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《计算机组成原理》教学大纲

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《计算机组成原理》教学大纲

课程概述

《计算机组成原理》是计算机专业的最重要的基础课程之一,主要以信息在计算机内部的加工、处理为主线介绍计算机的结构、工作原理和功能特性；从一台计算机的整体结构出发,介绍计算机硬件系统内部各部件之间的互连、指令系统和指令在计算机中的执行过程；详细介绍组成计算机的各部件的组成原理、逻辑实现和设计方法；为了便于学生对基本概念的理解,培养学生对硬件系统的分析、设计、使用方面的能力,给出一种或两种有代表性的机型的结构介绍。本课程的教学目的是使学生掌握计算机的基本组成部件、逻辑功能、工作原理、设计方法和实现技术等的有关基础知识和技术,建立完整、清晰的计算机整机概念。并使学生具备对计算机系统整机和部件进行分析和设计的能力。

计算机组成原理课程的教学任务围绕机器指令级以及与此密切相关的微操作级和汇编语言级,从计算机硬件到计算机软件以及软硬件的有机结合,从计算机内部工作机制与编程求解问题相结合,从CPU部件与整机系统两个层次,从逻辑组成、内部工作机制、程序设计等三个方面,通过课堂授课和实验,达到计算机组成原理课程的教学基本目的,并培养本学科的学生在设计、分析和解决大型数字系统的基础理论和基本的实际动手能力,为学习后续课程打下良好的基础。

《大学物理》、《计算机导论》、《电路与电子学》、《数字电路》、《汇编语言程序设计》等课程,是《组成原理》的先修课程。而《计算机组成原理课程设计》、《操作系统》、《计算机接口技术》、《单片机原理与应用》、《计算机体系结构》、《计算机外部设备》及《计算机网络》等课程是它的后续课程。

《计算机组成原理》教学大纲全文共1页，当前为第1页。课程目标

《计算机组成原理》教学大纲全文共1页，当前为第1页。

1．知道《计算机组成原理》这门学科的性质、地位和独立价值。知道这门学科的研究范围、分析框架、研究方法、学科进展和未来方向。

2．理解计算机系统的运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大组成部件的有关基本概念和基本原理。了解相应的有关新技术和方法。

3．理解数值数据的表示方法以及运算器的计算方法,了解非数值数据的表示和处理方法以及校验码的表示方法。

理解运算器、控制器、存储器、以及有关的输入设备和输出设备等各个部件的组成结构和基本功能。了解典型的计算机系统结构和基本功能。

5．掌握基本的定点数的加、减、乘和除的运算和实现的基本逻辑电路框图以及浮点数的表示和基本运算。

掌握主存系统的设计和分析方法。

掌握指令的执行过程和各种寻址方式的分析和设计方法。

掌握组合逻辑控制器和微程序控制器的基本的设计和分析方法。

掌握计算机整机系统的基本设计和分析方法。

10．了解典型的微小型机系统和计算机的新发展。

课程内容和要求

这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。这四个层次的一般涵义表述如下：

知道———是指对这门学科和教学现象的认知。

《计算机组成原理》教学大纲全文共2页，当前为第2页。理解———是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释,能提示所涉及到的教学现象演变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。

《计算机组成原理》教学大纲全文共2页，当前为第2页。

掌握———是指运用已理解的教学概念和原理说明、解释、类推同类教学事件和现象。

学会———是指能模仿或在教师指导下独立地完成某些教学知识和技能的操作任务,或能识别操作中的一般差错。

教学内容和要求表中的√号表示教学知识和技能的教学要求层次。

本标准中打*号的内容可作为自学,教师可根据实际情况确定要求或不布置要求。

《计算机组成原理》教学大纲全文共3页，当前为第3页。教学内容及教学要求表

《计算机组成原理》教学大纲全文共3页，当前为第3页。

教学内容

知道

理解

掌握

学会

1概论

1.1计算机的分类和应用

1.２计算机的硬件

1.３计算机的软件

1.４计算机系统的层次结构

1.５电子计算机的发展简史

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2计算机中的信息表示

2.1数字化信息编码的概念

2.２常用的信息编码

2.３数值数据的表示、转换和运算

2.４数据校验码及校验线路

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3指令系统

3.１指令系统的发展

3.２指令格式

3.３寻址方式

3.４指令类型

3.５指令系统举例

3.６RISC技术

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4运算器及其运算方法

4.１ALU的基本逻辑结构

4.２定点加减法运算器及其运算方法

4.３定点乘法运算

4.４定点除法运算

4.５高速乘除运算技术〔＊

4.６浮点运算器

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5控制器

5.１计算机的硬件系统