本课件为哈尔滨工业大学计算机组成原理课程设计,涵盖计算机硬件结构、数据表示与运算基础等内容,旨在帮助学生深入理解计算机系统工作原理。
《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心课程,深入理解这门课程的知识对于学习计算机硬件系统、操作系统、编译原理等后续课程至关重要。哈尔滨工业大学作为国内顶尖的工科院校,其教学资源备受赞誉,由该校老师精心制作的《计算机组成原理》课件无疑是深入学习该领域的宝贵资料。
课件主要围绕以下几个核心知识点展开:
1. 计算机系统概述:首先介绍计算机的基本构成,包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等,以及它们之间的交互方式。这为后续深入学习打下基础。
2. 数据表示与运算:详细讲解二进制、八进制和十六进制等数字表示法及浮点数的存储格式,并涉及算术和逻辑运算的机器实现,包括加减乘除、移位以及逻辑非、与、或、异或操作。
3. 逻辑设计:讲述布尔代数及其在组合逻辑电路中的应用,如半加器、全加器等。同时介绍时序逻辑电路的应用实例,例如寄存器和计数器,并探讨它们如何用于实现程序计数器和状态寄存器等功能部件。
4. CPU结构:深入分析CPU的内部构造,包括运算单元、控制单元以及寄存器组等组件,并讲解指令集体系结构中的RISC(精简指令集)与CISC(复杂指令集)的区别。
5. 存储系统:涵盖内存层次结构,从高速缓存到主存储器再到磁盘储存设备的讨论。同时介绍虚拟内存的概念及相关的页表和页面替换算法等技术细节。
6. 输入输出系统:讲解输入/输出接口、中断机制以及直接存储访问(DMA)的工作原理,并列举常见的I/O设备如键盘、鼠标、显示器和硬盘驱动器等等。
7. 总线与互连:阐述总线的分类及其结构,包括信号协议及多处理器系统的连接方式。
8. 汇编语言编程:介绍汇编语言的基础知识涵盖指令集体系、寻址模式以及程序设计等方面,并讨论其与机器代码之间的关系。
9. 微程序设计:讲解微指令、控制存储器和执行流程,探讨微程序方法在实现特定功能中的优势及局限性。
通过哈尔滨工业大学的《计算机组成原理》课件,学生可以系统地掌握计算机硬件的工作机制,为理解和设计复杂的计算机系统奠定坚实基础。这份学习资源不仅有助于理论知识的理解,还能帮助提升实践能力。无论是对在校学生还是对计算机硬件感兴趣的自学者来说都是不可多得的学习材料。