辑结构计算机的逻辑结构，如：程序计数器、通用寄存器、段寄，如：程序计数器、通用寄存器、段寄存器等。存器等。计算机组成计算机组成计算机组成计算机组成定义为计算机硬件的具体实现，是定义为计算机硬件的具体实现，是指计算机的指计算机的物理结构物理结构。控制器控制器存储器存储器输入设备输入设备输出设备输出设备地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线实际机器实际机器教学内容教学内容课内课内学时学时实验实验学时学时一、计算机系统概论3学时二、计算机的逻辑部件 6学时三、运算方法和运算部件12学时4学时四、主存储器8学时6学时五、指令系统10学时六、中央处理器(CPU)16学时10学时七、存储系统6学时八、辅助存储器2学时4学时九、输入输出(I/O)设备2学时十、输入输出(I/O)系统3学时6学时4学时考试相关要求(课程总成绩)Class Attendance (注：随机点名,统计所有课时出勤)Final Exam 80%第第6周开始做实验周开始做实验 (徐惠敏老师通知徐惠敏老师通知)20%计算机组成(章节分配)运运 算算 器器控控 制制 器器主存储器主存储器输入设备输入设备输出设备输出设备 总总线线和和I/O接接口口高速缓存高速缓存虚拟存储器虚拟存储器(磁盘设备磁盘设备)第一部分第一部分(2,3章章)第二第二部分部分(5,6章章)第第三三部部分分(4,7,8章章)第四部分第四部分(9,10章章)教育部办公厅关于全国硕士研究生统一入学考试计算机科学与技术学科初试科目调整及命题形式改革的通知教学厅(2008)11号 为了更好地适应建设人力资源强国和建设创新型国家战略对人才培养质量和拔尖创新人才的需要，推进研究生招生制度改革，我部决定，从2009年起对全国硕士研究生统一入学考试计算机科学与技术学科的初试科目进行调整及命题形式进行改革。现就有关事项通知如下：一、计算机科学与技术学科的初试科目调整后为4门，即政治理论、外国语、数学一和计算机学科专业基础综合，卷面满分值分别为100分、100分、150分和150分。二、计算机学科专业基础综合的考试内容包括：数据结构、计计算机组成原理算机组成原理、操作系统和计算机网络，重点考查考生掌握相关基础知识、基本理论和分析问题解决问题的能力。考试内容及试卷结构在考试大纲中确定。2008年6月2日政治理论100分、外国语100分、数学一150分计算机学科专业基础综合满分：150分考试时间：180分钟考试形式：闭卷笔试考试内容数据结构45分 计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理4545分分分分 占占占占30%30%操作系统35分计算机网络25分计算机专业研究生入学考试科目计算机专业研究生入学考试科目北大，清华，人大，浙大，中科院，北航海大不参加计算机计算机-研究生入学统考学校研究生入学统考学校北大，清华，人大，浙大，中科院，北航等海大不参加计算机计算机-研究生入学统考学校研究生入学统考学校理解单处理器计算机系统中各部件的内部理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念；具有完整的计算机系统的整机概念；理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法；构的基本知识和基本实现方法；能够运用计算机组成的基本原理和基本方能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。部件进行简单设计。计算机组成原理计算机组成原理考查目标考查目标单项选择题（40小题，每小题2分，共80分）基本概念、基本原理和方法，注重记忆类知识点综合应用题（70分）运用基本原理和基本方法，分析、判断和解决有关理论问题和实际问题2009年考试包括2道数据结构2道计算机组成原理2道操作系统1道计算机网络答题时间建议对4:6分配单选题60-90分钟，综合应用题90分钟考试题型考试题型来自全国知名高校的16名老师出题每课出题人：4人多套试题抽取一套出题情况出题情况n计算机工程计算机工程(Computer Engineering-CE)计算机科学计算机科学(Computer Science-CS)信息系统信息系统(Information System-IS)信息技术信息技术(Information Technology-IT)软件工程软件工程(Software Engineering-SE)计算机课程体系的IEEE/ACM CC2005规范nCC2005 2007把计算学科分为五个专业把计算学科分为五个专业！计算机课程体系的IEEE/ACM CC2005规范理论原理创新应用部署配置开发倾向理论倾向理论倾向应用倾向应用组织系统行为应用技术软件开发系统平台结构计算机硬件体系nCE计算机工程方向的特色计算机课程体系的IEEE/ACM CC2005规范理论原理创新应用部署配置开发倾向理论倾向理论倾向应用倾向应用组织系统行为应用技术软件开发系统平台结构计算机硬件体系nCS计算机科学方向的特色计算机课程体系的IEEE/ACM CC2005规范nSE软件工程方向的特色理论原理创新应用部署配置开发倾向理论倾向理论倾向应用倾向应用组织系统行为应用技术软件开发系统平台结构计算机硬件体系我国计算机专业人才现状l毕业生过剩毕业生过剩l缺少合格的人才缺少合格的人才o规格单一，偏CSo工程教育和产业脱节l专业性不强，特色不明显专业性不强，特色不明显由热门到降温由热门到降温由热门到降温由热门到降温美国著名大学美国著名大学Berkeley计算机理论、计算机工程Princeton计算机工程、信息技术MITEE和CS的融合，硬件和软件实验课Stanford选修课程丰富：算法理论、数据库和信息系统、图形和人机交互、网络与分布式系统、人工智能、软件系统设计等全科教育，合理的知识结构（海大特色）两个一级学科博士点两个一级学科博士点计算机科学与技术软件工程扎实的理论功底数学基础计算机理论课程分析和解决实际问题的能力强化上机训练和实验课本科生参与科学研究捕捉新趋势和学习新技术的能力IBM，新技术专题Intel，多核环境并行编程技术(Multicore)(Multicore)我们自己培养特色我们自己培养特色