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计算机组成原理
计算机组成原理
一、主题/概述
计算机组成原理是计算机科学与技术领域的基础课程，主要研究计算机硬件系统的组成、结构、工作原理以及它们之间的相互关系。通过学习本课程，学生可以了解计算机硬件的基本组成，掌握计算机硬件系统的设计方法，为后续学习计算机体系结构、操作系统、编译原理等课程打下坚实的基础。
二、主要内容
1.小
（1）计算机硬件系统概述
（2）数据表示与运算
（3）中央处理器（CPU）
（4）存储系统
（5）输入/输出系统
（6）总线与接口
2.编号或项目符号
（1）计算机硬件系统概述
?计算机硬件系统的组成
?计算机硬件系统的发展历程
?计算机硬件系统的性能指标
（2）数据表示与运算
?数制与编码
?定点数与浮点数
?算术运算与逻辑运算
（3）中央处理器（CPU）
?CPU的组成与结构
?CPU的工作原理
?CPU的性能指标
（4）存储系统
?存储系统的组成与结构
?存储器的分类与性能指标
?存储器的工作原理
（5）输入/输出系统
?输入/输出系统的组成与结构
?输入/输出设备的工作原理
?输入/输出系统的接口技术
（6）总线与接口
?总线的组成与结构
?总线的工作原理
?接口技术
3.详细解释
（1）计算机硬件系统概述
计算机硬件系统由输入设备、输出设备、中央处理器（CPU）、存储器、总线等组成。计算机硬件系统的发展历程经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路等阶段。计算机硬件系统的性能指标主要包括速度、容量、功耗、可靠性等。
（2）数据表示与运算
数据表示与运算是计算机硬件系统的基础。数制与编码是数据表示的基础，常用的数制有二进制、十进制、十六进制等。定点数与浮点数是计算机中常用的数值表示方法。算术运算与逻辑运算是计算机硬件系统中的基本运算。
（3）中央处理器（CPU）
CPU是计算机硬件系统的核心部件，负责执行指令、控制计算机的运行。CPU的组成包括运算器、控制器、寄存器等。CPU的工作原理是通过执行指令来控制计算机的各个部件协同工作。CPU的性能指标主要包括主频、字长、缓存大小等。
（4）存储系统
存储系统是计算机硬件系统的重要组成部分，负责存储和读取数据。存储系统的组成包括主存储器（内存）、辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）。存储器的分类包括随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等。存储器的工作原理是通过读写电路来控制存储单元的读写操作。
（5）输入/输出系统
输入/输出系统负责计算机与外部设备之间的数据交换。输入/输出系统的组成包括输入设备、输出设备、接口电路等。输入/输出设备的工作原理是通过接口电路与计算机进行数据交换。接口技术主要包括并行接口、串行接口等。
（6）总线与接口
总线是计算机硬件系统中各个部件之间进行数据传输的通道。总线的组成包括数据总线、地址总线、控制总线等。总线的工作原理是通过总线控制器来控制各个部件之间的数据传输。接口技术是计算机硬件系统中各个部件之间进行数据交换的技术。
三、摘要或结论
计算机组成原理是计算机科学与技术领域的基础课程，通过学习本课程，学生可以了解计算机硬件系统的组成、结构、工作原理以及它们之间的相互关系。掌握计算机硬件系统的设计方法，为后续学习计算机体系结构、操作系统、编译原理等课程打下坚实的基础。
四、问题与反思
①计算机硬件系统的发展历程中，有哪些重要的技术突破？
②如何理解计算机硬件系统的性能指标？
③在计算机组成原理中，如何理解数据表示与运算？
④中央处理器（CPU）在计算机硬件系统中扮演什么角色？
⑤存储系统在计算机硬件系统中有什么作用？
[1]张基军，计算机组成原理[M]，清华大学出版社，2016.
[2]王爱英，计算机组成原理[M]，电子工业出版社，2015.
[3]王选，计算机组成原理[M]，高等教育出版社，2014.