计算机组成原理是计算机科学与技术领域的一门基础课程,它主要研究计算机系统的基本构造和工作原理。本套PPT课件涵盖了从第一章到第九章的内容,对于深入理解计算机硬件的运作机制具有重要的学习价值。以下是根据提供的信息所提炼出的相关知识点:
1. **第一章:计算机系统概述**
- 计算机系统的构成:包括硬件和软件两大部分,硬件包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等;软件则包括系统软件和应用软件。
- 计算机的五大组成部分:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
- 计算机的工作流程:输入数据,通过CPU处理,结果存入存储器,最后通过输出设备展示。
2. **第二章:数制与编码**
- 数制转换:二进制、八进制、十进制、十六进制之间的转换。
- BCD码:二进制编码的十进制数,用于表示十进制数。
- ASCII码和Unicode码:字符编码标准,ASCII用于英文,Unicode支持多语言。
3. **第三章:逻辑代数与组合逻辑电路**
- 逻辑代数基本定律:包含加法规律、乘法规律、分配律等。
- 逻辑门电路:与门、或门、非门、异或门等,以及它们的真值表和逻辑表达式。
- 函数化简:Karnaugh地图(K-Map)用于简化布尔函数。
- 组合逻辑电路设计:利用逻辑门实现特定功能的电路。
4. **第四章:时序逻辑电路**
- 触发器:RS、D、JK、T等类型,及其状态转移图。
- 寄存器:移位寄存器、计数器等,用于存储和传输数据。
- 存储器:RAM(随机访问存储器)和ROM(只读存储器)的结构与工作原理。
5. **第五章:指令系统**
- 指令格式:包括操作码、地址码等部分。
- 数据处理指令:如加法、减法、逻辑运算等。
- 控制转移指令:如跳转、子程序调用等,用于程序流程控制。
6. **第六章:中央处理器(CPU)**
- CPU的结构:包括运算器、控制器、寄存器等部分。
- 指令执行过程:取指、译码、执行、写回等步骤。
- 流水线技术:提高CPU执行效率的方法。
7. **第七章:存储系统**
- 内存层次结构:高速缓存、主存、硬盘等,以及各自的访问速度和容量特点。
- 主存储器:动态随机存取存储器(DRAM)和静态随机存取存储器(SRAM)的区别。
- 高速缓存工作原理:包括直接映射、全相联映射、组相联映射等映射方式。
8. **第八章:输入/输出(I/O)系统**
- I/O接口:作为CPU与外部设备通信的桥梁。
- I/O方式:程序控制方式、中断方式、DMA(直接存储器访问)方式等。
- DMA的工作原理:数据直接在内存和外设之间传输,减少CPU干预。
9. **第九章:总线**
- 总线的概念:数据总线、地址总线、控制总线,以及它们的作用。
- 总线仲裁:解决多个设备同时请求使用总线的问题。
- 总线的性能指标:带宽、总线周期、总线时钟频率等。
通过学习这九章内容,学生将能理解计算机硬件的基本原理,为后续深入学习操作系统、编译原理等课程打下坚实的基础。这些知识在计算机系统设计、嵌入式系统开发、硬件调试等领域都有广泛的应用。