清华计算机组成原理.pptx

计算机组成原理教学小组成员：王诚 教授 刘卫东 副教授 宋佳兴 老师 办公室：东主楼9区409电话：81446答疑时间：Thursday,4:00~5:00pm网上课程：

计算机组成原理第一单元 第一讲学习目的和方法计算机发展简史

学习目的了解计算机的组成五大组成部件掌握计算机的运行原理计算机为什么能执行高级语言程序掌握现代计算机中的一些核心技术流水、Cache、并行培养设计计算机的技能提高编程能力成为计算机科学家、计算机专家

主要教学内容计算机的层次结构运算器的功能、组成和基本运行原理控制器的功能、组成和运行原理存储器及层次存储器系统输入/输出设备和总线

学习目标掌握单台计算机的完整硬件组成基本运行原理内部运行机制了解计算机系统的必威体育精装版发展达到能独立设计一台完整计算机的水平。

学习方法课堂讲授阅读参考资料思考完成实验习题和实验报告讨论和总结考试

考评办法课堂讨论习题和作业实验和报告考试

教材和参考书教材《计算机组成与设计》王诚著清华大学出版社《计算机组成与设计实验指导》王诚著清华大学出版社参考书目《结构化计算机组成》刘卫东徐恪译机械工业出版社ComputerOrganizationDesignThehardware/softwareinterface机械工业出版社ComputerorganizationandarchitectureDesigningforperformance清华大学出版社《计算机组成与结构》王爱英编第3版清华大学出版社

计算机里有什么？

什么是计算机？构成计算机的基础理论大部分已经有50年了。目前，计算机的关键部件也没有大的改变CPUDataPathControllerMemoryI/O

什么是计算机？功能部件CPUDataPathControllerMemoryI/OIntelPentium

什么是计算机？Datapath:完成算术和逻辑运算，通常包括其中的寄存器。Control:CPU的组成部分，它根据程序指令来指挥datapath，memory以及I/O运行，共同完成程序功能。Memory:存放运行时程序及其所需要的数据的场所。Input:信息进入计算机的设备，如键盘、鼠标等。Output:将计算结构展示给用户的设备，如显示器、磁盘、打印机、喇叭等。ComputerMemoryInputOutputDatapathControl

计算机组成ProcessorVonNeumannMachine

DatapathMemoryI/O

Bus-BasedComputer

AnatomyofaModernPC

MultiprocessorsIBMASCIWhite:8Kprocessors,13Tflops

计算机剖析计算机系统计算机结构计算机处理器逻辑设计电路（VLSI）设计设备制造

计算机剖析（续）计算机系统计算机结构计算机处理器高级语言汇编语言机器语言

计算机组成原理

LevelsofRepresentationHighLevelLanguageProgram(e.g.,C)AssemblyLanguageProgram(e.g.,MIPS)MachineLanguageProgram(MIPS)ControlSignalSpecificationCompilerAssemblerMachineInterpretationtemp=v[k];v[k]=v[k+1];v[k+1]=temp;lw $to, 0($2)lw $t1, 4($2)sw $t1, 0($2)sw $t0, 4($2)000010011100011010101111010111110101100000001001110001101100011010101111010110000000100101011000000010011100011010101111°°计算机组成

ASix-LevelComputer

MultilevelMachine

EvolutionofMultilevelMachinesBarehardwareMicroprogrammingOperatingsystemCompilersHardware/softwareinterfaceSimpleISACISCRISC