计算机组成结构学主要研究计算机的硬件组成、工作原理以及系统结构。具体内容包括:
计算机的基本组成部分:
包括CPU、内存、输入和输出设备等硬件部分,以及操作系统、编程语言等软件部分。
计算机的指令系统:
研究计算机的指令集和指令执行过程,包括指令的编码方式、指令的执行过程、指令的寻址方式等。
计算机的存储器层次结构:
研究计算机的存储器层次结构,包括主存、高速缓存和辅助存储器等,以及它们之间的联系和使用方法。
计算机的总线结构:
研究计算机的总线结构,包括它们的类型、速度、传输方式等。
计算机的输入输出系统:
研究计算机的输入输出系统,包括输入输出设备的种类、接口、数据传输方式等。
计算机的性能评测:
介绍如何评测计算机系统的性能,包括各种硬件和软件组件的性能指标及其测试方法。
数据表示方法和指令集体系结构:
研究数据的表示方法,以及指令集体系结构的设计和实现。
处理器结构:
包括单核和多核处理器的结构、流水线技术、指令级并行和数据级并行等。
存储器的层次化结构:
深入研究存储器的组织方式,包括高速缓存的组织和性能优化。
输入输出设备及其控制:
研究各种输入输出设备的原理和控制方法。
并行与多线程处理:
介绍线程级并行和多线程处理器的设计和实现。
多核CPU和数据中心技术:
探讨多核CPU的设计、数据中心的技术架构和优化方法。
实验技能培养:
通过实验和课程设计,培养学生的动手能力和创新能力。
建议在学习计算机组成结构时,结合理论学习和实践操作,通过实验和课程设计来加深对计算机系统原理的理解。此外,掌握一门高级编程语言(如C语言、Java或Python)也是学习计算机组成结构的必要条件,因为这些语言能够帮助理解软件与硬件的交互。