《计算机组成原理》课程教学大纲.docx

计算机组成原理课程教学大纲

一、课程教学目标

通过本课程教学，使学生了解计算机整体结构中的基本概念和常用术语，理解有关计算机组成的基本原理和设计思想，掌握计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法，理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，旨在培养并提高学生对计算机组成基本原理的综合运用能力、对计算机硬件系统中的理论和实际问题的分析、计算能力以及对一些基本部件进行简单设计的能力，并为学生日后从事计算机技术各领域的研究工作奠定基础。同时，也为操作系统和Java程序设计等专业课程提供了充实的基本原理依据与方法参考。

1.认知目标

（1）了解计算机组成原理这门课程在计算机科学与技术专业整体人才培养方案中的性质、地位和价值；

（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概念和功能，及以整机的工作原理；

（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方法和常用编码；

（4）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；

（5）掌握基本的定点数的加、减运算和实现的基本逻辑电路以及浮点数的表示方法；

（6）掌握指令的概念和功能以及指令的各种寻址方式和指令类型；

（7）了解存储器层次结构和半导体存储器的基本组成结构和存储原理，掌握典型存储器的容量扩展和位扩展方法，掌握顺序扩展和交叉扩展中进行地址分析方法；

（8）掌握高速缓冲存储器Cache的地址映射替换策略以及写操作策略；

（9）掌握CPU的功能组成和数据通路，理解CPU内部电路的操作控制原理，了解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；

（10）了解总线的信息交换方式、仲裁方式、控制方式和常见的总线标准。

2.技能目标

（1）通过本课程的学习，培养学生通过计算机组成原理实验，进一步理解计算机内部的工作原理及计算机整机系统的基本设计和分析方法，具备一定的专业知识技能；

（2）通过“完整工作过程”的学习和体验，培养学生分析问题、解决问题的能力和团结、协作的团队精神。

3.情感目标

（1）培养严谨、细致、认真的学习态度；

（2）树立团结合作、吃苦耐劳的精神；

（3）激发学生学习兴趣，提高学生的人生观和价值观。

二、课程教学内容及要求

1.以生活中常见的计算机技术为现实依据，逐步展开对计算机的整体组成原理及各组成部件原理及方法的讲解，从相关原理的设计依据、设计思想来进行知识的导入，着重强调从现有的技术原理上升到方法论层面的教学方法。有关本课程的基本概念、基本知识和基本技能，作为教学的重点内容，要求学生牢固掌握并熟练运用。

2.坚持理论密切联系实际，一切从实际出发，发展理论，最终回归实际的教学思路。通过当前市场上实际的产品案例出发，发掘产品所关联的关键技术，深入剖析相关的技术原理，最终给出类似产品的基本设计模型。对复杂的电路原理组成的细节不予深究，着重突出从已有的成熟的基本电路单元层面完成基本原理的分析讲解及模型设计。

3.课堂讲授实行引导思维形式，将培养和提高学生的分析问题和解决问题的能力放在重要位置，针对晦涩难懂的原理性知识力求采用流动图形的方法逐步引导学生建立正确的思维逻辑，重点部分力求全面、详细、明确。

4.坚持课后练习是教好、学好本门课程的关键。在整个教学过程中，将根据正常教学进度布置一定量的课后作业，要求学生按时完成。为提高学生的实际应用能力且避免抄袭，作业一般考虑与学生个人的现有计算机或者网络资源相关联，增强作业的区别性和特色性。

三、课程教学重点和难点

重点：计算机的基本组成和工作原理、运算方法和运算器、存储系统、中央处理器。

难点：存储系统和中央处理器。

四、课程考试形式和要求

课程考试成绩由“平时成绩”（占30%）和“期末成绩”（占70%）构成。

其中，“平时成绩”参考学生的日常考勤及作业完成情况，测评学生对课程管理要求的理解、执行能力以及实验过程的实际动手和团队合作能力。

“期末成绩”由期末一次闭卷考试给出，主要考查计算机组成原理中的基本概念、基本知识和基本原理方法，测评学生的理解、判断、分析、综合等能力。

五、课程教学时数分配

章目

教学内容

教学时数

教学方式或手段

课后作业形式

备注

第一章

计算机组成概论

4

讲授（多媒体）、讨论

简答题、习题

第二章

运算方法和运算器

12

讲授（多媒体）

计算题、习题

第三章

存储系统

14

讲授（多媒体）

设计题、习题

第四章

指令系统

4

讲授（多媒体）

应用题、习题

第五章

中央处理器

10

讲授（多媒体）

简答题、习题

第六章

总线系统

4

讲授（多媒体）

简答题、习题

实验一

基础汇编语言程序设计

2

讲授、实验

实验报告

实验二

脱机