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1、计算机组成原理课程设计教学大纲一、课程基本信息课程名称计算机组成原理课程设计Principle of Computer Composition Curriculum Design课程编码CST420921020开课院部计算机科学与技术学院课程团队计算机组成原理教学团队学分2.0课内学时48讲授0实验48上机0实践0课外学时0适用专业计算机科学与技术授课语言中文先修课程数字逻辑电路、计算机组成原理课程简介（限选）本课程设计是计算机科学与技术专业重要的实践性教学环节之一，是在学生学习完计算机组成原理课程后进行的一次全面的综合 设计，也是计算机系统结构的前导课程。通过一个完整计算机模型的设计与实现，
2、建立起整机系统的概念，掌握计算机设计的基本方 法、设计流程，掌握指令系统结构设计的一般方法，掌握并运用微程序设计思想。在设计过程中能够发现、分析和解决各种问题，自行设 计指令系统，自主设计基本的CPU。通过本次综合设计培养学生科学的工作作风和分析、解决实际问题的工作能力。培养学生科学思维方法的训练和科学伦理的教育，培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。强化学生工程伦 理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。This course design is one of the important practical teaching link
3、s of computer science and technology major. It is a comprehensive and comprehensive design after students finish learning the course principles of computer composition, it is also the leading course of computer system structure. Through the design and implementation of a complete computer model, the
4、 concept of the whole machine system is established, the basic methods and design processes of computer design are mastered, and the general methods of instruction system structure design are mastered, master and apply microprogramming ideas. Tn the design process, we can find, analyze and solve var
5、ious problems, design our own instruction system and design our own basic CPU. Through this comprehensive design, students scientific work style and their ability to analyze and solve practical problems will be cultivated.Cultivate the training of students scientific thinking methods and the educati
6、on of scientific ethics, and cultivate students sense of responsibi1ity and mission to explore the unknown, pursue the truth and climb the scientific peak bravely. Strengthen the education of engineering ethics for students, cultivate the spirit of great country craftsmen who keep improving, and sti
7、mulate students family and country feelings and mission of science and technology reporting to the country.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标建立起整机系统的概念，掌握计算机主要功能部件的工作原理和设计方法，掌握指令系统结 构设计的一般方法。是4.24.22M2目标2 ：掌握计算机设计的基本方法，能够自主设计单周期CPU。聚焦CPU设计前沿技术，了解CLP 受制于国外“卡脖子”的现状，激发学生在关键核心技术攻关的骨气和志气，引导学生主动
8、为国家 和民族的发展出力争光。是5.25.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内 学时教学方式课外学时课外环节1模块1学习与搭建基本计 算机模型设计1 .学习计算机设计的基本方法与设计流程。2 .深入理解基本 指令、应用微程序设计技术实现的控制器的计算机的组成结 构、运行机制和工作原理。3 .认真剖析计算机组成原理实验教 学系统的时序功能部件、指令译码电路、寄存器组控制、微指 令格式、微指令流程、微地址形成部件的功能结构和工作机 制，列出相应逻辑方程，找出指令操作码字段与微程序入口地 址形成、寄存器组控制的对应关系，确定每个时钟节拍所对应 的微操作。4 .搭建基本计算机模
9、型，通过调试和运行，能够完 成指定的的功能。Ml, M220实践、讨 论/2模块2自主设计基本计算 机包括指令系统的扩展设计与基本CPU的设计，同学们可以根据 情况选择其一来实现，或者两项都选择来实现。1 .自主设计指 令系统：根理实验教学系统的功能最大化引脚和完整数据通路 图，扩展设计自己指令系统，微指令流程框架、控制台流程， 微程序流程总图，微指令代码表。2 .自主设计基本的CPU :借 助实验教学系统的存贮器单元、输入输出等外围电路，进行基 本CPU的设计与测试。3 .综合测试：利用所设计的指令系统编Ml, M220实践、讨 论/写测试程序，输入主存并加以运行，查看运行结果。确认无误 提
10、交指导老师评价验收。3模块3综合测试及报告利用所设计的指令系统编写测试程序，输入主存并加以运行， 查看运行结果，确认无误提交指导老师评价验收，撰写符合要 求的实践报告。Ml, M28汇报、答 辩/四、考核月式序号考核环节操作细节总评占比1实践过程1 .每天检查出勤情况；2 .遵守实验室纪律和实践的要求，自觉维护公共秩序；3 .选择和使用仪器、工具情况，对物联网工程中复杂问题进行分析、设计与实现情况；4 .综合运用数字逻辑电路、单片机、编程和工程管理等所学知识情况；5 .查找资料，积极主动、解决实践过程中遇到的问题；6 .与其他成员合作共事，小组成员交流畅通、团结协作。40%2CPU设计 部分1
11、 .综合设计满足功能、性能、功耗、使用环境等要求，达到预定设计目的；2 . HDL语言止确性、模块选择合理，有优选考虑；3 .能够综合运用计算机组成原理、数字逻辑电路、VHDL怨言、工程概论等课程知识；4 .项目软硬件设计、开发和实施中，综合运用工程管理原理与经济决策方法进行分析能力。30%3实践报告1 .综合运用所学课程知识的能力，优选创新能力；2 .综合设计中模块划分正确、语言组织通畅；3 .实践报告规范性（见实践报告要求）。30%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml实践过程50%A-按时出勤，严格遵守实践纪律，正确选择和使用仪器、工具分析、设计和实现项目内容，主动查找资
12、料 解决问题，无操作事故。B-按时出勤，遵守实践纪律，正确选择和使用仪器、工具分析、设计和实现项目 内容，能够查找资料解决问题，无操作事故。c-有少量缺勤，遵守实践纪律，基本能够正确选择和使用仪 器、工具，能够查找资料解决问题，无操作事故。D-有大量缺勤；或实践中存在抄袭；或选择和使用仪 器、工具等出现严重错误，不能运用所学知识解决实践过程中的基本问题。2MlCPU设计 部分30%A-控制器、寄存器、VHDL语言设计等模块设计合理，能够综合运用所学知识，设计合理，实现预定的功 能、性能、功耗和环境要求，有优化。B-控制器、寄存器、VHDL语言设计等模块设计合理，基本能够综合 运用所学知识，设计
13、比较合理，实现预定的功能、性能等要求。C-控制器、寄存器、VHDL语言设计等模块 设计合理，基本能够综合运用所学知识，设计基本合理，基本能够实现预定的功能、性能等要求。D -控制 器、寄存器、VHDL语言设计等模块设计与课程不符；或不能运用所学知识进行设计与实现；或设计存在严 重缺陷，不能实现预定功能。3Ml实践报告20%A-全部完成实践计划的要求，实践指导老师评价局；实践报告思路清晰，观点正确，内容完整，全面系统 地总结了实践内容。B-达到实践计划规定的全部要求。实践报告思路较清晰，观点正确，内容完整，能对 实践内容进行比较系统的总结，实践日记认真，分析有据。c-达到实践计划规定的主要要求。
14、基本能完成 实践报告、实践日记，质量一般。D-达到实践计划中规定的基本要求。基本能完成实践报告及日记，但字 数不足要求，内容不全、欠完整；实践期间无重大违纪行为。4M2实践过程40%A-能够承担和高质量完成计算机组成原理设计和实现等任务，并在与其他成员的合作共事中表现优异。B- 能够承担和完成计算机组成原理设计和实现等任务，并与其他成员合作共事中表现良好。c-基本能够承担 和完成计算机组成原理设计和实现等任务，并与其他成员合作共事。D-不能够承担和完成计算机组成原理 设计和实现等任务；或者不能与其他成员合作共事。5M2CPU设计 部分30%A-承担的单周期CPU模块接口规范，工作良好。13-承
15、担的单周期CPU模块比较接口规范，工作正常。C-承 担的单周期CPU模块接口基本规范，基本工作正常。D-承担的单周期CPU模块不能与其他成员实现模块对 接；或不能正常工作。6M2实践报告30%A-能够规范的撰写和完成与自己相关部分的实践报告，能够将自己的内容与其他成员内容融合。B-能够较 为规范的撰写和完成自己相关部分的实践报告，能够将自己的内容与其他成员内容融合。c-基本能够规范 的撰写和完成自己相关部分的实践报告，并将其与其他成员内容融合。D-不能够规范的撰写和完成自己相 关部分的实践报告；或撰写内容不能与其他成员内容融合。评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80
16、-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1计算机组成原理课程设计，刘文英、，中国石油大学校内胶印，2018. （*主教材）七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1学习与搭建基本计算机模型设计计算机组成原理实验室基础实验楼C6233020专业必做综合性否2自主设计基本计算机计算机组成原理实验室基础实验楼C6233020专业必做综合性否3综合测试及报告计算机组成原理实验室基础实验楼C623308专业必做研究性否