《计算机组成原理》课程教学大纲(1).docx

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1、计算机组成原理课程教学大纲（Princip1esofComputerComposition）学时数：72学时其中：实验学时：12学时课外学时：0学时学分数：4.5适用专业：计算机科学与技术一、课程的性质、目的与任务本课程是计算机科学与技术专业的一门必修基础课程。从课程地位来说，它在先导课和后续课程之间起着承上启下的作用，通过教学，要使学生掌握计算机各大部件的组成及其工作原理，为学生将来设计制造、调试维修及计算机应用与各个领域打下理论基础。二、课程教学的基本要求本课程既具有一定的理论性，又具实践性，同时还具有知识面广，内容多，难度大，更新快等特点，要求学生课前预习，课后复习，注重认真完成实验与作

2、业，贯彻“厚基础重能力”的方针，学生应掌握计算机的各大部件组成结构、基本运算方法、工作原理及分析设计方法。结合计算机组成原理的实验，从而形成较完整的计算机及系统的概念。三、课程的教学内容、重点和难点第一章计算机系统概论（4学时）一、基本内容：计算机系统层次、基本组成、主要技术指标、软、硬件。（一）计算机的系统及层次结构（二）计算机的硬件（H）计算机的软件（四）计算机的主要技术指标（五）计算机的基本工作过程二、基本要求：了解计算机的软、硬件结构。重点：计算机各大部件的关系与总体结构，计算机执行指令和程序运行的基本过程。难点：计算机层次结构、计算机执行指令和程序运行的基本过程。第二章计算机发展及应

3、用（2学时）一、基本内容：计算机的发展历史、计算机的应用特点（一）计算机的发展历史（二）计算机的应用及特点（三）计算机及应用展望二、基本要求：了解计算机发展、熟悉计算机在多个领域应用特点I重点：计算机的发展历史、计算机的应用及特最-第三章系统总线（4学时）一、基本内容：总线的分类、总线性能指标、总线结构与控制（一）总线的基本概念（二）总线的分类（H）总线特性及性能指标（四）总线结构（五）总线控制二、基本要求：掌握总线基本概念、熟悉总线基本结构和性能指标重点：总线基本结构和性能指标、总线控制。难点：总线判优控制、总线通讯控制。第四章存储系统（8学时）一、基本内容：存贮器系统，RAM,ROM,CA

4、CHE,主存储器与CPU的连接。（一）存储器概述（二）半导体读写存储器（三）半导体只读存储器（四）主存储器与CPU的连接（五）存储器的校验与访存速度（六）高速缓冲存储器（七）辅助存储器基本要求：了解存储电路工作原理，掌握存贮器与CPU的连接、CAeHE主存地址映射。重点：掌握存储器是如何分类的，熟悉存储器的工作原理、半导体存储器的逻辑设计方法。难点：主存储器与CPU的连接、CACHE主存地址映射。第五章输入输出系统（6学时）一、基本内容：I/O系统组成及与主机的联系、控制方式、程序查询方式、中断方式、DMA方式。（一）I/O系统的组成（二）I/O系统与主机的联系及信息控制方式（三）程序查询方式

5、（四）程序中断方式（五）DMA方式二、基本要求：了解各种数据传送方式的原理和过程。重点：了解I/O系统各种控制方式并掌握工作原理。熟悉程序中断方式、DMA方式。难点：程序中断方式、DMA方式。第六章运算方法和运算器（10学时）一、基本内容：有符号数和无符号数、数的表示方法、定点四则运算、浮点运算、算术逻辑单元。（一）数据在机器中的表示方法（-）定点加法、减法运算（H）定点乘法、除法运算（四）定点运算器的组成和结构（五）浮点四则运算（六）浮点运算方法和浮点运算器（七）算术逻辑运算单元二、基本要求：掌握定点加法、减法、乘除法和浮点运算，熟悉算术逻辑运算单元。重点：定点加减运算方法，快速乘除运算方法

6、，浮点运算方法与过程，算术逻辑单元难点：乘法、除法。第七章指令系统（6学时）一、基本内容：指令结构、操作类型与操作数、寻址方式、RISC技术。（一）指令系统的发展与性能要求（二）指令格式（三）操作和操作数类型（四）指令和数据的寻址方式（五）指令格式设计的基本问题（六）RISC技术二、基本要求：了解指令的分类，掌握指令的格式和寻址方式。重点：掌握机器指令的格式，存储形式，主要的寻址技术及设计指令系统的基本要求。难点：寻址方式、R1SC技术。第八章CPU的结构和功能（8学时）一、基本内容：CPU的基本组成、结构和功能、指令周期及指令流水原理、中断系统与技术。（一）中央处理器的功能和组成（二）控制单

7、元和中断系统（三）指令周期（四）指令流水原理（五）影响指令流水的因素及多发技术（六）中断系统及相关逻辑线路（七）中断屏蔽技术二、基本要求：了解CPU组成和功能，掌握指令流水原理、中断系统及屏蔽技术。重点：掌握中央处理器的结构和功能、指令流水原理、中断判优逻辑及相关技术。难点：指令流水、中断判优及屏蔽技术。第九章控制单元的功能（6学时）一、基本内容：微操作命令的分析、控制单元功能、多级时序系统及控制方式。（一）微操作命令的分析（二）取指、间指、执行、中断基本周期及各自特点（H）控制单元功能及外特性（四）多级时序系统及控制方式二、基本要求：微操作命令的分析、取指、间指、执行、中断周期及各自特点重点

8、：了解微操作命令的分析方法、掌握多级时序系统控制方式。难点：多级时序系统控制方式。第十章控制单元设计（6学时）一、基本内容：微操作节拍安排、组合逻辑设计步骤、微程序设计原理、微指令格式与编码方式。（一）组合逻辑设计微操作节拍（-）组合逻辑设计步骤（H）微程序设计基本原理及控制单元（四）微指令格式与编码方式（五）静态微程序设计、动态微程序设计基本要求：微操作节拍安排、微程序设计原理、微指令编码。重点：熟悉微操作节拍安排方法，设计控制单元。了解微程序设计原理、微指令编码。难点：微操作节拍安排四、课程实践教学环节要求计算机组成原理实验1、运算器实验（2学时）目的：（1）掌握算术逻辑运算单元（A1U）

9、的工作原理（2）熟悉简单运算器的数据传送通路（3）验证四位运算功能发生器的组合功能（4）按给定数据，完成几种指定的算术运算2、存储器实验（2学时）目的：（1）了解静态随机存储器RAM的工作特性及使用方法（2） 了解静态随机存储器的数据写入和读出（3） 了解使用半导体存储器的定时要求（4）测量特定RAM的读出时间3、总线控制实验（2学时）目的：（1）了解掌握总线基本结构和特性（2）掌握总线控制基本原理（3）掌握总线判优控制基本方法4、控制器组成实验（2学时）目的：（1）掌握时序产生器的组成原理（2）掌握控制器的组成原理5、基本模型机设计与实现实验（4学时）目的：（1）将微程序控制器模块同运算器模

10、块、存储器模块联机，组成一台模拟计算机（2）用微程序控制器控制模型机数据通路（3）通过CPU运行五条机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系,牢固建立机器的整机概念*注：以上5个实验（设计）学生可任选且必选做其中4个五、学时分配学时分配序内容各教学环节学时分配作业题量备注讲授实验讨论习题课外其他小计1第1章计算机系统概论4422第2章计算机发展及应用223第3章系统总线42624第4章存储系统821045第5章输入输出系统6626第6章运算方法和运算器1021247第7章指令系统6628第8章CPU的结构和功能8849第9章控制单元的功能628210第10章控制单元设计64102合计6012722()本课程考核采用平时作业与笔试结合的方式，其中平时成绩占30%,笔试成绩占70%。六、课程与其它相关课程的联系与分工学习本课程之前，学生必须学习过模拟电子技术、数字电子技术、数字逻辑、高级语言等课程，这些课程是本课程的基础，本课程又是计算机体系结构、操作系统、汇编语言，网络技术等课程的基础。七、教材与教学参考书（一）教材唐朔飞.计算机组成原理（第2版）.北京：高等教育出版社，2008年。（二）教学参考书1白宗英.计算机组成原理（第3版）.北京：科学出版社，2008年。2莫正坤.计算机组成原理（第2版）.武汉：华中理工大学出版社，1996年。