唐朔飞《计算机组成原理》精品教学：计算机组成原理教学大纲1

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： 课程代码： 宋体小四 课程类型： 课程类型： 宋体小四 课程性质： 课程性质： 宋体小四 课程学时/实验学时： 课程学时/实验学时： 64/16 课程学分： 课程学分： 3 面向专业： 面向专业： 软件工程 一、 课程性质、目的与任务 《计算机组成原理》是计算机系师生选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组成部份的工作原理，该课程主要是培养师生软件剖析跟设计的基本技能跟步骤。其内容侧重于基本概念、基本原理的学习，同时也展现最新的成果。该课程将为中学生夯实坚固的计算机软件基础。 该课程的任务是：(１)通过学习计算机的基本概念、基本结构、基本算法及试验，对组成计算机的各个部件的功能跟工作过程、以及部件间的连结有较全面、较系统的认识，形成较完整的计算机组成与工作原理模型。(２)通过试验课的学习，不但让师生软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。 使用用书： 《计算机组成原理》 唐朔飞 高等教育出版社 参考用书： [1]《计算机组成原理》 李文兵 清华大学出版社 [2]《计算机组成与结构》（第三版），王爱英编著，清华大学出版社出版。

[3] 《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。 二、 各章节内容，教学基本要求及学时分配 第一章 计算机系统导论（2 学时） 1、教学内容 1．1 计算机系统简介 1．2 计算机基本组成 1．3 计算机的基本指标 2、教学重点：计算机系统的层次结构；计算机组成跟计算机机制结构；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：计算机系统的层次结构;一条指令的执行 4、新知识点：层次结构； 5、教学方法与方式 § 1.1.1、1.2.1、1.2.2 自学、辅导；其余选用多媒体课堂教学讲解。 6、课外训练 例题 2、4、9 7、自学指导 阅读用书或参考书相关内容，回答例题 5、8 8、参考书 [2]、[4] 第二章 计算机的发展及应用（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、教学方法与方式 自学、辅导； 6、课外训练 阅读用书或参考书 7、自学指导 阅读用书或参考书相关内容。

8、参考书 [2]、[4] 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 总线特征及功耗指标 3．4 总系的结构 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；总线诉讼的意义及常用诉讼技巧；总线定时的方法；总线的数据传输方法。 3、教学难点：总线控制逻辑；总线的数据传输方法。 4、新知识点：总线控制逻辑；总线的数据传输方法。 5、教学方法与方式 § 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、课外训练 例题 2、3、4 7、自学指导 阅读用书或参考书相关内容，回答例题 11、12 8、参考书 [2]、[4] 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 基本储存单元的种类；ROM 的种类及特性；主存储器组成与运行原理；存储器与 CPU的连结；多级存储器系统的基本组成、运行原理计算机原理教案下载，各级存储器所用介质的特点，多级结构存储器结构应满足的原则，以及它得以高效运行的原理；磁表面存储器的储存原理，特别是硬碟结构及功耗指标。

3、教学难点 RAM 芯片组织结构及组织； 存储器与 CPU 的连结 cache 工作原理，cache 映射方法跟替换算法； 掌握虚拟存储器的功能跟基本管理办法。 4、新知识点：cache 工作原理计算机原理教案下载，cache 映射方法跟替换算法； 掌握虚拟存储器的功能跟基本管理办法 5、教学方法与方式 § 4.1、§ 4.4.3 4.4.4 自学、辅导；其余选用多媒体课堂教学讲解。 6、课外训练 例题 11、12、13、14、15、21、23、26、27、30、32、35、36 7、自学指导 阅读用书或参考书相关内容，回答例题 19、24 8、参考书 [1]、[2]、[4] 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 程序查询模式 5．5 程序中断传送模式 5．6 DMA 传送模式 2、教学重点 常见键入/输出设备的基本原理。三种控制方法的优点、差异。程序中断方式：中断概念、分类、结构、中断过程； DMA 方式的优点、用途及与中断的差别； 3、教学难点 中断屏蔽、 DMA 接口的结构跟功能，外设的一些技术指标。

4、新知识点：中断屏蔽， 5、教学方法与方式 主要自学、辅导；基本不选用多媒体课堂教学讲解。 6、课外训练 例题 27、29、30 7、自学指导 阅读用书或参考书相关内容，回答例题 1--26 8、参考书 [2]、[3] 第六章 计算机的运算方式（16 学时） 1、教学内容 6．1 无符号数跟有符号数 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、全加器及迅速加法器设计、进位链原理及使用方式。 3、教学难点：浮点数据表示、运算器的功能与组成 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、教学方法与方式 §6.4.2、6.5.1 自学、辅导；其余选用多媒体课堂教学讲解。 6、课外训练 例题 2、12、14、16、19、20、21、25、27、3、 7、自学指导 阅读用书或参考书相关内容，回答例题 7、31、32 8、参考书 [1]、[2]、[4] 第七章 指令系统（6 学时） 1、教学内容 7．1 机器指令 7．2 操作数类别跟操作类别 7．3 寻址模式 7．4 指令格式例子 7．5 RISC 技术 2、教学重点 常用的指令格式跟指令宽度确定；各种寄存器形式的用法跟用途；堆栈的意义跟实现堆栈的方式及堆栈的用途。

一般的指令类别的设计 CISC 与 RISC 指令的概念跟各自的特征及差别。 3、教学难点：指令系统述评与教学机的指令系统、教学机控制器例子。 4、新知识点：CISC 与 RISC 指令 5、教学方法与方式 § 7.2、§ 7.3、7.5 自学、辅导；其余选用多媒体课堂教学讲解。 6、课外训练 例题 1、3、4、11、12、15、16、17 7、自学指导 阅读用书或参考书相关内容，回答例题 2、6、7、18、19 8、参考书 [1]、[2]、[3]、[4] 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、教学方法与方式 § 8.1 自学、辅导；其余选用多媒体课堂教学讲解。 6、课外训练 例题 5、6、15、20、21、22 7、自学指导 阅读用书或参考书相关内容，回答例题 1、4 8、参考书 [1]、[2]、[4] 第九章 控制单元的功能（4 学时） 1、教学内容9．1 微操作命令的剖析 9．2 控制单元的功能 2、教学重点：①微操作命令的剖析；控制单元的功能；一条完整指令的执行过程； CPU 时序控制模式跟控制器的组成 3、教学难点：微操作命令的剖析 4、新知识点：微操作命令 5、教学方法与方式 选用多媒体课堂教学讲解。

6、课外训练 例题 1、3、4、5、6、7、8、12 7、自学指导 阅读用书或参考书相关内容，回答例题 10 8、参考书 [1]、[2]、[4] 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、教学方法与方式 § 10.2.7 自学、辅导；其余选用多媒体课堂教学讲解。 6、课外训练 例题 2、3、4、8、9、13、18、19、20 7、自学指导 阅读用书或参考书相关内容，回答例题 16 8、参考书 [1]、[2]、[4] 三、实验 1.三、实验 1. 本试验的目的与任务 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，进一步深入理解课堂讲授的相关内容。 2. 2. 本试验应达到的教学基本要求 每人都还能自己动手搭建试验试验电路，实现试验的主要功能要求。 3. 3. 本试验要求的试验环境跟设备 计算机大学计算机组成原理实验室现有条件。 4. 本试验的用书或指导书 同教学部份。 四、考核要求、考核形式及成绩评定标准 四、考核要求、考核形式及成绩评定标准 平时成绩 10%+实验成绩 20%+期末考试 70% 制定人： 金福寿 初审人： 审核人： 宋体小四 起草日期： 制定日期： 宋体小四 学院审定记录 学院审定记录