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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,唐朔飞 计算机组成原理课件,制作人：,时间：,2024,年,X,月,目录,第1章 唐朔飞 计算机组成原理课件第2章 计算机存储器第3章 输入输出系统第4章 控制器与总线第5章 多核处理器第6章 总结第7章 附录,01,第1章 唐朔飞 计算机组成原理课件,课程简介,本章将介绍唐朔飞计算机组成原理课程的概述和目标，简述计算机组成原理在现代科技中的重要性和应用领域。同时，介绍授课教师唐朔飞的背景和研究方向，帮助学生更好地了解课程内容和教学目标。,计算机基础概念,CPU、内存、输入输出设备,计算机的基本组成,运算、
2、存储、控制,计算机的工作原理和逻辑结构,可读写性、速度、容量,计算机内存和存储器的区别,与门、或门、非门,逻辑门和布尔代数,01,03,门电路、触发器、计数器,逻辑电路的设计和实现,02,数据处理、时序控制,组合逻辑电路和时序逻辑电路,指令集架构和微程序控制,CISCRISC微操作,CPU的运算原理和寄存器,算术逻辑单元程序计数器通用寄存器,中央处理器,结构和功能,运算单元控制单元寄存器,综合练习,通过对计算机组成原理相关概念的深入理解，学生将进行综合练习，巩固所学知识。通过实际操作和思考，加深对计算机系统结构和工作原理的理解，提高解决问题的能力。,应用拓展,物联网、智能家居,嵌入式系统设计,
3、超级计算机、并行计算,高性能计算,防火墙、数据加密,计算机安全与网络,02,第2章 计算机存储器,存储器分类,存储器是计算机中用于存储数据和指令的设备。存储器根据其特性和功能分类，包括主存储器和辅助存储器。主存储器用于存放CPU运行时需要的数据和指令，而辅助存储器则用于长期存储数据。RAM是一种易失性存储器，用于临时存储数据，而ROM是一种只读存储器，用于存放固化的程序和数据。,存储器管理,存储器管理原理之一,地址映射,存储器管理原理之二,缓存原理,存储器管理原理之三,虚拟内存,新型存储器技术,NVM(非易失性存储器)MRAM(自旋阻挡存储器)光存储器,存储器容量与速度,容量增加速度慢速度提升
4、相对较快,数据存储与传输,数据存储的基本单位是位数据传输速度受限于存储器速度,存储器技术发展,存储器技术趋势,不断提升容量加快读写速度降低功耗,电压不稳定、线路短路,常见故障原因,01,03,故障诊断、数据恢复,应用案例,02,纠错码、检错码,容错技术,03,第3章 输入输出系统,计算机输入输出设备,输入输出设备是计算机系统中用于与外界进行数据交换的设备。常见的输入设备有键盘和鼠标，而输出设备包括打印机等。这些设备通过不同的接口技术与计算机进行连接和通信。,输入输出控制器,详细介绍输入输出控制器的功能和作用,功能和作用,探究DMA和中断控制器的工作原理,DMA和中断控制器,讨论输入输出端口的编
5、址和映射方式,编址和映射,输入输出接口,分析输入输出接口的标准和通信协议,标准和通信协议,讲解串行接口和并行接口的不同之处,串行和并行接口,探讨USB和Thunderbolt接口的发展历程,USB和Thunderbolt,介绍输入输出数据传输的方式和速度,数据传输方式和速度,01,03,分析数据传输的可靠性和效率问题,可靠性和效率,02,探究同步传输和异步传输的特点,同步和异步传输,总结,输入输出系统是计算机组成中至关重要的一部分，它涉及计算机与外部设备之间的数据交换和通信，对计算机的性能和功能起着决定性作用。深入了解输入输出系统的原理和技术，对于理解计算机工作原理有着重要意义。,04,第4章
6、 控制器与总线,控制器分类,在计算机组成原理中，控制器是一个关键的组件，负责管理和执行计算机的指令。控制器通常分为指令控制器和数据控制器，它们在功能上有所不同。此外，固件控制器和软件控制器也各有优缺点，需要根据实际需求进行选择和设计。,控制器设计,分析控制器的设计原理和流程,设计原理,讲解控制器的时序和状态机,时序和状态机,探讨控制器的指令解码和执行过程,指令解码与执行,介绍计算机总线的概念和作用,概念和作用,01,03,探究总线的异步传输和同步传输,异步传输和同步传输,02,讨论总线的传输速度和带宽,传输速度和带宽,PCI标准,PCI总线标准的介绍探讨PCI总线扩展和插槽设计,USB标准,U
7、SB总线标准的应用讨论USB总线的优缺点,总线标准,ISA标准,研究计算机总线的标准和规范讲解ISA总线标准,总结,通过本章的学习，我们深入了解了计算机的控制器与总线相关概念和技术。控制器的分类、设计和总线技术的应用对于理解计算机组成原理具有重要意义，希望大家能够深入学习，并加以实践应用。,05,第五章 多核处理器,多核处理器架构,多核处理器采用多个处理核心来处理指令和数据，架构和设计原理是实现并行计算的关键。SIMD和MIMD并行计算是常见的架构类型，线程和缓存管理则影响着整体性能。,多核处理器优化,提高处理器性能的策略,性能优化方法,平衡任务分配的技术,负载均衡技术,多核处理器之间共享数据
8、的方式,数据共享技术,降低处理器功耗的方法,功耗管理,多核处理器在AI领域的应用,人工智能和深度学习,01,03,多核处理器技术的未来发展趋势,未来发展方向,02,多核处理器在科学和图像处理中的优势,科学计算和图像处理,未来发展,计算机组成原理领域未来的研究方向多核处理器技术的应用前景,教学成果,唐朔飞老师的教学方法和学术贡献,总结与展望,本课程内容,对多核处理器架构和设计原理进行了学习探讨了SIMD和MIMD并行计算的区别,06,第6章 总结,课程总结,包括CPU、存储器、输入输出设备等内容,回顾整个课程内容和知识点,重点强调寄存器、指令集等内容,总结计算机组成原理的重点和难点,建议多做实验
9、，参与项目等,强调学习方法和实践应用的重要性,研究展望,本节主要探讨计算机组成原理的研究前景，分析计算机硬件技术的发展趋势以及提出未来计算机系统的设计方向。未来的计算机将更加智能化，高性能，并且与人类生活越来越密切相关。,学术交流,通过学术交流可以获得新的思路和灵感,倡导学术交流和合作的重要性,展示个人能力，拓展人际关系,鼓励学生积极参与学术活动和竞赛,IEEE、ACM等学术组织,推荐相关学术期刊和会议,毕业设计,毕业设计是对所学知识的综合运用，帮助学生巩固和深化专业知识。重要性不言而喻，要着眼于实际应用，注重独立思考和解决问题的能力。,07,第7章 附录,附录A,附录A内容扩展附录A内容扩展附录A内容扩展附录A内容扩展附录A内容扩展附录A内容扩展附录A内容扩展附录A内容扩展,附录B,详细内容1,附录B内容,详细内容2,附录B内容,详细内容3,附录B内容,详细内容1,附录C内容,01,03,详细内容3,附录C内容,02,详细内容2,附录C内容,附录D内容,详细内容1详细内容2详细内容3,附录D内容,详细内容1详细内容2详细内容3,附录D内容,详细内容1详细内容2详细内容3,附录D,附录D内容,详细内容1详细内容2详细内容3,附录E,附录E内容扩展附录E内容扩展附录E内容扩展附录E内容扩展附录E内容扩展附录E内容扩展附录E内容扩展附录E内容扩展,谢谢观看！,