《计算机组成》课件--唐硕飞

《计算机组成》是计算机科学与技术领域的一门基础课程，主要研究计算机系统的基本构成和工作原理。唐硕飞编著的教材是该领域的经典参考书，尤其第二版因其深入浅出的讲解方式受到广泛赞誉。本课件包含了该教材的前五章和第六到第十章的主要内容。 1. **第一章 计算机系统概论** - 计算机系统的层次结构：硬件、软件和用户之间的关系。 - 计算机的基本组成：CPU、存储器、输入/输出设备。 - 计算机的工作流程：指令执行过程和数据处理模式。 2. **第二章 数据的表示和运算** - 二进制、八进制、十进制和十六进制的转换。 - 二进制数的算术运算与逻辑运算。 - 补码表示法、原码表示法、反码表示法及其在溢出问题上的应用。 - 浮点数表示：阶码、尾数、规格化和非规格化表示。 3. **第三章 运算器** - 加法器、减法器的设计与实现。 - 移位运算及其在计算中的应用。 - 定点和浮点运算器的结构与运算过程。 4. **第四章 存储系统** - 内存层次结构：寄存器、高速缓存、主存、外存。 - 静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的工作原理。 - 地址映射技术：直接映射、全相联映射、组相联映射。 - 内存访问时间的优化策略。 5. **第五章 指令系统** - 指令格式：R型、I型、J型指令。 - 寻址方式：直接、间接、相对、基址、变址等。 - CISC与RISC指令集的对比。 - 指令流水线技术提高处理器性能。 6. **第六章 CPU设计** - 时钟周期、指令周期和CPU周期的概念。 - 控制单元的设计：微操作、微指令、微程序。 - 流水线CPU的结构和性能分析。 - 预测分支技术的原理与应用。 7. **第七章 总线与输入/输出系统** - 总线的分类：数据总线、地址总线、控制总线。 - 总线仲裁与通信协议。 - 输入/输出方式：程序控制、中断、DMA（直接存储器访问）。 8. **第八章 磁盘与文件系统** - 磁盘的物理结构：磁道、扇区、磁头。 - 磁盘调度算法：FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN。 - 文件系统：文件的逻辑结构、物理结构、目录管理。 9. **第九章 接口与外围设备** - 并行接口和串行接口的区别。 - USB、PCI、PCIe等接口标准。 - 显示器的工作原理与显卡的接口。 - 打印机的工作原理及接口技术。 10. **第十章 云计算与虚拟化** - 云计算的基本概念：IaaS、PaaS、SaaS。 - 虚拟化技术：全虚拟化、半虚拟化、容器化。 - 虚拟机监控器（VMM）的作用与实现。 - 云存储与分布式文件系统。 以上内容涵盖了计算机组成原理的基本知识点，对于理解计算机硬件的工作机制、软件与硬件的交互以及系统性能优化等方面具有重要价值。通过学习这些章节，读者可以建立起对计算机系统整体运行机制的深刻认识。