计算机组成

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北京大学
Coursera
  • 完成时间大约为 29 个小时
  • 混合难度
  • 中文
注:本课程由Coursera和Linkshare共同提供,因开课平台的各种因素变化,以上开课日期仅供参考

课程概况

本课程重点讲述计算机的内部结构和工作原理,着眼于软件和硬件的衔接互动,注重基本概念和真实系统的对应。

本课程的重点在于计算机内部的主要部件以及各部件之间的联系,主要内容包括:冯·诺依曼计算机结构的要点,计算机执行指令的工作过程,当前流行的指令系统的分析对比,高级语言、汇编语言和机器语言之间的关系,计算机采用的主要算术和逻辑运算方法及其实现,微处理器、存储系统和输入输出系统的基本原理和关键技术等。本课程强调计算机软件和硬件的衔接互动,注重基于真实系统分析基本概念,是计算机及相关专业本科生了解和掌握计算机系统整体框架的基础性课程。

课程大纲

第一讲 计算机基本结构(Basic Components of a Computer)
内容要点:冯·诺伊曼结构,计算机执行指令的过程

第二讲 指令系统体系结构(Instruction Set Architecture)
内容要点:x86 ISA,MIPS ISA

第三讲 算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit)
内容要点:逻辑运算,二进制加减法运算,ALU的实现

第四讲 乘法器和除法器(Multiplier and Divider)
内容要点:乘法运算,乘法器的实现,除法运算,除法器的实现

第五讲 单周期处理器(Single Cycle Processor)
内容要点:控制器,数据通路

第六讲 流水线处理器(Pipelined Processor)
内容要点:流水线,相关和冒险

第七讲 存储层次结构(Memory Hierarchy)
内容要点:高速缓存,主存

第八讲 中断与异常(Interruption and Exception)
内容要点:中断与异常的异同,中断处理的过程

第九讲 输入输出设备(Input/Output Devices)
内容要点:基本的输入输出控制方式,常用的输入输出设备类型

预备知识

学习本课程之前,需要具备二进制和高级语言编程的基本知识。

参考资料

主要教材:
《计算机组成与设计》(英文版·第4版)
Computer Organization and Design, Fourth Edition
作者:David A. Patterson John L. Hennessy

推荐阅读:
《Intel微处理器》(第8版)
The Intel Microprocessors, Eighth Edition
作者:Barry B. Brey

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