NCTU-109B-Comp-Org:NCTU 109Spring-计算机组织

【NCTU 109春季 计算机组织】课程是国立台湾大学（NCTU）开设的一门关于计算机硬件结构与设计的学科。这门课程深入探讨了计算机内部的工作原理，包括从低级别的逻辑门电路到高级的处理器架构。在学习过程中，学生将接触到计算机体系结构、数据表示、指令集架构、存储系统、输入/输出接口以及计算机性能分析等多个关键主题。 【Verilog】是一种广泛使用的硬件描述语言（HDL），它允许工程师用代码的形式来描述数字逻辑系统的功能和行为。在计算机组织的学习中，Verilog扮演着重要的角色，因为它是设计和验证数字电路，如微处理器和内存模块的工具。通过使用Verilog，学生可以模拟和仿真复杂的数字系统，理解它们如何在实际硬件中运行。 课程可能包含以下知识点： 1. **计算机基本概念**：解释计算机的五个主要组成部分——运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，以及它们如何协同工作。 2. **二进制和数据表示**：介绍二进制系统、十六进制和八进制转换，以及数值、字符和浮点数的二进制表示。 3. **逻辑门**：深入研究AND、OR、NOT、NAND、NOR和XOR等基本逻辑门，以及它们如何构成更复杂的逻辑电路。 4. **组合逻辑电路**：探讨半加器、全加器、编码器、译码器和多路复用器等逻辑电路的设计和应用。 5. **时序逻辑**：讲解寄存器、触发器、计数器和移位寄存器的工作原理，以及它们如何实现状态存储和顺序控制。 6. **微指令和微程序控制**：介绍微指令的概念，如何构建微程序来实现CPU操作，以及微指令格式的设计。 7. **指令集架构**：讨论CISC（复杂指令集计算机）与RISC（精简指令集计算机）的区别，以及不同指令类型的分类和操作。 8. **存储系统**：涵盖内存层次结构，包括寄存器、高速缓存、主存和外存，以及存储器访问的时间和带宽优化。 9. **总线与接口**：讲解总线协议，如地址总线、数据总线和控制总线，以及I/O接口的设计。 10. **Verilog编程**：教授Verilog语法，如何编写模块，进行逻辑综合和仿真，以及如何利用EDA工具（如ModelSim或Vivado）进行设计验证。 通过这个课程，学生不仅能够掌握计算机硬件的基础知识，还能获得使用Verilog进行硬件设计的实际技能，为未来的系统级工程工作奠定坚实基础。