電腦架構組織與設計
從這 18.5 小時的課程，你會學到
- 微編碼控制單元設計
- 尋址方式
- Python 組合語言
- CPU 指標
- 標籤和聲明
- 連接埠映射輸入輸出 (PMIO)
- 記憶體映射輸入輸出 (MMIO)
- 堆疊
- 子程式
- 組合語言中的高階語言結構
- 90 指令的 16 位元機器
要求
- 完成了第一門課程：CPU設計
課程說明
在本課程中，我們將鞏固第一門課程所學知識，並在簡單的 8 位設計基礎上，創建一個最多包含 64 條指令的 16 位計算機，每條指令可訪問 4 種不同的尋址模式。我們將講解連接埠映射 I/O 和記憶體映射 I/O。我們將開始使用速度更快、更穩定的新版 Logisim 軟體。
我們將硬連線控制單元替換為硬連線與微程式碼混合的控制單元。我們將通用暫存器的數量從 4 個增加到 6 個，並新增了臨時暫存器、索引暫存器、堆疊指標暫存器和浮點單元暫存器。
我們將使用 Python 設計一個新的彙編器，以幫助我們用新的、更大的指令集編寫組合語言程式碼。
最後，我們將添加鍵盤、字元顯示器和圖形顯示器。
64 KB 的位址空間被劃分為 ROM 和 RAM 兩部分。 ROM 包含作業系統的啟動檔案和常用子程序，而 RAM 則包含程式碼和資料。
如果你想學習如何建立一台功能齊全的 16 位元計算機，並設計一些酷炫的彙編語言程序，那麼這門課程正是你需要的。
不要只是閱讀理論和想像中的機器，而是要親手建造一台真正能運作的機器。這是學習電腦體系結構設計與組織的最佳途徑。)的核心是什麼以及它是如何工作的，那麼這就是你的課程！
目標受眾
- 本課程旨在幫助那些希望透過建立自己的電腦來學習電腦體系結構、組織和設計的人，而不是透過學習虛擬機器來學習的人。
講師簡介
Ross McGowan 應用數學和電腦科學教育者
大家好，我是 Ross。我目前在格拉斯哥大學國際學院 (GIC) 教授數學和統計學。我致力於幫助學生在數學推理、計算思維和統計分析方面打下堅實的理論基礎——這些技能在學術界和工業界都至關重要。
在從事教學工作之前，我曾在半導體產業工作了七年，專攻類比和混合訊號積體電路 (IC) 設計。這段經歷讓我對現實世界系統背後的數學和物理原理有了深刻的理解，尤其是在訊號處理、資料轉換和精確運算方面。
在 IC 設計領域之後，我轉行進入行動通訊產業，從事行動網路的部署和優化工作。這段經歷讓我對大規模系統、可靠性工程以及即時數位通訊的複雜性有了實際的了解。
如今，我的教學重點是電腦體系結構的基礎知識和演算法設計的數學原理。我對浮點數系統特別感興趣——它們在硬體層面的工作原理、演算法如何適應它們的特性，以及如何在嚴格的限制下最大限度地提升效能。我編寫了自己的彙編程序，設計了定制的 16 位元 CPU（RTM-16），並用高級語言和彙編語言實現了數學演算法。
我的課程力求清晰、直覺且嚴謹。無論你是學習浮點運算、最佳化數值方法，還是從數學邏輯的基礎知識入手，我都會幫助你理解系統背後的結構。
如果你是學生、工程師或終身學習者，並且對數學如何驅動數位世界充滿好奇，那麼你來對地方了。
字幕：英文
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