计算机原理教程
本文档是计算机组成原理与体系结构教程。
推荐阅读顺序
本教程在数据结构的 “CPU 缓存与空间局部性” 和 “内存对齐” 处提供了必要的硬件背景。学完数据结构第一、二阶段后，可进入本教程深入硬件层次。
| 阶段 | 章节 | 前置知识 | 建议学时 |
|---|---|---|---|
| 1 | A_数据表示 | 无 | 3h |
| 2 | B_缓存层级 | A | 3h |
| 3 | C_CPU架构 | A | 4h |
| 4 | D_内存层次结构 | B | 2h |
| 5 | E_指令集体系结构 | C | 2h |
| 6 | F_总线系统 | A, C | 2h |
| 7 | G_输入输出系统 | F | 3h |
| 8 | H_CPU数据通路与控制器 | C | 3h |
| 9 | I_流水线与指令流水 | C, H | 4h |
| 10 | J_运算方法与运算器 | A | 3h |
与本教程体系其他模块的链接
| 你在数据结构中读到的概念 | 对应的计算机原理章节 | 链接 |
|---|---|---|
| CPU Cache Line、空间局部性 | B_缓存层级 | 缓存结构、关联度、写策略、cache miss 代价 |
| 内存对齐、padding、字节序 | A_数据表示 | 整数/浮点数表示、大小端、结构体内存布局 |
| printf/scanf 的格式化本质 | A_数据表示 | 二进制底层表示与格式化输出的关系 |
| 总线/DMA/设备直通 | F_总线系统 / G_输入输出系统 | PCIe拓扑、DMA传输、SR-IOV |
| CPU流水线与乱序执行 | I_流水线与指令流水 | 五级流水、数据转发、超标量 |