计算机组成原理教学设计-CAL-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

学习本课程的目的是使学生掌握计算机硬件各个子系统的组成原理和实现技术，建立计算机系统的整体概念，对培养学生设计和开发计算机的能力起到重要作用。系统。本课程为以后学习计算机体系结构、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打下坚实的基础。三、知识点及课时分配 (1) 第一章计算机系统概论(2.5课时) 计算机软硬件的概念、计算机系统的层次结构、计算机的基本组成、冯诺依曼计算机的特点，

（2）第二章计算机的发展与应用（0.5课时） 计算机在各个领域的产生、发展和应用。(3)第三章系统总线(3课时) 总线的基本概念、总线的分类、总线的特点和性能指标、总线结构以及总线的仲裁控制和通信控制。2 (4) Chapter 4 Memory (10课时) 记忆分类和记忆层次；主存储器（包括半导体存储器芯片介绍、静态随机存取存储器和动态随机存取存储器、只读存储器、存储器与CPU连接、存储器验证、提高存储器存取速度的措施）；高速缓存内存（包括Cache的基本结构和工作原理、Cache-主内存地址映射、替换算法）；辅助存储器（包括辅助存储器的特点和主要技术指标、磁记录原理和记录方法、磁盘存储器的结构、光盘存储器的存取原理）。（5）第五章输入输出系统（8课时） 输入输出系统的发展概况和组成、I/O和主机寻址方式、传输方式、接触方式、设备寻址方式；外部设备的分类和介绍，I/O O接口的功能和基本组成；节目查询方式的工作原理及节目查询接口电路；程序中断方式的工作原理及程序中断接口电路和中断服务流程；DMA模式的特点，功能，

(6) 第六章计算机操作方法（12课时） 有符号数（原码、补码、补码、移位码）和无符号数在计算机中的表示；计算机中数字的定点和浮点表示；定点运算（算术移位与逻辑移位、补码加减法、原码补码乘法、原码补码除法）及相应的硬件配置；浮点四算术和算术逻辑单元和进位链。(7) 第七章指令系统（4课时） 机器指令的一般格式、操作数类型和操作类型、指令地址格式和寻址方式、指令格式示例和RISC技术。（8）第8章CPU结构与功能（4课时）CPU功能与结构框图、指令周期、指令流程和中断系统（包括引起中断的各种因素，中断系统需要解决的常见问题，如中断）请求标记、中断仲裁、中断响应、中断服务、中断返回、多次中断等）。(9) 第九章控制单元（4课时） 微操作命令分析（根据取指令周期、间接寻址周期、执行周期和中断周期分析不同指令的微操作命令）、控制的外部特性单元、多级定时系统、控制方式和控制信号实例分析。（10）第十章控制单元设计（4课时）组合逻辑设计（含组合逻辑控制单元框图、微操作节拍排列、组合逻辑设计实例）；微程序设计（包括微程序控制单元框图及工作原理、微指令编码方法、微指令地址形成方法、微指令格式、微程序设计实例）。

3 二、 教材选择 本课程教材选自唐硕飞主编的《计算机组成原理》（高等教育出版社，2000年7月，第一版）。本教材是教育部提出的“21世纪计算机科学教学内容与课程体系改革”的研究成果。是计算机科学与技术“九五”规划，由教育部高等学校计算机科学教学指导委员会组织编制。规划课程系列教材之一。本教材从根本上颠倒了二进制数制编码体系，依次是算术单元、存储器、控制器、输入输出系统为了描述计算机中每个组件的传统写作计算机原理教案下载，让学生经常学习半个学期，仍然不知道为什么，但我直到最后才连接所有内容。这种自下而上的叙述方式不易激发学生主动探索知识的积极性，也不利于“以学生为本”的教学方式。本教材定位于原理和性能分析。先带领学生走向计算机整体框架的制高点，然后带领学生从上到下，从表到里，一层一层，一步步进入计算机的核心，更有利于学生对计算机工作原理的理解。在深化过程中，每一步都会出现一系列的悬念，每一个悬念都会激发学生主动去寻找下一章的答案。因此，在大框架的指导下，在深入细化的过程中，学生有意识地加深了对计算机的理解。在这个过程中，由于强调启发式教育，学生可以通过主动探索更牢固地掌握知识。

自2000年以来，该教材已在全国广泛采用。实践证明，教材确实实现了编写思路，调动学生积极探索的积极性，引导学生深化目标。本教材获2002年全国高等学校优秀教材二等奖，已出版12次，共计15000册。本课程的主要参考资料是William Stallings，Computer Organization and Architecture Designing for Performance（第五版），教育部高等教育司推荐的2001.8影印版。三、课程教学一、重点与难点（一）第一章计算机系统简介重点：本章重点介绍计算机组件的概述和框架计算机原理教案下载，如下图所示。4 这使学生能够简明扼要地理解计算机内部的工作过程实际上就是这个框架中的指令流和数据流，从I/O→内存→CPU→内存→I/O