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課程概述
《計算機硬件技術基礎》課程是面向非電專業開設一門計算機公共基礎課。本課程主要討論單機系統範圍內計算機各部分和系統的組成及內部工作機制。通過對本門課程學習，要求學生掌握計算機各大部件的工作原理、組成方法以及相互關係，瞭解計算機系統的層次化結構概念，熟悉一些典型的有代表性的計算機結構，理解硬件與軟件直接的接口界面，建立起一個完整的計算機系統的整機概念，為後續課程的學習準備必要的硬件方面的基礎知識。
《計算機硬件技術基礎》課程共包含八個章節，共計60多個知識點。課程以馮．諾依曼計算機模型作為教學起點，介紹計算機的組織結構和工作原理，剖析計算機的運算器、存儲器、控制器和輸入輸出設備的組成、工作原理與相互關係。目標是使學生對計算機的內部結構、功能部件、功能特徵、性能以及交互方式全面掌握，通過本課程的學習和課程配套的系列實驗之後，學生不應當把計算機看著一個執行程序的黑匣子，可以從計算機的組成原理和系統結構角度，完整說明計算機的工作過程，並能根據計算機的特徵編寫出更加高效的程序，為計算機系統分析、設計、開發和使用能力的基礎。
授課目標
課程目標是使學生對計算機的內部結構、功能部件、功能特徵、性能以及交互方式全面掌握，通過本課程的學習和課程配套的系列實驗之後，學生可以從計算機的組成原理和系統結構角度，完整說明計算機的工作過程，並能根據計算機的特徵編寫出更加高效的程序，為計算機系統分析、設計、開發和使用能力的基礎。
課程大綱
第一單元：模塊一，計算機系統組成概述——物理組成與邏輯組成
1.1：計算機的發展概況及應用領域
1.2：計算機系統的物理組成及特點
1.3：計算機系統的邏輯組成及特點
1.4：計算機程序的執行過程I
1.5：計算機系統的主要性能指標
第01講 1.1.1計算機的發展概況及應用領域 - 1 → 00:18:12
第02講 1.1.2計算機的發展概況及應用領域 - 2 → 00:09:11
第03講 1.2.1計算機系統的物理組成及特點 - 1 → 00:20:30
第04講 1.2.2計算機系統的物理組成及特點 - 2 → 00:06:29
第05講 1.3.1計算機系統的邏輯組成及特點 → 00:17:37
第06講 1.4.0計算機程序的執行過程I → 00:15:07
第07講 1.4.1計算機程序的執行過程I - 計算機程序執行過程例 → 00:00:23
第08講 1.5.1計算機系統的主要性能指標 → 00:16:39
第二單元：模塊二，計算機系統的兩大功能之一——運算
2.1：計算機中數值與文字信息表示
2.2：算術運算
2.3：邏輯運算
2.4：運算的電路實現
2.5：案例——交通燈的減法運算（倒計時）
第09講 2.1.1計算機中數值與文字信息表示 → 00:22:42
第10講 2.2.0算術運算 → 00:14:35
第11講 2.3.0邏輯運算 → 00:08:09
第12講 2.4.0運算的電路實現 → 00:20:20
第13講 2.5.0案例交通燈的減法運算倒計時 → 00:11:58
第三單元：模塊三（1），運算與控制的核心硬件——中央處理器（由內而外介紹）
3.1：80x86處理器的內部功能結構
3.2：80x86處理器的內部寄存器
3.3：8086處理器的外部引腳
3.4：計算機程序的執行過程II
第14講 3.1.180x86處理器的內部功能結構 → 00:26:20
第15講 3.2.080x86處理器的內部寄存器 → 00:25:38
第16講 3.3.08086處理器的外部引腳 → 00:26:29
第17講 3.4.0計算機程序的執行過程II → 00:15:14
第四單元：模塊三（2），運算與控制的核心硬件——中央處理器（由內而外介紹）
3.5：8086的存儲器組織
3.6：控制是運算的保障——最基本的控制：時序控制（內外聯合）
3.7：處理器的復位與啟動
3.8：案例——交通燈之紅變綠（或者綠變紅）過程的程序流程
第18講 4.1.18086的存儲器組織 - → 00:17:54
第19講 4.2.0控制是運算的保障最基本的控制時序控制內外聯合 → 00:17:41
第20講 4.3.0處理器的復位與啟動 - → 00:11:15
第21講 4.4.0案例交通燈之紅變綠或者綠變紅過程的程序流程 → 00:07:00
第五單元：模塊四（1），運算與控制的軟件支持——處理器的指令系統與彙編程序
4.1：指令集的派系（RISC和CISC）
4.2：高級語言與彙編語言指令
4.3：指令尋址方式
4.4：數據傳送指令
4.5：算術運算指令
第22講 5.1.1指令集的派系RISC和CISC - → 00:09:49
第23講 5.2.0高級語言與彙編語言指令 - → 00:10:19
第24講 5.3.0指令尋址方式 - → 00:19:10
第25講 5.4.0數據傳送指令 - → 00:28:31
第26講 5.5.1算術運算指令 - 1 → 00:15:58
第27講 5.5.2算術運算指令 - 2 → 00:22:04
第六單元：模塊四（2），運算與控制的軟件支持——處理器的指令系統與彙編程序
4.6：邏輯運算指令和移位指令
4.7：控制轉移指令
4.8：處理器控制指令
4.9：彙編語言基本語法規則
4.10：彙編偽指令
第28講 6.1.1邏輯運算指令和移位指令 → 00:17:24
第29講 6.2.0控制轉移指令 - → 00:19:08
第30講 6.3.0處理器控制指令 - → 00:09:25
第31講 6.4.0彙編語言基本語法規則 → 00:18:32
第32講 6.5.0彙編偽指令 - → 00:25:27
第七單元：模塊四（3），運算與控制的軟件支持——處理器的指令系統與彙編程序
4.11：彙編語言基本程序設計——順序程序
4.12：彙編語言基本程序設計——分支程序
4.13：彙編語言基本程序設計——循環程序
4.14：中斷與DOS功能調用
4.15：案例——交通燈的雙路口聯動程序
第33講 7.1.11彙編語言基本程序設計順序程序 → 00:23:04
第34講 7.2.02彙編語言基本程序設計分支程序 → 00:24:33
第35講 7.3.03彙編語言基本程序設計循環程序 → 00:29:27
第36講 7.4.04中斷與DOS功能調用 - → 00:14:01
第37講 7.5.05案例交通燈的雙路口聯動程序 → 00:06:04
第八單元：模塊五（1），計算機系統中的存儲器——向CPU提供巧婦之米
5.1：CPU的尋址空間與存儲器的編址
5.2：存儲器的分段管理
5.3：存儲器的分級管理
5.4：存儲器的分類
第38講 8.1.1CPU的尋址空間與存儲器的編址 → 00:15:48
第39講 8.2.0存儲器的分段管理 - → 00:17:06
第40講 8.3.0存儲器的分級管理 - → 00:13:22
第41講 8.3.1存儲器的分級管理 - Cache的訪問機制 → 00:00:08
第42講 8.3.2存儲器的分級管理 - 虛擬存儲器的訪問原理 → 00:00:42
第43講 8.4.1存儲器的分類 - → 00:15:20
第九單元：模塊五（2），計算機系統中的存儲器——向CPU提供巧婦之米
5.5：存儲器的擴展
5.6：存儲器的性能指標
5.7：內存技術進展
5.8：外存技術進展
第44講 9.1.1存儲器的擴展 - → 00:19:37
第45講 9.2.0存儲器的性能指標 → 00:05:47
第46講 9.3.0內存技術進展 - → 00:07:47
第47講 9.4.0外存技術進展 - → 00:24:50
第十單元：模塊六（1），計算機中的數據傳送方式——巧婦之米是如何運送的？
6.1：傳送信息的類型
6.2：傳送通道——接口
6.3：接口芯片的基本構成
6.4：數據傳送方式之無條件傳送
第48講 10.1.1傳送信息的類型 → 00:06:18
第49講 10.2.0傳送通道接口 → 00:14:13
第50講 10.3.0接口芯片的基本構成 → 00:05:51
第51講 10.4.0數據傳送方式之無條件傳送 → 00:05:48
第52講 10.4.1數據傳送方式之無條件傳送 - 動畫1-無條件輸出 → 00:00:08
第53講 10.4.2數據傳送方式之無條件傳送 - 動畫2-無條件輸入 → 00:00:07
第十一單元：模塊六（2），計算機中的數據傳送方式——巧婦之米是如何運送的？
6.5：數據傳送方式之軟件查詢傳送
6.6：數據傳送方式之中斷方式傳送
6.7：數據傳送方式之DMA傳送
6.8：數據傳送的物理通路——總線
第54講 11.1.1數據傳送方式之軟件查詢傳送 → 00:24:53
第55講 11.1.2數據傳送方式之軟件查詢傳送 - 動畫查詢式輸入 → 00:00:22
第56講 11.1.3數據傳送方式之軟件查詢傳送 - 動畫查詢式輸出 → 00:00:24
第57講 11.2.1數據傳送方式之中斷方式傳送 - 1 → 00:18:48
第58講 11.2.2數據傳送方式之中斷方式傳送 - 2 → 00:15:31
第59講 11.2.3數據傳送方式之中斷方式傳送 - 3 → 00:14:50
第60講 11.2.4數據傳送方式之中斷方式傳送 - 動畫-中斷輸入方式 → 00:00:25
第61講 11.3.1數據傳送方式之DMA傳送 → 00:06:33
第62講 11.4.1數據傳送的物理通路總線 - 1 → 00:14:49
第63講 11.4.2數據傳送的物理通路總線 - 2 → 00:17:06
第十二單元：模塊七，時序控制的重要保障——定時器/計數器8253
7.1：定時器計數器概述
7.2：可編程定時器計數器的工作原理
7.3：8253的內部結構及編程原則
7.4：8253的工作方式
第64講 12.1.1定時器計數器概述 → 00:09:59
第65講 12.2.0可編程定時器計數器的工作原理 → 00:06:55
第66講 12.3.08253的內部結構及編程原則 → 00:19:11
第67講 12.4.08253的工作方式 - → 00:35:15
第十三單元：模塊八（1），計算機系統的外部接口——讓數據進行長途旅行
8.1：常見的外部接口與分類
8.2：串行接口通信基礎
8.3：串行接口芯片
第68講 13.1.1串行接口通信基礎 - 1 → 00:21:38
第69講 13.1.2串行接口通信基礎 - 2 → 00:22:03
第70講 13.2.1串行接口芯片 - 1 → 00:19:37
第71講 13.2.2串行接口芯片 - 2 → 00:27:17
第十四單元：模塊八（2），計算機系統的外部接口——讓數據進行長途旅行
8.4：並行接口通信基礎
8.5：並行接口芯片
8.6：模擬信號的輸入與輸出
8.7：信號的調製與解調
第72講 14.1.1並行接口通信基礎 → 00:09:25
第73講 14.2.1並行接口芯片 - 1 → 00:28:58
第74講 14.2.2並行接口芯片 - 2 → 00:29:59
第75講 14.3.1模擬信號的輸入與輸出 - 1 → 00:17:58
第76講 14.3.2模擬信號的輸入與輸出 - 2 → 00:16:53
第77講 14.4.1信號的調製與解調 - → 00:06:04
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SR_7197