《计算机体系结构》学习指导

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1、《计算机体系结构》学习指导温东新课程名称：计算机体系结构英文名称：COMPUTERARCHTTECTURE开课院系：远程教育学院开课学时：50学分：3授课对象：远程教育学院专升本计算机科学与技术专业学生一、教学目的与课程性质、任务。教学目的：通过本课程的学习，能够帮助学生建立计算机系统的整体概念，树立按最合理的软硕件功能分配原则去设计开发计算机系统的思想，为今后学习并行计算机系统结构打下基础。计算机体系结构课程是计算机科学与技术专业本科教学中一门重要的技术专业课。计算机体系结构课程学习的主要任务是计算机体系结构的基本概念，基本原理,基本结构和基本分析方法，还应该清

2、楚认识到涉及操作系统，程序语言及其编译，数据结构等内容与计算机体系结构的相互影响和相互促进。二、教学要求该课程开设位于整个本科教学的后期，课程的教学不仅讲授计算机体系结构的基木概念，基木原理，基木结构，和基木分析方法，还要在教学过程屮将原学习过的专业课结合起来，例如操作系统，程序设计语言及其编译，数据结构等内容与本课程结合起来，使学生清楚它们与计算机体系结构的相互影响和相互作用。在教学环节上，对学生的学习提出“掌握”和“了解”两个层次上耍求，所谓“掌握”，是指学生在课后，必须能将所学内容自己理解并解决实际问题，这是将所学知识熟练应用到实践中的基础。所谓“了解”，是

3、要求学生对所学内容有初步的认知，在遇到相关问题时要求能够辨识。教学以课堂讲授为主，辅之以POWERPOINT方式。三、教学进度表序号题目知识点学时1绪论（一）计算机系统层次结构组成，实现的定义和相互关系22绪论（二）软硕取舍原则及设计方法软件移植手段23绪论CP应用与器件的影响并行性发展与计算机系统分类24指令与寻址（一）数据的表示25指令与寻址（二）寻址方式26指令与寻址（三）指令系统的设计与改进（1）27指令与寻址（四）指令系统的设计与改进（2）28指令与寻址（五）RISC技术29输入输川系统（一）总线210输入输出系统（二）中断系统211输入输出系统（三）通

4、道和外围处理机212存储体系（）存储体系213存储体系（二）虚拟存储器（1）214存储体系（三）虚拟存储器（2）2序号题目知识点学时15存储体系（四）Cache存储器216存储体系（五）主存保护217重叠，流水和向量处理机（一）重叠解释方式218重叠，流水和向量处理机（二）流水处理技术（1）219重叠，流水和向量处理机（三）流水处理技术（2）220巫叠,流水和向fit处理机（四）向量处理机2、教学内容与讲授方法讲课顺序教学内容授课方法第一讲教学目的，教学的基本内容，基础知识回顾，计算机系统层次结构组成，计算机系统结构,组成实现的定义和相互关系，讲述教学结合专业课知

5、识冋顾第二讲软件硬件取舍原则及设计方法软件移植手段系列机，兼容机的概念引导讲述教学第三讲应用与器件对体系结构的影响并行性的分类与发展，计算机系统分类讲述教学U!讲课顺序教学内容授课方法第四讲数据表示与数据结构浮点数尾数的基值大小和下溢处理自定义数据表示和向量数据表示引导讲述教学。第五讲寻址方式分析逻辑地址与主存物理地址利用图表讲述教学：二者的转换第六讲指令格式的优化利用图表讲述教学：指令格式的优化第七讲按增强指令功能的方向发展与改进指令系统按简化指令功能的方向发展与改进指令系统引导式+讲述式第八讲RISC技术讲述教学。第九讲总线的类型总线的控制方式总线的通讯技术数

6、据宽度与总线线数讲述教学。第十讲屮断的分类与分级中断系统的软硬件功能分配结合专业课知识回顾讲述教学第十一讲通道处理机的工作原理通道流量分析外围处理机启发式教学，举例第十二讲存储器容量速度价格的矛盾并行主存系统频宽的分析存储体系的形成发展性能参数启发式教学，举例说明第十三讲虚拟存储器段式存储管理方式段页式存储管理方式讲述教学。讲课顺序教学内容授课方法第十四讲页式存储管理方式页面失效的处理及提高等效访问速度的措施知识回顾，启发式第V五讲高速缓冲存储器的基本结构地址的映像与变换替换算法的实现透明性与性能分析知识回顾，启发式第十六讲主存保护讲述教学。第十七讲•次重叠主存空

7、间数相关的处理通用寄存器组相关的处理讲述教学第十八讲流水线的分类流水线的时空图讲述教学与启发：觅叠与流水的差别第十九讲流水线的性能及其分析流水线工作举例和关处理和控制机构讲述教学。第二十讲向量的流水线处理向量处理机讲述教学。五、课程的重点、思考题第一章绪论本章学习重点：1、计算机系统层次结构组成，计算机系统结构，组成实现的定义和相互关系,2、软件硬件取舍原则及设计方法，软件移植手段3、应用与器件对体系结构的影响，并行性的分类与发展，计算机系统分类本章思考题：1、名词解释：翻译解释层次结构解释程序计算机系统结构固件工程软件兼容模拟仿真时间重叠资源共享同构型处理机异构

8、型多处理机