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1、 计算机组成原理计算机组成原理余晓容余晓容 Email：电电 话：话：13613831539为什么要学习这门课程？为什么要学习这门课程？v计算机组成原理是研究计算机硬件技术的基础知识、计算机组成原理是研究计算机硬件技术的基础知识、基本思想和基本方法的课程，是计算机专业本科生基本思想和基本方法的课程，是计算机专业本科生的一门统设必修的专业基础课程；的一门统设必修的专业基础课程；v不是只有设计计算机硬件系统的人才要学这门课不是只有设计计算机硬件系统的人才要学这门课, ,计计算机专业的人员都应该对其有所了解；算机专业的人员都应该对其有所了解；v是学习后续多门课程是学习后续多门课程 ( (系统结构，系
2、统结构， 操作系统，编译操作系统，编译原理，高级语言程序设计原理，高级语言程序设计, , 计算机网络，数据库计算机网络，数据库) ) 的基础。的基础。v计算机考研专业基础课统考科目包括数据结构、计计算机考研专业基础课统考科目包括数据结构、计算机组成原理（算机组成原理（4545分）、操作系统和计算机网络。分）、操作系统和计算机网络。学习目标学习目标v理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。统的整机概念。 v理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件
3、与软件理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。本实现方法。 v能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。分析，并能对一些基本部件进行简单设计。 学习方法及考评办法学习方法及考评办法v学习方法学习方法课前预习课前预习课堂认真听讲课堂认真听讲课后独立完成作业课后独立完成作业v考评办法考评办法理论考核占理论考核占70%作业占作业
4、占15%课堂占课堂占15%教材及参考资料教材及参考资料v教材教材计算机组成原理计算机组成原理（第（第2版），版）， 唐朔飞著，高唐朔飞著，高等教育出版社等教育出版社v参考书目参考书目计算机组成与设计计算机组成与设计， 王诚著王诚著 清华大学出版社清华大学出版社计算机硬件及组成原理计算机硬件及组成原理，Arnold S. Berger 著，吴为民等译，机械工业出版社著，吴为民等译，机械工业出版社计算机组成原理计算机组成原理（第（第3版），白中英，科学出版），白中英，科学出版社，版社，2000 1 计算机系统概论计算机系统概论1.1 计算机系统简介计算机系统简介1.3 计算机硬件的主要技术指标计算
5、机硬件的主要技术指标1.2 计算机的基本组成计算机的基本组成1.4 课程内容简介课程内容简介1.1 计算机系统简介计算机系统简介一、计算机的软硬件概念一、计算机的软硬件概念1、计算机硬件（、计算机硬件（Hardware） 计算机系统使用的电子线路和电子元件等物计算机系统使用的电子线路和电子元件等物理设备的总称，是一切构成计算机的物理实体，理设备的总称，是一切构成计算机的物理实体，如主机、外设。硬件是构成计算机的物质基础，如主机、外设。硬件是构成计算机的物质基础，是计算机系统的核心。是计算机系统的核心。 半个世纪以来，计算机已发展为一个庞大的半个世纪以来，计算机已发展为一个庞大的家族，尽管各种类
6、型的计算机的性能、结构、应家族，尽管各种类型的计算机的性能、结构、应用等方面存在着差别，但是它们的基本组成结构用等方面存在着差别，但是它们的基本组成结构却是相同的。计算机硬件系统由却是相同的。计算机硬件系统由运算器、控制器、运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备存储器、输入设备、输出设备五部分构成。五部分构成。1.1 计算机硬件系统组成图计算机硬件系统组成图 存储器存储器输入设备输入设备运算器运算器控制器控制器输出设备输出设备1.1运算器运算器 在计算机中，运算器是一种执行部件。其主在计算机中，运算器是一种执行部件。其主要任务是完成信息的加工处理。这些处理主要有加、要任务是完成信息的加工处
7、理。这些处理主要有加、减、乘、除等算术运算和与、或、非、异或、同或减、乘、除等算术运算和与、或、非、异或、同或等逻辑运算。运算器主要由运算逻辑单元等逻辑运算。运算器主要由运算逻辑单元ALU和寄和寄存器两部分组成，寄存器部件用来提供参与运算的存器两部分组成，寄存器部件用来提供参与运算的操作数，并暂时存放运算结果。操作数，并暂时存放运算结果。存储器存储器 主要功能是存放程序与数据。程序是计算机主要功能是存放程序与数据。程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象。存储器主操作的依据，数据是计算机操作的对象。存储器主要由存储体、地址寄存器与译码线路、读写电路与要由存储体、地址寄存器与译码线路、读写
8、电路与数据寄存器、控制线路等构成，包括数据寄存器、控制线路等构成，包括ROM（只读（只读存储器）和存储器）和RAM（随机存取存储器）两种（随机存取存储器）两种。1.1 控制器控制器 控制器是计算机的控制中心。控制器作为控制器是计算机的控制中心。控制器作为CPU（中央处理器）的核心部件主要用来协调计（中央处理器）的核心部件主要用来协调计算机的工作，完成程序信息的处理和数据的输入算机的工作，完成程序信息的处理和数据的输入/输出。输出。输入输出设备输入输出设备 输入设备的任务是输入用户提供的原始信息，输入设备的任务是输入用户提供的原始信息，并且将其转换为计算机能识别的信息。常用的输入并且将其转换为计
9、算机能识别的信息。常用的输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪等。设备有：键盘、鼠标、扫描仪等。 输出设备的任务是将计算机的处理结果以能输出设备的任务是将计算机的处理结果以能被人们接受的或能为其他计算机所接受的形式输出被人们接受的或能为其他计算机所接受的形式输出。常用的输出设备有：打印机、显示器、绘图仪等。常用的输出设备有：打印机、显示器、绘图仪等。1.1 2、软件、软件由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成 语言处理程序语言处理程序操作系统操作系统服务性程序服务性程序数据库管理系统数据库管理系统网络软件网络软件软软件件应用软件应用软件系统软件系统软件管理
10、硬件与软件资源的管理硬件与软件资源的程序，同时也是计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石（包系统的内核与基石（包括进程与处理机管理、括进程与处理机管理、作业管理、作业管理、存储管理存储管理、设备管理、设备管理、文件管理文件管理）1.1 二、计算机系统的层次结构二、计算机系统的层次结构1、计算机的解题过程、计算机的解题过程 计算机计算机高级语高级语言程序言程序目标目标程序程序结果结果翻译翻译运行运行 2、层次结构、层次结构高级语言高级语言虚拟机器虚拟机器 M3汇编语言汇编语言虚拟机器虚拟机器 M2操作系统操作系统虚拟机器虚拟机器机器语言机器语言实际机器实际机器 M1微指令系统微指令系统微程序
11、机器微程序机器 M0应用层应用层虚拟机器虚拟机器 M41.1 用编译程序翻译用编译程序翻译成汇编语言程序成汇编语言程序用汇编程序翻译用汇编程序翻译成机器语言程序成机器语言程序用机器语言解释操作系统用机器语言解释操作系统用微指令解释机器指令用微指令解释机器指令由硬件直接执行微指令由硬件直接执行微指令软软件件硬硬件件虚拟机器虚拟机器 M3虚拟机器虚拟机器 M2虚拟机器虚拟机器 M实际机器实际机器 M1微程序机器微程序机器 M01.1 1.1 三、计算机体系结构和计算机组成三、计算机体系结构和计算机组成程序员所见到的计算机系统的属性程序员所见到的计算机系统的属性概念性的结构与功能特性概念性的结构与功
12、能特性计算机计算机体系结构体系结构计算机计算机组成组成实现计算机体系结构所体现的属性实现计算机体系结构所体现的属性有无乘法指令有无乘法指令如何实现乘法指令如何实现乘法指令（指令系统、数据类型、寻址技术、（指令系统、数据类型、寻址技术、I/OI/O机理）机理）（具体指令的实现）（具体指令的实现）1.2 计算机的基本组成计算机的基本组成一、冯一、冯诺依曼计算机诺依曼计算机基本思想：计算机要自动完成解题任务，基本思想：计算机要自动完成解题任务，必须将事先设计好的用以描述计算机解题过必须将事先设计好的用以描述计算机解题过程的程序如同数据一样用二进制形式储存在程的程序如同数据一样用二进制形式储存在机器中
13、，计算机在工作时从机器中逐条取出机器中，计算机在工作时从机器中逐条取出指令加以执行。指令加以执行。1.2 冯冯诺依曼计算机诺依曼计算机特点特点1. 计算机由五大部件组成计算机由五大部件组成3. 指令和数据用二进制表示指令和数据用二进制表示4. 指令由操作码和地址码组成指令由操作码和地址码组成6. 以运算器为中心以运算器为中心2. 指令和数据以同等地位存于存储器，指令和数据以同等地位存于存储器， 可按地址寻访可按地址寻访5. 指令在存储器内按顺序存放指令在存储器内按顺序存放1.2 二、计算机的硬件框图二、计算机的硬件框图典型的典型的冯冯诺依曼计算机结构图（以运算诺依曼计算机结构图（以运算器为中心
14、）器为中心）存储器存储器输入设备输入设备运算器运算器控制器控制器输出设备输出设备1.2 以存储器为中心的计算机硬件框图以存储器为中心的计算机硬件框图程序程序存储器存储器输出设备输出设备输入设备输入设备运算器运算器控制器控制器数据数据结果结果计算计算1.2 现代计算机组成框图现代计算机组成框图ALUCPU主机主机I/O设备设备CU主主存存1.2 三、计算机的工作步骤三、计算机的工作步骤1. .上机前的准备上机前的准备 建立数学模型建立数学模型 - -+ +- -+ +- -= =!x9!x7!x5!x3xx9753sin 编制解题程序编制解题程序 确定计算方法确定计算方法程序程序 运算的运算的
15、全部步骤全部步骤指令指令 每每 一个步骤一个步骤 (n=0,1,2,)1.2 取取x 至运算器中至运算器中乘以乘以x 在运算器中在运算器中乘以乘以a 在运算器中在运算器中存存ax2 在存储器中在存储器中取取b 至运算器中至运算器中乘以乘以x 在运算器中在运算器中加加ax2 在运算器中在运算器中加加c 在运算器中在运算器中= ( (ax + b) )x + c 取取x 至运算器中至运算器中乘以乘以a 在运算器中在运算器中加加b 在运算器中在运算器中乘以乘以x 在运算器中在运算器中加加c 在运算器中在运算器中计算计算 ax2 + bx + c1.2 000001 0000001000打印打印 停机
16、停机取数取数 ACC存数存数 ACC 加加 ACC+ ACC乘乘 ACC ACC操作码操作码地址码地址码 打印机打印机指令格式举例指令格式举例1.2 指令和数据指令和数据存于主存单存于主存单元的地址元的地址 指令指令 注释注释操作码操作码 地址码地址码 00000010000001000取数取数x至至ACC 10001000000001001乘乘a得得ax ,存于存于ACC中中 20000110000001010加加b得得ax+b ,存于存于ACC中中 30001000000001000乘乘x得（得（ax+b)x,存于存于ACC中中 40000110000001011加加c得得ax2 + bx
17、 + c ,存于存于ACC 50000100000001100将将ax2 + bx +c ,存于主存单元存于主存单元 60001010000001100打印打印 7000110停机停机计算计算 ax2 + bx + c 程序清单程序清单注：此例中用到的注：此例中用到的a、b、c和和x值需事先存入存储器的相应单元内值需事先存入存储器的相应单元内 1.2 2.计算机的解题过程计算机的解题过程CU控制控制单元单元主存储器主存储器MDRMAR存储体存储体CPUPC控制器控制器IR运算器运算器MQACCALUXI/O设设备备细化的计算机组成框图细化的计算机组成框图 存储体存储体大楼大楼存储单元存储单元
18、存放一串二进制代码存放一串二进制代码存储字存储字 存储单元中二进制代码的组合存储单元中二进制代码的组合存储字长存储字长 存储单元中二进制代码的位数存储单元中二进制代码的位数每个存储单元赋予一个地址号每个存储单元赋予一个地址号按地址存取按地址存取 存储单元存储单元 存储元件存储元件（0/1） 房间房间 床位床位 （无人（无人/ / 有人）有人）( (1) )主存储器的基本组成主存储器的基本组成MDR主存储器主存储器存储体存储体MAR1.2 MARMDR 存储单元个数存储单元个数 16存储字长存储字长 8 设设 MAR = = 4 位位 MDR = = 8 位位存储器地址寄存器存储器地址寄存器位数
19、反映存储单元的个数位数反映存储单元的个数存储器数据寄存器存储器数据寄存器位数反映存储字长位数反映存储字长MDR主存储器主存储器存储体存储体MAR1.2 ACC MQ X(2)运算器的基本组成及操作过程运算器的基本组成及操作过程运算器运算器MQACCALUX被加数被加数被减数被减数被除数被除数乘数乘数商商加数加数减数减数被乘数被乘数除数除数加法加法减法减法乘法乘法除法除法和和差差余数余数乘积高位乘积高位乘积低位乘积低位1.2 运算器运算器MQACCALUXACC 被加数被加数ACC初态初态 加法操作过程加法操作过程 ACC+X ALU M XXACCACC指令指令 加加M1.2 减法操作过程减法
20、操作过程运算器运算器MQACCALUX指令指令 减减MACC 被减数被减数ACC初态初态 M XX ACC-X ALUACCACC1.2 运算器运算器MQACCALUXACCACC 被乘数被乘数初态初态 MQ M MQ指令指令 乘乘M 乘法操作过程乘法操作过程X ACC XALU X MQ 00ACCACCMQACCMQ1.2 运算器运算器MQACCALUXACC 被除数被除数ACC初态初态 ACC X ALUMQACCMQ余数在余数在ACC中中指令指令 除除M M XX 除法操作过程除法操作过程1.2 内容回顾内容回顾v计算机系统分硬件、软件两部分，由五计算机系统分硬件、软件两部分，由五个层
21、次构成；个层次构成；v计算机体系结构与计算机组成的区别；计算机体系结构与计算机组成的区别；v冯冯诺依曼计算机的基本思想；诺依曼计算机的基本思想；v计算机的基本组成；计算机的基本组成；内容回顾内容回顾CU控制控制单元单元主存储器主存储器MDRMAR存储体存储体CPUPC控制器控制器IR运算器运算器MQACCALUXI/O设设备备取指令取指令分析指令分析指令执行指令执行指令PCIRCUPCIRCU取指取指执行执行PC 存放当前欲执行指令的地址，存放当前欲执行指令的地址， 具有计数功能（具有计数功能（PC）+ + 1 1 PCIR 存放当前欲执行的指令存放当前欲执行的指令完成完成一条一条指令指令(
22、(3) )控制器的基本组成控制器的基本组成1.2 12356789以取数指令为例以取数指令为例4CU控制控制单元单元主存储器主存储器MDRMAR存储体存储体CPUPC控制器控制器IR运算器运算器MQACCALUXI/O设设备备1.2 ( (4) )主机完成一条指令的过程主机完成一条指令的过程12356798以存数指令为例以存数指令为例4CU控制控制单元单元主存储器主存储器MDRMAR存储体存储体CPUPC控制器控制器IR运算器运算器MQACCALUXI/O设设备备1.2 ( (5) ) ax2 + bx + c 程序的运行程序的运行过程过程 将程序通过输入设备送至计算机将程序通过输入设备送至计
23、算机 程序首地址程序首地址 打印结果打印结果 分析指令分析指令 取指令取指令 停机停机 启动程序运行启动程序运行,(PC )+ 1 PC,(PC )+ 1 PC 执行指令执行指令 MARMARM MMDRMDRIRIRPCPCCUCUOP(IR)OP(IR)Ad(IR)Ad(IR)MARMARM MMDRMDRACCACCPCPC1.2 以计算从以计算从1到到10的累加和为例，看一看的累加和为例，看一看3个级别语言的程序个级别语言的程序 C+程序程序 汇编语言程序汇编语言程序 机器语言程序机器语言程序(16进制进制)sum=0 2000: sub R15, R15 01FFfor(i=0;i1
24、0;i+) sub R1, R1 0111 sum=sum+i; mvrd R0, 0A 8800 000Aprintf(“%dn”,sum); 2003: inc R1 0910return; add R15, R1 00F1 cmp R1, R0 0310 jrnz 2003 47FC cala 0664 CE00 0064 ret 8F00三个级别的程序设计语言三个级别的程序设计语言1.2 以计算从以计算从1到到10的累加和为例，看一看的累加和为例，看一看3个级别语言的程序个级别语言的程序 BASIC程序程序 汇编语言程序汇编语言程序 机器语言程序机器语言程序(16进制进制)10 sum
25、=0 2000: sub R15, R15 01FF20 for i=1 to 10 sub R1, R1 011130 sum=sum+i mvrd R0, 0A 8800 000A40 next i 2003: inc R1 091050 print sum add R15, R1 00F160 end cmp R1, R0 0310 jrnz 2003 47FC cala 0664 CE00 0064 ret 8F00三个级别的程序设计语言三个级别的程序设计语言1.2 1.3 计算机硬件的主要技术性能指标计算机硬件的主要技术性能指标1. .机器字长机器字长CPU一次能处理数据的位数与一次
26、能处理数据的位数与CPU中的中的寄存器位数寄存器位数有关有关响应时间：从事件开始到事件结束的时间，响应时间：从事件开始到事件结束的时间， 又称执行时间。又称执行时间。2. 吞吐量、响应时间吞吐量、响应时间吞吐量：单位时间内的数据输出数量。吞吐量：单位时间内的数据输出数量。1.3CPU执行时间：执行时间：TCPU=InCPITCIn：执行程序中指令的总数：执行程序中指令的总数CPI：执行每条指令所需的平均时钟周期数：执行每条指令所需的平均时钟周期数TC：时钟周期时间的长度：时钟周期时间的长度3. CPU时钟周期、主频、时钟周期、主频、CPU执行时间执行时间CPU时钟周期：机器主频的倒数，时钟周期
27、：机器主频的倒数，Tc主频：主频：CPU工作主时钟的频率，机器主频工作主时钟的频率，机器主频Rc4. .运算速度运算速度= =ni = =1fi tiTM 吉普森法吉普森法影响因素：主频、操作、主存速度等影响因素：主频、操作、主存速度等每秒执行百万条指令每秒执行百万条指令MIPSCPI 执行一条指令所需时钟周期数执行一条指令所需时钟周期数每秒浮点运算百万次数每秒浮点运算百万次数MFLOPS衡量方式衡量方式 普通法普通法 完成一次加法或乘法时间完成一次加法或乘法时间 1.3221 = = 256 KB213 = = 1 KB如如5.5.存储容量存储容量主存容量主存容量辅存容量辅存容量存储单元个数
28、存储单元个数 存储字长存储字长字节数字节数字节数字节数 80 GB如如 MAR MDR 容量容量 10 8 16 32存放二进制信息的总位数存放二进制信息的总位数1K = 210 1B = 23b1GB = 230b1 K 8位位64 K 32位位1.31.4 课程内容简介课程内容简介v计算机系统概论（计算机系统概论（1、2章）章）v计算机系统的硬件结构（计算机系统的硬件结构（3、4、5章）章）v中央处理器（中央处理器（CPU) v控制单元（控制单元（CU)v计算机系统的硬件结构计算机系统的硬件结构第三章第三章 系统总线（系统总线（34个课时）个课时）v内容内容总线基本概念、总线分类、总线特性
29、和性能指标、总线基本概念、总线分类、总线特性和性能指标、总线结构和总线控制；总线结构和总线控制；v要求要求了解总线的基本概念，在此基础上了解总线的发了解总线的基本概念，在此基础上了解总线的发展、分类和各类总线标准，理解总线的两类结构展、分类和各类总线标准，理解总线的两类结构即单总线结构和多总线结构，重点需要掌握总线即单总线结构和多总线结构，重点需要掌握总线为解决众多部件争用总线而进行的判优控制和通为解决众多部件争用总线而进行的判优控制和通信控制的控制原理。信控制的控制原理。1.4第四章第四章 存储器（存储器（1416个课时）个课时）v内容内容存储器分类和存储器的层次结构；存储器分类和存储器的层
30、次结构；主存储器（包括半导体存储芯片简介、静态随机存取主存储器（包括半导体存储芯片简介、静态随机存取存储器和动态随机存取存储器存储器和动态随机存取存储器 、只读存储器、存储器、只读存储器、存储器与与CPU连接、存储器校验、提高访存速度的措施）；连接、存储器校验、提高访存速度的措施）；高速缓冲存储器（高速缓冲存储器（Cache）（包括）（包括Cache的基本结构的基本结构及工作原理、及工作原理、Cache-主存地址映像、替换算法）；主存地址映像、替换算法）；辅助存储器（包括辅助存储器的特点及主要技术指标、辅助存储器（包括辅助存储器的特点及主要技术指标、磁记录原理和记录方式、磁盘存储器的结构、光盘
31、存磁记录原理和记录方式、磁盘存储器的结构、光盘存储器的存取原理）；储器的存取原理）；v要求要求必须掌握各类存储器的工作原理，以及各类存储器在必须掌握各类存储器的工作原理，以及各类存储器在存储器的层次结构中各自起的作用。存储器的层次结构中各自起的作用。1.4第五章第五章 输入输出系统（输入输出系统（8个课时）个课时）v内容内容输入输出系统的发展概况及组成、输入输出系统的发展概况及组成、I/O与主机的编址与主机的编址方式、传送方式、联络方式以及设备寻址；外部设方式、传送方式、联络方式以及设备寻址；外部设备分类及简介；备分类及简介；I/O接口的功能及基本组成；程序查接口的功能及基本组成；程序查询方式
32、的工作原理及程序查询接口电路；程序中断询方式的工作原理及程序查询接口电路；程序中断方式的工作原理及程序中断接口电路、中断服务流方式的工作原理及程序中断接口电路、中断服务流程；直接存取（程；直接存取（Direct Memory Access ）方式的）方式的特点、特点、DMA接口电路的功能、组成、类型及接口电路的功能、组成、类型及DMA 的的工作过程；工作过程；v要求要求掌握主机与掌握主机与I/O交换的三种控制方式，即程序查询、交换的三种控制方式，即程序查询、程序中断和程序中断和DMA，以及它们各自所需的硬件及软件，以及它们各自所需的硬件及软件支持支持 ；1.4v中央处理器中央处理器第六章第六章
33、 计算机的运算方法（计算机的运算方法（16个课时）个课时）v内容内容计算机中有符号数（原码、补码、反码、移码）和计算机中有符号数（原码、补码、反码、移码）和无符号数的表示；计算机中数的定点表示和浮点表无符号数的表示；计算机中数的定点表示和浮点表示；定点运算；浮点四则运算；算术逻辑单元；示；定点运算；浮点四则运算；算术逻辑单元；v要求要求掌握计算机中有符号数、无符号数、定点数和浮点掌握计算机中有符号数、无符号数、定点数和浮点数的各种表示，以及移位、定点补码加减运算、定数的各种表示，以及移位、定点补码加减运算、定点原码一位乘和两位乘及补码点原码一位乘和两位乘及补码Booth算法、定点原算法、定点原
34、码和补码加减交替除法，以及浮点补码加减运算。码和补码加减交替除法，以及浮点补码加减运算。了解不同的运算方法对运算器结构的影响，以及提了解不同的运算方法对运算器结构的影响，以及提高运算速度采取的各种措施，包括快速进位链的设高运算速度采取的各种措施，包括快速进位链的设计方法计方法 ；1.4第七章第七章 指令系统（指令系统（8个课时）个课时）v内容内容机器指令的一般格式；操作数类型和操作类型；指令机器指令的一般格式；操作数类型和操作类型；指令的地址格式和寻址方式；指令格式举例；精简指令系的地址格式和寻址方式；指令格式举例；精简指令系统计算机技术（统计算机技术（Reduced Instruction
35、Set Computer，即，即 RISC）；）；v要求要求要求掌握不同的寻址方式对操作数寻址范围以及对编要求掌握不同的寻址方式对操作数寻址范围以及对编程的影响，掌握不同的寻址方式所要求的硬件和信息程的影响，掌握不同的寻址方式所要求的硬件和信息的加工过程；还应了解的加工过程；还应了解RISC的主要特点及其与复杂的主要特点及其与复杂指令系统计算机技术（指令系统计算机技术（Complex Instruction Set Computer，即，即 CISC）的区别）的区别 ；1.4第八章第八章 CPU的结构和功能（的结构和功能（6个课时）个课时） v内容内容CPU的功能及结构框图；指令周期；指令流水
36、；的功能及结构框图；指令周期；指令流水；中断系统（包括引起中断的各种因素，中断系统所中断系统（包括引起中断的各种因素，中断系统所需解决的共性问题，如：中断请求标记、中断判优、需解决的共性问题，如：中断请求标记、中断判优、中断响应、中断服务、中断返回、多重中断等）；中断响应、中断服务、中断返回、多重中断等）；v要求要求掌握机器完成一条指令的全过程、中断技术在提高掌握机器完成一条指令的全过程、中断技术在提高整机效能方面所起的作用，以及流水技术。整机效能方面所起的作用，以及流水技术。1.4v控制单元控制单元第九章第九章 控制单元的功能（控制单元的功能（6个课时）个课时）v内容内容微操作命令的分析（按
37、取指周期、间指周期、执微操作命令的分析（按取指周期、间指周期、执行周期和中断周期分析不同指令的微操作命令）；行周期和中断周期分析不同指令的微操作命令）；控制单元的外特性；多级时序系统；控制方式；控制单元的外特性；多级时序系统；控制方式；控制信号实例分析控制信号实例分析 ；v要求要求理解控制单元为完成不同指令所发出的各种操作理解控制单元为完成不同指令所发出的各种操作命令，以及指令周期、机器周期、时钟周期与操命令，以及指令周期、机器周期、时钟周期与操作命令的关系。作命令的关系。 1.4第十章第十章 控制单元的设计（控制单元的设计（6个课时）个课时）v内容内容组合逻辑设计；组合逻辑控制单元框图、微操
38、作节组合逻辑设计；组合逻辑控制单元框图、微操作节拍安排、组合逻辑设计举例；微程序设计；微程序控拍安排、组合逻辑设计举例；微程序设计；微程序控制单元框图及工作原理、微指令的编码方式、微指令制单元框图及工作原理、微指令的编码方式、微指令地址的形成方式、微指令格式、微程序设计举例；地址的形成方式、微指令格式、微程序设计举例；v要求要求初步掌握控制单元的两种设计方法，进一步理解组初步掌握控制单元的两种设计方法，进一步理解组合逻辑控制器和微程序控制器在设计思想、硬件组成合逻辑控制器和微程序控制器在设计思想、硬件组成及其工作原理方面的不同；结合时序系统的概念，学及其工作原理方面的不同；结合时序系统的概念，学会按不同指令要求，写出相应的微操作命令及节拍安会按不同指令要求，写出相应的微操作命令及节拍安排。排。1.4作业作业1.4、1.9、1.11QUESTION？
