计算机组成原理章概论(节课软院)教程分析.pptVIP

加电引导过程 MIT 我在这里的第一学期上了一门叫 《计算机系统设计》得本科课程，其辛苦程度真实一言难尽。十五个星期内交了十次作业，作了六次课程设计。有的设计还分几个部分，分开交设计报告。所以设计报告大概也交了有十次左右。最恐怖的是有一次，十天内要交六份作业或设计报告，而且当时正值其他几门课正在期中考试。抱怨是没有用的，老师说：我很抱歉。但这门课很重要，请大家不停的工作。学生从一般的逻辑时序电路开始设计（数电都已忘得差不多了）；核心是自行设计麻雀虽小五脏俱全得ALU，单指令周期CPU（single cycle CPU）；多指令CPU（Multi-cycle CPU）；以直到最后实现流水线（pipe line）32位MIPS CPU和Cache。一门课下来，所有与计算机CPU有关的知识全部融会贯通。硬件设计水平也有了很大提高（就是太累）。 学习思路 目标：了解构建计算机的全部过程和软硬件接口 Yale Patt Top-down：适于“设计” 从高级语言开始入手 前提是对底层有很好的理解 Bottom-up ：“适于学习“！ 《计算机系统概论》：从最底层的MOS晶体管开关器件开始，然后是逻辑门、锁存器、逻辑结构 （开关MUX、译码器、全加器、门锁存器等） ，最后使用这些单元来实现内存。之后，转至有限状态机控制、顺序电路的实现、冯·诺伊曼体系结构、一个简单的计算机 （LC-3），以及LC-3的机器和汇编语言、C高级语言、递归等，最后是基本数据结构。 llxx China-ring：快速原型法 计算科学（Computing） The story of the drum language Each Kele（刚果语）word is spoken by the drums as a sequence of low and high beats. the central dogma of information theory: Information is independent of the meaning that it expresses, and of the language used to express it. All that is needed to transfer information from one language to another is a coding system. Meaning，Language，Messages，Information 《The Information: A History, a Theory, a Flood》 信息“消失”？ 84年，霍金推断：“黑洞使被其吸入的物体的信息消失！” xx年，萨斯坎德（弦论创始人）：“否，成为全息映像” “全息”：在黑洞中无所不在！ 如：向水盆中滴入两滴红药水，初始它们聚集在一起。一段时间后，整个水盆变红了。 “两滴红药水”的信息消失了 “两滴红药水的信息并没有消失——可以在分子级发现”！ llxx：两句话等价？ 04年，霍金承认自己错了！ 两个二进制串的信息量 对象的描述：某对象的精确且无歧义的特征 可以据此特征重建该对象！ 对象的信息量：某对象的最小表示，或描述的大小 “最短描述长度” 可压缩串 von Neuman Machine（1946） 参与研究EDVAC计算机 1945年，在其撰写的研究报告《First Draft of a Report on the EDVAC》中提出“存储程序”的概念，被称为von Neumann体系结构。 存储程序式计算机 可快速修改数据和代码：便于调试 程序可生成程序：产生了编译器、连接器等程序。 C Programming Language and UNIX Operating System 计算机系统设计：七个层次及其转换 问题到算法的转换 算法到程序设计语言的转换 程序到指令集结构（ISA）的转换 指令集结构到微观结构的转换 微观结构到电路的转换 电路到电路组件的转换 103型计算机(即DJS-1型，1958) 中国第一台计算机 运行速度1500次/s 内存容量1KB 常用逻辑单元 门电路：非、与非、或非 锁存器Latch 触发器FF 多路选择器MUX 寄存器Reg 移位寄存器SR 译码器Decoder 计数器Counter 累加器ACC 加法器Adder 比较器Comparator DFF，移位，寄存 n-bit Parallel Adder with Accumulator 累加：X=X+Y to store one number in a register (called an accumulator) and add a second number to it, leaving t