《计算机组成原理》教学大纲--上海怡健医学

《计算机组成原理》教学大纲 计算机组成原理》一、课程基本信息中文名称：计算机组成原理 适用专业：计算机科学与技术，信息与计算科学，数学与应用数学 课程类别：专业必修课 总学时： 84 (60（理论）+ 24（实验）) 总学分： 4 (3.5（理论）+ 0.5（实验）)二、课程简介本课程是计算机专业的核心专业基础课程， 在计算机专业的各门课程中起着承上启下的重要作用。 学生借助本课程的学习，可以从层次的看法，掌握计算机构成和运行模式方面的基本概念、基本原理、 基本设计跟预测方式等平台知识，奠定必要的专业知识基础；可以从平台的看法计算机原理教案下载，理解增加计算机整 机的硬软件性能跟配件性能的各类可行方法，了解计算机平台中硬件、软件的用途划分跟相互配合关 系，进而初步认识从计算机平台结构的视角进一步提升系统性能的主体思想，能站在更高层次上探讨 和缓解工作中遭遇的难题。学生借助本课程的学习，还可以培养教师从形象思维向抽象思维过渡，掌 握自顶向下分析跟解决难题的素养，提高温故知新、举一反三和自主学习的素养，最终可把在“数字 电子科技” “汇编语言程序设计”“可编程逻辑器件”等课程中所学的软、硬件知识有机地结合起 、 、 来，建立计算机整机系统的完整概念。

三、相关课程的衔接预修课程：数字电子科技， 汇编语言 并修课程：计算机组成原理习题课，编译原理 后修课程：计算机接口技术， 单片机原理， 计算机系统构架，可编程逻辑元件， 操作系统原理四、教学的目的、要求与技巧 教学的目的、要求与技巧（一） 教学目的 计算机构成是根据计算机体系构架，在确认并分配了软件子系统的概念跟结构和用途特征的基础 上，设计计算机各组件的详细构成及他们之间的联接关系，实现机器指令级的各类用途跟特征。即计 算机组成是计算机体系结构的逻辑实现。 本课程的课堂目的是让学员把握计算机原理的基本概念、基本原理、基本设计跟预测方式，通过 实验教学努力改善教师在计算机软件设计跟实现方面的素质，适当了解增加计算机的组件和整机硬件 性能的各类可能方式，为下一步学习计算机体系构架奠定基础，并可对当前计算机的最新研究、发展 与应用趋势有一般性的知道。 （二） 教学规定 依据本课程的性质、目的及任务，教学基本要求是围绕多媒体教学、课后答疑、教学计算机实验几个主要环节，要求学生系统地知道、熟悉跟掌握下面几个别内容： 1． 计算机平台的基本概念及层次结构 计算机组件的基本概念及构成原理 计算机整机的基本概念及组成原理2．3．（三） 教学方法 以教学讲授为主，结合实验、例题、习题讲解，加强实验教学。

五、教学内容（实验内容）及学时分配 教学内容（实验内容）一。教学内容 第一章 计算机组成概述（4 学时） 1. 计算机平台的基本构成以及层次结构 2. 计算机的体系结构、组成跟实现 3. 计算机平台的演进进步 教学要求： 教学要求： 1. 理解计算机平台的涵义及层次结构； 2. 理解计算机构成的基本概念，以及与体系结构、实现之间的关系； 3. 理解计算机的构成结构； 4. 了解系列机、兼容机概念； 5. 了解计算机平台的演进进步。 教学重点： 教学重点： 计算机的层次结构、计算机构成的基本概念及构架、计算机构成与制度结构及推动之间的关系。 教学难点： 教学难点： 计算机构成的基本概念及构架、计算机的层次结构。 教学方法： 教学方法： 课堂讲授，例题、习题讲解。 第二章 数字电路基础跟计算机中的逻辑器件（4 学时） 1. 组合逻辑以及应用； 2. 时序逻辑以及应用； 3. 现场能编程器件以及应用； 4. 几个专用功能元件和存储器芯片的引脚图。 教学要求： 教学要求： 1. 复习组合逻辑以及应用、时序逻辑及其应用； 2. 了解现场能编程器件以及应用。 教学重点： 教学重点： 现场能编程器件功能以及应用 教学难点： 教学难点： 现场能编程元件功能以及应用 教学方法： 教学方法： 课堂讲授，例题、习题讲解、教学计算机实验。

第三章 1. 2. 3.数据表示、运算算法和线路实现（6 学时） 数字化信息编码的概念跟二进制编码知识（汉明码、CRC 码） ； 数据表示—常用的信息编码（逻辑种类数据、字符类别数据、数据种类数据） ； 二进制数据的编码与运算算法（原码、反码、补码、补码加/减法运算算法及电路实现、原码一 位除法运算算法及电路实现、补码一位乘法/除法运算算法及电路实现） 。 教学要求： 教学要求：1. 理解并把握各种数据的表示方式； 2. 了解汉明码、CRC 码的定义及应用； 3. 理解并把握各种运算算法及电路实现。 教学重点： 教学重点： 各种数据的表示方式、各种运算算法及电路实现。 教学难点： 教学难点： 各种运算算法及电路实现。 教学方法： 教学方法： 课堂讲授，例题、习题讲解、计算机硬件模拟试验（学生课外自行实验） 。 第四章 运算器部件的构成与设计（10 学时） 1. 运算器部件概述； 2. 片位结构的运算器芯片 Am2901； 3. 教学计算机运算器的设计与推动； 4. 脱机和联机的运算器实验； 5. 浮点点运算与异或点运算器； 6. 提高运算器部件处理能力的可行方法。 教学规定： 教学要求： 1. 理解定点运算器部件的基本用途、基本构成原理； 2. 掌握定点运算器部件基本设计跟实现方式； 3. 理解并把握片位结构的运算器芯片 Am2901 原理及应用； 4. 掌握脱机和联机的运算器实验； 5. 了解浮点运算与异或点运算器； 6. 了解增加运算器部件处理能力的可行方法。

教学重点： 教学重点： 定点运算器部件的基本用途、 基本构成原理、 基本设计跟实现方式； 片位结构的运算器芯片 Am2901 原理及应用；脱机和联机的运算器实验；提高运算器部件处理能力的可行方法。 教学难点： 教学难点： 定点运算器部件的基本用途、 基本构成原理、 基本设计跟实现方式； 片位结构的运算器芯片 Am2901 原理及应用；脱机和联机的运算器实验。 教学方法： 教学方法： 课堂讲授，例题、习题讲解，专题探讨、教学计算机的软件实验。 第五章 指令、指令系统和汇编程序设计（8 学时） 1. 指令格式和指令系统概述； 2. 寻址模式概述； 3. 指令系统例子（重点是教学计算机指令系统表明） ；4. 汇编语言程序举例（重点是课堂计算机的汇编语言程序设计） 。 教学要求： 教学要求： 1． 理解指令格式和寻址模式； 2． 掌握教学计算机的指令系统及汇编语言程序设计。 教学重点： 教学重点： 指令格式、寻址模式、教学计算机的指令系统及汇编语言程序设计。 教学难点： 教学难点： 寻址模式、教学计算机的指令系统及汇编语言程序设计 教学方法： 教学方法： 课堂讲授，例题、习题讲解，教学计算机上机试验。

第六章 控制组件的构成与设计（10 学时） 控制器的功能、组成概述； 1. 微过程控制器部件的构成与设计； 2. 硬布线控制器部件的构成与设计； 3. 硬布线控制器部件的构成与设计； 4. 提高指令执行速度的可能性途径。 教学要求： 教学要求： 1. 理解控制器的功用、组成原理； 2. 理解微程序控制器部件的构成原理，掌握微程序控制器的设计方式； 3. 了解硬布线控制器部件的构成原理及设计方式； 4. 了解硬布线控制器部件的构成与设计； 5. 了解增加指令执行速度的可能性途径。 教学重点： 教学重点： 控制器的构成原理、微程序控制器部件的构成原理及设计方式。 教学难点： 教学难点： 微程序控制器部件的构成原理及设计方式。 教学方法： 教学方法： 课堂讲授，例题、习题讲解，专题探讨、教学计算机软件实验。 第七章 多级结构的存储器系统（10 学时） 1. 存储器系统原理（三级结构、统一管理、调度一体化、存储速度、存储容量、单位价格） ； 2. 主存储器组成原理及推动科技（教学计算机内存储器的构成与设计） ； 3. 外部储存设施与磁盘阵列技术； 4．高速缓冲存储器 chace 原理； 5．虚拟存储器原理； 6．提高存储器系统性能的可行方法。

教学要求： 教学要求： 1. 2. 3. 4. 了解存储器系统原理； 理解主存储器部件的构成原理； 掌握教学计算机内存储器的构成原理与推动科技； 了解内部传输设备与磁盘阵列技术；5. 了解高速缓冲存储器 chace 原理； 6. 了解虚拟存储器原理； 7. 了解增加存储器系统功耗的可行方法。 教学重点： 教学重点： 存储器系统原理、主存储器部件的构成原理及推动科技、高速缓冲存储器 chace 原理、虚拟存储器 原理、提高存储器系统功耗的可行方法。 教学难点： 教学难点： 主存储器部件的构成原理及推动科技、高速缓冲存储器 chace 原理、虚拟存储器原理。 教学方法： 教学方法： 课堂讲授，例题、习题讲解，专题探讨，教学计算机软件实验。 第八章 输入输出设备与输入输出系统（8 学时） 1． 输入输出系统概述； 2． 计算机总线的构成原理； 3． 输入输出接口的基本功能跟通常构成； 4． 常用的输入输出方法； 5． 提高数据输入输出能力跟可靠性的可行方法。 教学规定： 教学要求： 1． 了解输入输出系统及常见输入输出设备； 2． 理解计算机总线的构成原理； 3． 了解输入输出接口的基本用途跟通常构成； 4． 掌握常用的输入输出方法； 5． 了解增加数据输入输出能力跟可靠性的可行方法。

教学重点： 教学重点： 计算机总线的组成原理、输入输出接口的基本用途跟通常构成、常用的输入输出方式、提高数据 输入输出能力跟可靠性的可行方法。 教学难点： 教学难点： 计算机总线的组成原理、输入输出接口的基本用途跟通常构成、常用的输入输出方式。 教学方法： 教学方法： 课堂讲授计算机原理教案下载，例题、习题讲解，专题探讨、教学计算机软件实验。（二）实验内容 本课程安排了 6 个实验，教师能按照教学应该，选做其中的 3-5 个。 实验内容包含： 1． 教学计算机中的关键逻辑线路实验（4 或 6 学时） ； 2． 监控程序与汇编语言程序设计（4 或 6 学时） ； 3． 运算器部件实验（4 或 8 学时） ； 4． 存储器部件实验（4 或 8 学时） ； 5． 微程序控制器部件实验（4 或 8 学时） ； 6． 多级嵌套的中断实验（4 或 6 学时） 。六、作业（报告） 作业（报告）每章布置一次，作业内容视各章情况布置，每次 3-5 题。紧扣各章规定掌握的内容。七、课程考核课程通过平时考核、期中考查、期末闭卷考试相结合的方法考核学习效果，评定学员的综合成绩， 综合成绩=平时成绩+期中成绩+期末成绩，平时成绩、期中成绩、期末成绩分别占 40%、10%、50%。

考 试内容不超出本大纲基本规定和所选用教材的范围，平时成绩包括课堂、作业和教学计算机实验完成 情况等，期中考查以开卷随堂考试为主。八、教材及主要参考书 [1] 王诚等.计算机组成与设计（第三版）.北京:清华大学出版社.2007 年 [2] 唐朔飞.计算机组成原理.北京：高等教育出版社 [3] 白中英.计算机组成原理.北京：科学出版社 [4] Linda Null, Julia Lobur.黄河等译.计算机构成与体系构架.北京：机械工业出版社， 2006.8 [5] Andrew S.Tanenbaum.刘卫东等译.计算机组成-结构化方法.北京：人民邮电出版社， 2006.7 [6] 潘松，潘明.现代计算机组成原理.北京：科学出版社，2007.2 [7] 王爱英.计算机构成与结构.北京：清华大学出版社，2002