计算机系统结构课程教学实施细则.doc

计算机系统结构课程是计算机科学与技术专业学生必修的基础理论课程，它旨在帮助学生深入理解计算机系统的基本构造与工作原理。该课程涵盖计算机系统层次构造、指令系统、存储系统、输入输出系统、流水线和并行处理技术等多个方面。 在计算机系统层次构造中，重点讲解了系统构造的定义、构成与实现，以及这三者之间的关系。还介绍了计算机系统设计的定量原理和评价原则，以及实现高性能计算机的技术。 指令系统部分着重介绍了CISC（复杂指令系统计算机）和RISC（精简指令系统计算机）的定义和特点，以及减少指令平均执行周期数的措施。同时，还探讨了指令流调整技术，以及如何通过优化编译技术来实现RISC系统的性能提升。 存储系统部分讲解了存储系统的定义、性能参数、地址映射与变换、替代算法，以及Cache存储器和虚拟存储器的工作原理。同时，还涉及了各种不同类型的交叉访问存储器及其性能分析。 输入输出系统部分则聚焦于三种基本的输入输出方式及其工作原理，包括中断系统、通道处理机和输入输出处理机等内容。此外，还讨论了输入输出系统的特点、组织方式和通道的功能。 流水线和并行处理技术是课程的另一个重点。这部分详细解释了流水线的工作原理，包括时空图、线性流水线性能分析，以及超标量处理机、超流水线处理机和超流水线超标量处理机的工作原理与性能分析。同时，也对向量处理机进行了介绍，包括其基本概念、性能评价和常用技术。 在互连网络部分，重点讲解了互连网络的作用和静态与动态网络的区别。此外，还涉及了存储转发寻径、虫蚀寻径、线路开关寻径和虚拟直通寻径等寻径技术。 SIMD计算机部分着重介绍了并行处理机的基本构造，包括SIMD计算机和阵列处理机的基本构造，以及它们的优缺点。同时，还对SIMD计算机模型和并行算法进行了讨论。 多处理机章节主要讲解了共享存储多处理机和分布存储多处理机的构造和特点，以及多处理机系统中的关键概念，如虚拟共享存储器、Cache一致性问题、监听协议和基于目录的协议等。 课程教学还注重媒体资源的运用，包括文字教材和音像资源等。文字教材主要使用清华大学出版社出版的《计算机系统构造》（第一版），由郑纬民和汤志忠编写。音像资源则包括中央电大直播课堂的相关内容。 综合来看，该课程的教学实施细则旨在确保教学质量，使学生能够全面、系统地掌握计算机系统构造的知识体系，并能在实际工作中应用这些知识来分析和解决相关问题。通过本课程的学习，学生应能够理解计算机系统设计的深刻内涵，掌握分析和设计简单计算机系统的能力，并对计算机技术的未来发展有所展望。