第五节 算术逻辑单元 (1学时)
一、逻辑运算
介绍逻辑非运算、逻辑加运算、逻辑乘运算和逻辑异或运算。 二、多功能算术/逻辑运算单元
介绍多功能算术/逻辑运算单元ALU的基本思想、逻辑表达式,还介绍了ALU芯片74181和先行进位发生器74182的逻辑电路。
复习与思考题:
1. 已知一个数的原码,如何求它的补码? 2. 试说明乘法器原理。
3. 试说明不恢复余数阵列除法器的工作原理。 4. 试说明多功能算术/逻辑运算单元的基本思想。 5. 试说明浮点加、减法运算的操作过程。
第四章 存储系统 (10学时)
教学目标和要求:
通过学习本章,使学生掌握各类半导体存储器的工作原理和特性、主存储器容量的扩充方法、多级存储器的层次结构。要求学生:
1. 掌握主存储器的主要技术指标;
2. 掌握静态MOS存储器、SRAM的结构和工作原理; 3. 掌握动态MOS存储器,EPROM的工作原理; 4. 掌握SRAM、EPROM与CPU连接的方法;
5. 掌握Cache的工作原理、主存与Cache的地址映射方式; 教学重点遇难点: 本章重点:
1. 各类半导体存储器的工作原理; 2. 主存储器容量的扩充方法; 3. 虚拟存储器;
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4. 多级存储器的层次结构。 本章难点:
1. 主存储器容量的扩充方法; 2. 虚拟存储器。
教学方式:课堂讲授8学时,习题课2学时。
第一节 存储器概述(1学时)
一、存储器分类
介绍存储器的作用和存储器的五种分类方法。 二、存储器的分级结构
介绍多级存储系统的层次结构和每级存储器的职能。 三、主存储器的技术指标 介绍主存储器的主要技术指标。
第二节 主存储器 (4学时)
一、SRAM存储器
主要介绍SRAM存储器的原理、SRAM存储器的结构、SRAM存储器芯片与CPU的连接方式。
二、DRAM存储器
介绍DRAM存储元的工作原理、DRAM存储器芯片和DRAM的刷新。 三、主存储器与CPU的连接
第三节 Cache存储器 (2学时)
一、Cache基本原理
介绍Cache的功能、工作原理、Cache的命中率。 二、主存与Cache的地址映射
介绍三种映射方式:全相联映射、直接映射和组相联映射。 三、替换策略
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介绍常用的三种替换算法。 四、Cache的写操作策略 介绍三种写操作策略。 五、奔腾PC机的Cache
奔腾PC机采用两极Cache结构,集成在CPU内的是一级Cache,安装在主板上的是二级Cache。
第四节 辅助存储器 (1学时)
一、硬盘的原理 介绍硬盘的储存原理。
复习与思考题:
1. 在设计主存储器时,如何将存储器芯片与CPU连接? 2. 在三级存储器体系结构中,各级存储器的职能是什么? 3. 主存与Cache的地址映射方式有那三种? 4. 试说明段页式虚拟存储器地址变换过程。
第五章 指令系统 (7学时)
教学目标和要求:
通过学习本章,使学生掌握指令的格式、地址码的结构、指令和数据的寻址方式、指令的类型,为下一章分析CPU的组织打下基础。要求学生:
1. 掌握指令的格式和地址码的结构; 2. 掌握指令和数据的寻址方式; 3. 掌握堆栈的概念和两种堆栈的结构; 4. 掌握指令的分类; 5. 掌握精简指令系统的特点。 教学重点和难点:
本章重点:指令的格式、地址码的结构和寻址方式。
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本章无难点。
教学方式:课堂讲授6学时,习题课1学时。
第一节 机器指令 (0.5学时)
一、机器指令格式 介绍机器指令格式。 二、机器指令字长 介绍机器指令字长。
第二节 操作数类型和操作类型 (1.5学时)
一、操作数类型 二、操作类型
第三节 指令和数据的寻址方式 (3学时)
一、指令的寻址方式
指令的寻址方式有两种:一种是顺序寻址方式,另一种是跳跃寻址方式。 二、操作数的寻址方式 介绍了九种寻址方式。 三、寻址方式举例
第四节 RISC和CISC (1学时)
一、RISC介绍 介绍RISC概念。 二、CISC介绍 介绍CISC概念。 复习与思考题:
1. 试说明指令操作码、地址码的功能和地址码的结构。 2. 试说明操作数的寻址方式有哪几种。
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3. 试说明存储器堆栈进栈和出栈的操作过程。
第六章 中央处理器 (23学时)
教学目标和要求:
通过学习本章,使学生掌握CPU的功能和逻辑组成,从指令流程和微操作命令序列这两个层次上懂得计算机是如何工作的。要求学生:
1. 掌握CPU的功能和基本组成; 2. 掌握指令的执行过程; 3. 掌握微程序控制器的工作原理; 4. 掌握机器指令与微指令的关系; 5. 掌握微程序设计技术。 教学重点和难点:
本章重点:CPU的功能和基本组成;微程序控制器的工作原理;微程序设计技术。
本章难点:微程序设计技术。
教学方式:课堂讲授19学时,习题课4学时。
第一节 CPU的功能和结构(2学时)
一、CPU的功能
介绍CPU四个方面的功能。 二、CPU的基本组成
介绍控制器、运算器的组成和功能。 三、CPU中的主要寄存器 介绍CPU中六类寄存器的作用。 四、操作控制器与时序产生器
操作控制器有三种类型,其作用是在各寄存器之间建立数据通路;时序产生器的作用是对各种操作实施时间上的控制。
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