1长春大学科学技术学院长春大学科学技术学院 冯冯 萍萍2计算机组成原理一、课程主要内容一、课程主要内容讨论计算机单机系统的讨论计算机单机系统的硬件组成硬件组成。即几大功能部件的即几大功能部件的工作原理工作原理、逻辑逻辑实现实现、设计方法设计方法及相互连接及相互连接构成整构成整机的方法机的方法。3计算机组成原理强调两个层次的整机概念：强调两个层次的整机概念：CPUCPU整机概念整机概念 硬件系统整机概念硬件系统整机概念紧紧抓住紧紧抓住各部件之间各部件之间的信息传送方的信息传送方式和传送途径。式和传送途径。逻辑组成逻辑组成工作机制工作机制逻辑组成逻辑组成工作机制工作机制4计算机组成原理二、学习目的二、学习目的为培养同学们在分析、设计、开发为培养同学们在分析、设计、开发计算机系统方面的能力打下坚实的计算机系统方面的能力打下坚实的基础。基础。5计算机组成原理三、教学特点三、教学特点1、以、以模型机模型机为背景讨论基本原理，为背景讨论基本原理，适当辐射实用机型。适当辐射实用机型。2、讨论硬件组成时，在、讨论硬件组成时，在寄存器级寄存器级进行分析。进行分析。6计算机组成原理四、知识架构与教学安排四、知识架构与教学安排知识架构：知识架构： 计算机组成原理计算机组成原理 信息的表示信息的表示&计计算机运算方法算机运算方法 计算机硬件系统计算机硬件系统 总线总线 I/O I/O 存储器存储器 CPUCPU7计算机组成原理第一章第一章 概论概论 4学时学时 第六章第六章 计算机中的信息表示计算机中的信息表示 10学时学时 第三章第三章 系统总线系统总线 4学时学时 第四章第四章 存储器存储器 8学时学时 第五章第五章 I/OI/O系统系统 6学时学时 第七章第七章 指令系统指令系统 6学时学时 第八章第八章 CPUCPU子系统子系统 4学时学时 第九章第九章 控制单元功能介绍控制单元功能介绍 2学时学时 第十章第十章 控制单元设计方法控制单元设计方法 2学时学时 82012年考研题9102013年考研题v43.某某32位计算机，位计算机，CPU主频为主频为800MHz，Cache命中时的命中时的CPI为为4，Cache块大小为块大小为32字节；字节；主存采用主存采用8体交叉存储方式体交叉存储方式，每个体的存储字长为，每个体的存储字长为32位、位、存储周期为存储周期为40存储器总线宽度为存储器总线宽度为32位，总线时钟频率为位，总线时钟频率为200;MHz，支持突，支持突发传送总线事务。每次读突发传送总线事务的过程包括：送首地址和命令、发传送总线事务。每次读突发传送总线事务的过程包括：送首地址和命令、存储器准备数据、传送数据。每次突发传送存储器准备数据、传送数据。每次突发传送32字节，传送地址或字节，传送地址或32位数据位数据均需要一个总线时钟周期。均需要一个总线时钟周期。v请回答下列问题，要求给出理由或计算过程请回答下列问题，要求给出理由或计算过程.若程序若程序BP执行过程中，共执行了执行过程中，共执行了100条指令，平均每条指令需进行条指令，平均每条指令需进行1.2次次访存缺失率为访存缺失率为5%，不考虑替换等开销，则，不考虑替换等开销，则BP的的CPU执行时间是多少？执行时间是多少？v计算计算cpu执行时间时，应该是执行时间时，应该是cache命中消耗时间命中消耗时间+cache缺失消耗时间，缺失消耗时间，命中时，命中时，CPI为为4，即，即4*cpu时钟周期（计算为时钟周期（计算为1.25ns)=5ns,100条指令一共条指令一共是是多少多少？11计算机组成原理五、学习方法五、学习方法 抓住重点，解决难点：抓住重点，解决难点： CPUCPU部分（部分（通路结构通路结构、指令流程指令流程）存储器部分（存储器部分（逻辑设计逻辑设计）I/OI/O系统部分（系统部分（中断机制及其接口设计中断机制及其接口设计）121 1、注意力不应放在实例、线路的具体内容。要、注意力不应放在实例、线路的具体内容。要 掌握组成的原理知识，技术思路内容。掌握组成的原理知识，技术思路内容。2 2、牢固建立起整机思想；、牢固建立起整机思想；3 3、注意理论与实践相结合，注意能力的培养；、注意理论与实践相结合，注意能力的培养；4 4、有一定的知识面，适应在各类机器上进行开、有一定的知识面，适应在各类机器上进行开 发和应用；发和应用；5 5、关注新技术、新动向，以适应计算机发展快、关注新技术、新动向，以适应计算机发展快 的需要。的需要。6 6、注意硬软件结合。、注意硬软件结合。计算机组成原理五、学习方法五、学习方法13计算机组成原理六、考核六、考核平时成绩（作业平时成绩（作业+ +半期考试）：半期考试）：20%20%实验：实验：10%10%期末考试：期末考试：70%70%