吉林大学软件学院课程教学大纲-《计算机组成原理》

吉林大学软件学院课程教学大纲 课程名称：《计算机组成原理》 课程代码：宋体小四 课程类别：宋体小四 课程性质：宋体小四 课程学时/实验学时：64/16 课程学分：3 面向专业：软件工程 课程性质、目的与任务《计算机组成原理》是计算机系教师必修的一门专业基础课程,它系统地介绍计算机的组 成结构及各构成部份的工作原理，该课程主要是培养教师硬件分析跟设计的基本技能和技巧。 其内容侧重于基本概念、基本原理的学习，同时也反映最新的成果。该课程将为学生确立坚 实的计算机软件基础。 该课程的任务是：(１)通过学习计算机的基本概念、基本构架、基本算法及实验，对组 成计算机的各个组件的功能跟工作过程、以及部件间的联结有较全面、较系统的了解，形成 较完整的计算机构成与工作机理建模。(２)通过实验课的学习，不但让学员硬件的动手能力 得到初步训练，而且可以构建一个完整的计算机整机概念。 使用教材： 《计算机组成原理》 高等教育出版社参考丛书： [1]《计算机组成原理》 清华大学出版社[2]《计算机组成与结构》（第三版），王爱英主编，清华大学出版社出版。 《计算机组成原理》朱怡健编，东南大学出版，1994 年版。

[4]《计算机组成原理》，俸远祯、阎彗娟等编，电子工业出版社出版。 各章节内容，教学基本规定及学时分配第一章 计算机系统概论（2 学时） 1、教学内容 1．1 计算机平台简介 1．2 计算机基本组成 1．3 计算机的基本指标 2、教学重点：计算机平台的层次结构；计算机构成和计算机体系构架；冯诺伊曼 机器特性；机器字长；存储容量；运算速率。 3、教学难点：计算机平台的层次结构;一条指令的执行 4、新知识点：层次结构； 5、教学方法与方法 1.1.1、1.2.1、1.2.2自学、辅导；其余采用多媒体课堂教学讲解。 6、课外练习 习题 7、自学指导阅读课本或参考书相关内容，回答考题5、8 8、参考书 第二章计算机的演进及应用（2 学时） 1、教学内容 2．1 计算机的发展史 2．2 计算机的应用 2．3 计算机的展望 2、教学重点：计算机的应用 3、教学难点：无 4、新知识点：无 5、教学方法与方法 自学、辅导； 6、课外练习 阅读课本或参考书 7、自学指导 阅读课本或参考书相关内容。 8、参考书 第三章系统总线（6 学时） 1、教学内容 3．1 总线的基本概念 3．2 总线的分类 3．3 总线特性及功耗指标 3．4 总系的构架 3．5 总线控制 2、教学重点 系统总线：基本概念、分类、结构、总线控制逻辑；总线仲裁的含义及常见仲裁方式； 总线定时的方法；总线的数据存储方法。

3、教学难点：总线控制逻辑；总线的数据存储方法。 4、新知识点：总线控制逻辑；总线的数据存储方法。 5、教学方法与方法 3.1、3.2 自学、辅导； 3.3、 3.4、3.5 采用多媒体课堂教学讲解。 6、课外练习 习题 7、自学指导阅读课本或参考书相关内容，回答考题11、12 8、参考书 第四章存储器（10 学时） 1、教学内容 4．1 概述 4．2 主存储器 4．3 高速缓冲存储器 4．4 辅助存储器 2、教学重点 基本存储单元的类型；ROM 的类别及特征；主存储器组成与运行原理；存储器与CPU 的联接；多级存储器系统的基本构成、运行机理，各级存储器所用介质的特点，多级 结构存储器结构要满足的方法，以及它得以高效运行的机理；磁表面存储器的存储原 理，特别是硬盘结构及性能指标。 3、教学难点 RAM 芯片组织结构及组织； 存储器与CPU 的联接 cache 工作原理，cache 映射方法和替换算法； 掌握虚拟存储器的功用和基本管理办法。 4、新知识点：cache 工作原理，cache 映射方法和替换算法； 掌握虚拟存储器的功用和基本管理办法 5、教学方法与方法 4.1、4.4.3 4.4.4 自学、辅导；其余采用多媒体课堂教学讲解。

6、课外练习 习题11、12、13、14、15、21、23、26、27、30、32、35、36 7、自学指导 阅读课本或参考书相关内容计算机原理教案下载，回答考题19、24 8、参考书 第五章输入输出系统（8 学时） 1、教学内容 5．1 概述 5．2 外部设备 5．3I/O 接口 5．4 程序查询方式 5．5 程序中止传送形式 5．6 DMA 传送模式 2、教学重点 常见输入/输出设备的基本原理。三种控制方法的特征、差异。程序中断方式：中断 概念、分类、结构、中断过程； DMA 方式的特征、用途及与中断的差别； 3、教学难点 中断屏蔽、 DMA 接口的构架和用途，外设的一些科技指标。 4、新知识点：中断屏蔽， 5、教学方法与方法 主要自学、辅导；基本不采取多媒体课堂教学讲解。 6、课外练习 习题 27、29、30 7、自学指导 阅读课本或参考书相关内容，回答考题1--26 8、参考书 第六章计算机的运算方式（16 学时） 1、教学内容 6．1 无符号数和有符号数 6．2 数的定点表示跟浮点表示 6．3 定点运算 6．4 浮点运算 6．5 算术逻辑单元 2、教学重点 定点小数、整数、浮点数在计算机内的表示，补码加减法的运算规则、全加器及快速 加法器设计、进位链原理及使用方式。

3、教学难点：浮点数据表示、运算器的功能与构成 进位链的应用 4、新知识点： 符点数的运算、并行进位链的设计 5、教学方法与方法 6.4.2、6.5.1 自学、辅导；其余采用多媒体课堂教学讲解。 6、课外练习 习题 2、12、14、16、19、20、21、25、27、3、 7、自学指导 阅读课本或参考书相关内容计算机原理教案下载，回答考题7、31、32 8、参考书 第七章指令系统（6 学时） 1、教学内容 7．1 机器指令 7．2 操作数类型和操作类型 7．3 寻址模式 7．4 指令格式举例 7．5 RISC 技术 2、教学重点 常用的指令格式跟指令长度确定；各种寻址模式的用法跟功能；堆栈的意义跟实现堆 栈的方式及堆栈的种类。一般的指令类型的设计 CISC 与RISC 指令的概念跟各自的特征及差别。 3、教学难点：指令系统综述与教学机的指令系统、教学机控制器实例。 4、新知识点：CISC 与RISC 指令 5、教学方法与方法 7.2、7.3、7.5 自学、辅导；其余采用多媒体课堂教学讲解。 6、课外练习 习题 1、3、4、11、12、15、16、17 7、自学指导 阅读课本或参考书相关内容，回答考题2、6、7、18、19 8、参考书 第八章CPU 的结构跟功能（6 学时） 1、教学内容 8．1 CPU 的结构 8．2 指令周期 8．3 指令流水 8．4 中断系统 2、教学重点：指令周期、机器周期、时钟周期；指令流水原理；中断系统。

3、教学难点：指令流水数据相关；中断嵌套屏蔽。 4、新知识点：指令流水、中断天套的屏蔽 5、教学方法与方法 8.1自学、辅导；其余采用多媒体课堂教学讲解。 6、课外练习 习题 5、6、15、20、21、22 7、自学指导 阅读课本或参考书相关内容，回答考题1、4 8、参考书 第九章控制单元的功能（4 学时） 1、教学内容 9．1 微操作命令的探讨 9．2 控制单元的用途 2、教学重点：微操作命令的预测；控制单元的功能；一条完整指令的执行过程； CPU 时序控制方法跟控制器的构成 3、教学难点：微操作命令的预测 4、新知识点：微操作命令 5、教学方法与方法 采用多媒体课堂教学讲解。 6、课外练习 习题 7、自学指导阅读课本或参考书相关内容，回答考题10 8、参考书 第十章控制单元的设计（4 学时） 1、教学内容 10．1 组合逻辑设计 10．2 微程序设计 2、教学重点：组合逻辑的设计；微程序控制器的设计 3、教学难点：微程序控制器的设计 4、新知识点：微程序，微命令。 5、教学方法与方法 10.2.7自学、辅导；其余采用多媒体课堂教学讲解。 6、课外练习 习题 2、3、4、8、9、13、18、19、20 7、自学指导 阅读课本或参考书相关内容，回答考题16 8、参考书 本实验的目的与任务通过实际操作，增强动手能力及对计算机软件的理解与兴趣，进一步深入理解教学讲授 的相关内容。

本实验要超过的教学基本规定每人都无法自己动手搭建实验实验电路，实现实验的主要用途要求。 本试验要求的实验环境和设施计算机大学计算机构成原理实验室现有条件。 本试验的课本或指导书同教学部分。 四、考核要求、考核方法及成绩评估标准 平时成绩10%+实验成绩20%+期末考试70% 制定人：金福寿 审核人：宋体小四 制定日期：宋体小四 学院审定记录