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1、计算机组成原理课程 教学大纲 课程代码：课程名称：讣算机组成原理/PRINCIPLES OF COMPUTER ORGANIZATION 课程类型：专业基础课 学时学分：44 学时/4 学分 适用专业：网络工程、软件工程专业 开课部门：软件学院 一、课程的地位、目的和任务 讣算机组成原理是计算机专业本科教学中的一门重要专业基础课。在计 算机专业的教学讣划中占有重要地位和作用。学习本课程旨在使学生掌握讣算机 硬件各子系统的组成原理及实现技术，建立讣算机系统的整体概念，对培养学生 设讣开发计算机系统的能力有重要作用。该课程为今后学习讣算机体系结构、计 算机网络、汁算机容错技术、计算机并行处理、计算
2、机分布式处理技术等课程打 好基础。二、课程与相关课程的联系与分工 计算机组成原理课程在讲授时需先插入数字电子基础知识，让学生在了 解数字电子基础知识的基础上学习本课程，本课程对专业基础知识进行综合与提 升，帮助学生建立系统、完整的专业基础理论体系，培养学生设计开发计算机系 统的能力，开拓学生的专业学术视野，并为今后的计算机体系结构、计算 机网络、计算机容错技术、计算机并行处理、计算机分布式处理技 术、操作系统等课程的学习和专业发展奠定重要的基础。三、教学内容与基本要求 第一章计算机系统概论 1、计算机的基本组成 2、计算机硕件的主要技术指标 条章重点：计算机组成的概貌和框架、计算机的工作过程
3、本章难点：计算机组成的框架、计算机的工作过程 基本要求：、知识要求 DTft?i|-算机系统的层次结构。2）理解冯诺依曼计算机的特点和计算机的工作过程。3）掌握计算机硬件的机器字长的概念和存储容量的计算。2、能力要求 通过本章的学习，学生能够理解计算机组成的框架和工作过程。第二章计算机的发展及应用 1、计算机的发展史 2、计算机的应用 本章重点：计算机的发展史、计算机的应用 本章难点：计算机的应用 基本要求：1、知识要求 1）熟悉计算机的发展史。2）理解计算机的应用。2、能力要求 通过本章的学习，学生了解计算机的发展史，对计算机的应用现状有 一定的理解和掌握。第三章系统总线 1、总线的基本概念
4、 2、总线的分类 3、总线特性及性能指标 I总线结构 5、总线的判优控制和通信控制 本章重点：总线结构、总线的判优控制和通信控制 本章难点：总线的判优控制和通信控制 基本要求：1、矢|识要求 1）/訥总线的基本概念、分类、特性及性能指标。2）理解总线结构。3）理解并掌握判优控制和通信控制。2、能力要求 通过本章的学习，学生了解总线结构，理解并掌握解决通信双方如何 获知传输开始和结束，以及通信双方如何协调配合的方法。第四章存储器 1、主存储器 2、高速缓冲存储器 3、辅助存储器 本章重点：主存储器的原理、CPU与存储器的连接、Cache-主存地址映射、辅助存储器的原理 网络工程软件工程专业开课部
5、门软件学院一课程的地位目的和任务讣算机组成原理是计算机专业本科教学中的一门重要专业基础课在计算机专业的教学讣划中占有重要地位和作用学习本课程旨在使学生掌握讣算机硬件各子系统的组习讣算机体系结构计算机网络汁算机容错技术计算机并行处理计算机分布式处理技术等课程打好基础二课程与相关课程的联系与分工计算机组成原理课程在讲授时需先插入数字电子基础知识让学生在了解数字电子基础知识的基础学算机系统的能力开拓学生的专业学术视野并为今后的计算机体系结构计算机网络计算机容错技术计算机并行处理计算机分布式处理技术操作系统等课程的学习和专业发展奠定重要的基础三教学内容与基本要求第一章计算机系统概论本章难点：CPU与存
6、储器的连接、Cache-主存地址映射 基本要求：1、知识要求 1）了解存储器的分类和层次结构。2）理解静态和动态 RAM、ROM.Cacheo 3）掌握存储器与 CPU的连接。4）掌握 Cache-主存地址映射 2、能力要求 通过本章的学习，学生了解主存储器的原理，能够设计 CPU与存储器 的连接、设计 Cache-主存地址映射。第五章输入输出系统 1、外设概述 2、I/O 接口 3、程序查询方式 4、程序中断方式 5、DMA 方式 本章重点：程序查询方式、程序中断方式、DMA 方式 如章难点：周期窃取、CPU响应中断和允许周期挪用的时间 基本要求：1、知识要求 1）了解 I/O 设备与主机的
7、联系方式和信息传送控制方式。2）了解 I/O 接口的功能和组成及类型。3）理解并掌握程序查询方式、程序中断方式和 DMA 方式。2、能力要求 通过本章的学习，学生能够掌握掌握主机与 I/O 交换的三种控制方式，即程序查询、程序中断和 DMA,以及它们各自所需的硬件及软件支持。第六章 计算机的运算方法 1、无符号数和有符号数 2、数的定点表示和浮点表示 3、定点运算 4、浮点运算 本章重点：有符号数、无符号数、定点数和浮点数的各种表示、移位、定 点补码加减运算、定点补码 Booth 算法、定点补码加减交替除法 本章难点：原码、补码、反码及移码的表示范围、定点补码 Booth 算法、定点补码加减交
8、替除法 基本要求：1、知识要求 1）理解并掌握无符号数和有符号数。2）理解并掌握数的定点表示和浮点表示。3）理解并掌握定点运算、浮点运算。2、能力要求 网络工程软件工程专业开课部门软件学院一课程的地位目的和任务讣算机组成原理是计算机专业本科教学中的一门重要专业基础课在计算机专业的教学讣划中占有重要地位和作用学习本课程旨在使学生掌握讣算机硬件各子系统的组习讣算机体系结构计算机网络汁算机容错技术计算机并行处理计算机分布式处理技术等课程打好基础二课程与相关课程的联系与分工计算机组成原理课程在讲授时需先插入数字电子基础知识让学生在了解数字电子基础知识的基础学算机系统的能力开拓学生的专业学术视野并为今后
9、的计算机体系结构计算机网络计算机容错技术计算机并行处理计算机分布式处理技术操作系统等课程的学习和专业发展奠定重要的基础三教学内容与基本要求第一章计算机系统概论通过本章的学习，学生能够运用补码进行二进制定点数和浮点数的加、减、乘、除运算。第七章指令系统 1、机器指令 2、操作数类型和操作类型 3、寻址方式 4、指令格式设计 5、RISC技术 本章重点：寻址方式、指令格式设计 本章难点：指令格式设计 基本要求：1、知识要求 1）理解机器指令的一般格式及其在存储器中的存放方式。2）理解寻址方式。3）了解 RISC技术。2、能力要求 通过本章的学习，学生应掌握设计指令格式的方法，能够根据指令系 统的要
10、求，确定指令字中各字段的位数及其含义。第八章 CPU的结构和功能 1、CPU的结构 2、指令周期 I指令流水 4、中断系统 本章重点：指令周期、指令流水 本章难点：指令周期、指令流水 基本要求：知识要求 1）了解 CPU的功能和内部结构。2）理解指令周期。3）理解指令流水及多发技术。4）了解中断系统。2、能力要求 通过本章的学习，学生应建立整机概念。第九章微程序设计 1、微程序控制单元工作原理 2、微指令格式 本章重点：微程序控制器在设计思想、硬件组成及其工作原理 本章难点：确定微指令格式、编制微指令的码点 基本要求：1、知识要求 1）了解微程序设计。2）理解微程序控制器在设讣思想。网络工程软
11、件工程专业开课部门软件学院一课程的地位目的和任务讣算机组成原理是计算机专业本科教学中的一门重要专业基础课在计算机专业的教学讣划中占有重要地位和作用学习本课程旨在使学生掌握讣算机硬件各子系统的组习讣算机体系结构计算机网络汁算机容错技术计算机并行处理计算机分布式处理技术等课程打好基础二课程与相关课程的联系与分工计算机组成原理课程在讲授时需先插入数字电子基础知识让学生在了解数字电子基础知识的基础学算机系统的能力开拓学生的专业学术视野并为今后的计算机体系结构计算机网络计算机容错技术计算机并行处理计算机分布式处理技术操作系统等课程的学习和专业发展奠定重要的基础三教学内容与基本要求第一章计算机系统概论3）
12、了解硬件组成及其工作原理。2、能力要求 通过本章的学习，学生应可以设计微指令格式、编制微指令的码点。四、课程学时分配（以章节为单位）教学内容 学时分配 合计 讲课 实验 上机 讨论/习题 第一章 2 2 第二章 1 1 第三章 3 3 第四章 10 10 .i 6 y 6 第六章 12 12 第七章 4 4 第八章 3 3 第九章 3 3 共计 44 44 五、推荐教材和教学参考书 1 推荐教材：计算机组成原理（第二版）（附光盘），唐朔飞编，高等 教育出版社 2教学参考书：计算机组成原理，白中英编，科学出版社；计算机组成原理（第 2 版），蒋本珊，清华大学出版社;电子计算机组成原理，蒋本珊编，
13、北京理工大学出版社等。六、教学方法与考核方式 本课程要求学生树立讣算机的整机 1:作原理，及对讣算机各子系统的功能及 设讣或选取方法有初步的认识和掌握，因此讲好本课程要做到：网络工程软件工程专业开课部门软件学院一课程的地位目的和任务讣算机组成原理是计算机专业本科教学中的一门重要专业基础课在计算机专业的教学讣划中占有重要地位和作用学习本课程旨在使学生掌握讣算机硬件各子系统的组习讣算机体系结构计算机网络汁算机容错技术计算机并行处理计算机分布式处理技术等课程打好基础二课程与相关课程的联系与分工计算机组成原理课程在讲授时需先插入数字电子基础知识让学生在了解数字电子基础知识的基础学算机系统的能力开拓学生
14、的专业学术视野并为今后的计算机体系结构计算机网络计算机容错技术计算机并行处理计算机分布式处理技术操作系统等课程的学习和专业发展奠定重要的基础三教学内容与基本要求第一章计算机系统概论教师本身必须对本课程的基本内容非常熟悉，并能融会贯通，也即要求本身 基础非常扎实。讲授本课程必须从宏观到微观，必须自上而下地给学生讲述计算机的整机概 貌，让学生首先摆脱电脑神秘化的枷锁，用通俗易懂的方法，使学生学会用辩 证唯物主义的思维方法去认识、了解并掌握计算机的组成及其工作原理。在宏观认识整机概貌的基础上，带领学生逐级剖析汁算机的基本组成，如系 统总线、存储器、输入输岀系统、中央处理器等等。而在逐级剖析过程中，既
15、要 使学生时刻不忘整机工作的需要，乂要对各级子系统进行深入的了解，使之从微 观角度来认识实现计算机的自动工作，各子系统必须如何组成。最后通过第四篇 控制单元的学习，引导学生真正了解计算机的有条不紊、自动协调工作都是在人 们事先设计好的硬件基础上完成的，并可将这些看作是组成更高级讣算机的元 素或是细胞，这样，才能使学生更牢固地树立唯物主义的观念去从事计算机 的开拓研究工作。为了加大课堂上的信息量，突出教材的重点和难点，更形象的理解各种电路 中信息的流动过程和工作原理以及设计思路，课堂教学上采用多媒体教学手段。在课件制作上注重动画显示，按讲课进度控制播放速度，引导学生主动思考，山 表及里，层层深入
16、。为了加深学生对各部分的理解和掌握，在讲授过程中，应该配置一定数量的 实验和作业习题。本课程为考试课，期末考试为闭卷笔试形式。期末总成绩山平时成绩与期末 考试卷面成绩两部分构成，其中：平时成绩占总成绩的 30%,期末考试卷面成绩 占总成绩的70%。平时成绩的考核以考勤、实验、课上提问、课后作业的方式进 行。修订人：李相海 修订日期：审核人：审核日期：网络工程软件工程专业开课部门软件学院一课程的地位目的和任务讣算机组成原理是计算机专业本科教学中的一门重要专业基础课在计算机专业的教学讣划中占有重要地位和作用学习本课程旨在使学生掌握讣算机硬件各子系统的组习讣算机体系结构计算机网络汁算机容错技术计算机并行处理计算机分布式处理技术等课程打好基础二课程与相关课程的联系与分工计算机组成原理课程在讲授时需先插入数字电子基础知识让学生在了解数字电子基础知识的基础学算机系统的能力开拓学生的专业学术视野并为今后的计算机体系结构计算机网络计算机容错技术计算机并行处理计算机分布式处理技术操作系统等课程的学习和专业发展奠定重要的基础三教学内容与基本要求第一章计算机系统概论