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* * * * * * * * 计算机组成原理 授课教师：凌朝东，傅文渊 联系电话6162369 电子邮箱：edac@hqu.edu.cn 计算机组成原理 序、计算机系统结构 计算机系统结构是从程序设计者所看到的计算机的属性，即概念性结构和功能特性。这实际上是计算机系统的外特性。 从计算机系统的层次结构概念出发，不同级的程序设计者所看到的计算机属性显然是不一样的， “系统结构”就是指计算机系统中对各级之间界面的定义及其上、下的功能分配。 计算机组成原理 序、计算机组成 计算机组成（Computer Organization）指计算机系统结构的逻辑实现，包括机器级内的数据通道和控制信号的组成及逻辑设计，它着眼于机器级内各时间的时序方式与控制机构、各部件功能及相互联系。 计算机组成原理 序、计算机组成2 计算机组成还应包括：数据通路宽度；根据速度、造价、使用状况设置专用部件，例如是否设置乘法器、除法器、浮点运算协处理器、I/O处理器等；部件共享和并行执行；控制器结构（组合逻辑、PLA、微程序）、单处理机或多处理机、指令先取技术和预估、预判技术应用等组成方式的选择；可靠性技术；芯片的集成度和速度的选择。 计算机组成原理 序、计算机实现 计算机实现（Computer Implementation）指计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，芯片的集成度和速度，芯片、模块、插件、底板的划分与连接，专用芯片的设计，微组装技术，总线驱动，电源、通风降温、整机装配技术等，它着眼于芯片技术和组装技术。 计算机组成原理 序、三者之间的关系 计算机系统结构、组成和实现是三个不同的概念。 系统结构是计算机系统的软、硬件界面； 计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现； 计算机实现是计算机组成的物理实现。 他们各自有不同的内容，但又有紧密的关系。 计算机组成原理 序、三者之间的关系 例如： 指令系统功能的确定属于系统结构， 指令的实现，如取指、取操作数、运算、送结果等具体操作及其时序属于组成， 实现这些指令功能的具体电路、器件设计及装配技术等属于实现。 计算机组成原理 序、三种不同的设计思想 （1）在本等级范围内以合理的价格获得尽可能好的性能，逐渐向高档机发展，称为最佳性能价格比设计； （2）只求保持一定的合用的性能而争取最低价格，称为最低价格设计，其结果往往是从低档向下分化出新的计算机等级； （3）以获取最高性能为主要目标而不惜增加价格，称为最高性能设计，以至于产生当时最高等级计算机。 计算机组成原理 一、课程主要内容 讨论计算机单机系统的硬件组成。 即几大功能部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及相互连接构成整机的方法。 计算机组成原理 强调两个层次的整机概念： CPU整机概念 硬件系统整机概念 紧紧抓住各部件之间的信息传送方式和传送途径。 逻辑组成 工作机制 逻辑组成 工作机制 计算机组成原理 二、学习目的 为培养同学们在分析、设计、开发计算机系统方面的能力打下坚实的基础。 计算机组成原理 三、教学特点 1、以模型机为背景讨论基本原理，适当辐射实用机型。 2、讨论硬件组成时，在寄存器级进行分析。 计算机组成原理 四、知识架构与教学安排 知识架构： 计算机组成原理 信息的表示 计算机硬件系统 CPU 存储器 I/O 系统结构 计算机组成原理 2013 第一章 概论 2学时 第二章 计算机中的信息表示 4学时 第三章 CPU子系统 18学时 第四章 存储子系统 6学时 第五章 I/O子系统 6学时 第六章 输入/输出设备及I/O接口 4学时 第七章 计算机硬件系统模型 自学 40学时 计算机组成原理 原计划 第一章 概论 4学时 第二章 计算机中的信息表示 6学时 第三章 CPU子系统 30学时 第四章 存储子系统 10学时 第五章 I/O子系统 8学时 第六章 输入/输出设备及I/O接口 6学时 第七章 计算机硬件系统模型 自学 64学时 计算机组成原理 五、学习方法 ·