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中山大学信息科学与技术学院计算机科学系中山大学信息科学与技术学院计算机科学系 中山大学信息科学与技术学院计算机科学系中山大学信息科学与技术学院计算机科学系 《《计算机组成原理计算机组成原理》课程教学大纲》课程教学大纲 《《计算机组成原理计算机组成原理》》课程教学大纲课程教学大纲 课程名称： 计算机组成原理 类别： 专业必修课 授课对象： 本科生 总学时： 72 学时 适用专业： 计算机科学与技术/ 网络工程 开课学期： 第四学期 编写人员： 李小霞 审核人员： 李国 编写日期： 2006 年 2 月 修订人员： 审核人员： 修订日期： 一、教学目的 《计算机组成原理》是计算机专业本科教学中的一门技术基础课。通过本课程的学习， 学生认识到计算机的工作原理：通过控制信息的处理来达到处理数据信息的目的；帮助学生认 识到计算机组成的冯•诺依曼结构是可以实现这种目的的一种结构；进而帮助学生掌握计算机硬 件各子系统的功能、组成及实现。这一目的的实现不仅对设计开发计算机系统有重要作用，而 且也是其后的计算机网络、计算机体系结构、分布与并行处理等课程的基础。学生通过学习本 课程应该达到以下目标 ： 1. 掌握计算机系统的基本组成、计算机系统的层次结构、冯•诺依曼机的特点；熟悉衡量计算 机性能的评价及主要技术指标 （机器字长、存储容量、运算速度）；了解计算机的发展史以 及它的应用领域 。 2. 掌握总线的概念、总线对计算机系统性能的影响、总线仲裁与定时的方式；了解常用的标 准总线 。 3. 掌握构造高速度、大容量、低成本的存储子系统的各种技术，包括高速缓冲存储器、虚拟 存储器、多体交叉存储器；掌握如何用常用芯片构造主存；熟悉双端口存储器、相联存储 器； 了解存储保护技术 。 4. 掌握外部设备与主机交换信息的三种控制方式：程序查询、中断、DMA ；熟悉显示器、磁 盘机的组成与功能；了解常用的外部设备。 5. 掌握数值数据的表示方法、运算方法及定点运算的硬件实现，熟悉字符、汉字的表示方法； 了解流水浮点运算器的组成与实现 。 6. 掌握指令系统的分类、常见的寻址方式、指令格式、指令设计的优化方法，了解 RISC 技 术。深刻领会指令系统与机器主要功能以及与硬件结构之间的关联。 7. 掌握领会 CPU 在计算机中的地位和作用 。熟悉 CPU 的功能和内部结构，熟悉机器完成一 条指令的全过程，初步掌握并行性的基本概念以及实现时间重叠的技术途径：流水处理。 领会中断技术在提高整机系统效能方面所起作用。 8. 领会指令周期、机器周期、时钟周期 （节拍）和控制信号的关系，深刻领会控制单元在机 器运行中所起的核心作用 ，掌握设计控制单元的基本两种基本方法：组合逻辑设计与微程 序设计，初步建立设计控制单元的思路，为今后设计计算机打好基础。 1 二、基本要求 《计算机组成原理》是计算机科学的专业基础课程之一，比较抽象，因此教师在讲授本课程 时可注意以下几点： 1. 多讲解例题、习题。可参考白中英编写的题库与习题集。 2. 采取一些方式促使学生以各种方式动手操作理论课中讲述的知识点 。 3. 注意将实验课的内容与理论课的讲解结合起来，帮助学生将实践经验上升到理论。 4. 在讲解具体的技术之前，告诉学生要解决什么问题以及解决这个问题的基本思想。 5. 在讲述每一章之前，帮助学生了解这一章将会学习什么，讲完每一章之后 ，帮助学生 总结这一章学了什么。 6. 尽量将以教师讲解为主的教学方式转换为以学生动手、动脑探索知识为主的教学方式 。 三、推荐教材、参考书及教材分析 1. 教材：白中英，计算机组成原理 （第三版），科学 出版社， 2. 教学参考书： 唐朔飞，计算机组成