Computer System Fundamentals

课程简介

课程大纲： 1. 微处理器与微计算机 1.1 CPU 架构：指令获取与执行，流水线，指令类型，汇编语言程序示例，处理器控制单元与微程序控制单元，x86 处理器的实模式与保护模式，高级处理器，图形处理单元（GPU）与通用计算。 1.2 存储器接口与存储管理：存储器设备，地址译码，存储器接口，分段与分页，总线缓冲与驱动，总线周期与等待状态，存储器分段与分页。 1.3 基本输入/输出接口：存储器映射输入/输出，输入/输出端口地址译码，可编程外围接口，握手。 1.4 中断：查询，程序输入/输出，中断输入/输出；基本中断处理，软件中断，中断结构扩展。 1.5 直接存储器存取与DMA控制的输入/输出：基本DMA操作，DMA控制器，共享总线操作。 1.6 高速缓存存储器：映射，关联性，替换策略，写策略，性能。 1.7 计算机总线：总线架构演进，PCI（PCIe）局部总线，USB 总线 2. 操作系统简介 2.1 文件系统：次级存储器，磁盘格式化，文件分配表，文件管理，目录项与文件控制块。 2.2 多任务与分时：时间片轮转，进程状态与进程控制块，上下文切换机制，调度方案与进程优先级。 2.3 启动ROM，固件，硬件，设备驱动。 2.4 操作系统与计算系统的扩展至云计算。 3. 计算机算术 3.1 数据格式：有符号/无符号数，二进制/十进制/BCD数，ASCII，定点/浮点数，IEEE标准。 3.2 算术算法：快速加法，乘法与除法算法。 实验： 1. x86寄存器与存储器架构 2. x86汇编语言编程 3. 高速缓存存储器 4. 输入/输出接口与中断输入/输出

学习目标

提供计算机系统基本原理的广泛介绍。

先修要求

EIE2211/EIE2261 逻辑设计

教学模式

讲授（24小时），辅导与作业（补充讲授，小班授课，概念澄清与深入理解，问题解决），实验课（x86汇编语言与调试器编程，操作系统管理模拟，电路板接口技术）。总课时：讲授24小时，辅导/实验15小时。