《计算机组成原理》课程教学大纲.docx

《计算机组成原理》教学大纲

课程编号英文名称：PrincipleofComputerOrganization

学分：3

学时：总学时64学时，其中理论32学时，实践32学时

先修课程：计算机导论、高级语言、数据结构

课程类别：专业主干课

授课对象：计算机科学与技术专业学生

教学单位：机械与电气工程学院

修读学期：第4学期

一、课程描述和目标

计算机组成原理是计算机科学技术专业的一门重要的专业主干课。通过本课程的学习，使学生理解微机系统的组成结构以及各功能部件的组成和工作原理，帮助学生建立计算机的整机概念，使学生初步具备设计简单计算机系统的能力，从而为进一步学习本专业后继课程和进行与系统有关的技术工作打下基础。

课程目标1：掌握计算机硬件系统中各大部件的组成原理、逻辑实现方法及构成整机的技术。

课程目标2：掌握计算机工作原理，了解计算机指令系统设计过程。

课程目标3：培养学生在硬件系统的分析、设计、开发、使用和维护方面的能力。

二、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-2：具备将计算机软硬件体系知识应用于计算机软件系统工作原理或机理的分析与理解的能力。

课程目标1

H

3-2：能够设计与开发满足特定需求的计算机软件系统、模块或算法，能够正确选择满足特定需求的计算机硬件系统。

课程目标2

M

5-2：能够对相应的技术、现代工程工具和信息技术工具进行评价并理解其局限性，并进行必要的二次开发。

课程目标3

H

三、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求及重、难点（含德育要求）

学时

教学方式

对应课程目标

1

微型计算机概述

了解计算机系统的层次结构；计算机的硬件框图，硬件的主要技术指标。

重点：准确画出并能解释其工作的过程；

难点：能深刻理解，并用这些技术指标描述常见硬件的性能

德育：积极向上、自主学习

2

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

课程目标3

2

计算机的发展及应用

了解计算机在科学计算机和数据处理、工业控制、办公自动化、CAD/CAM/CIMS及人工智能方面的应用。

重点：培养学生学习计算机组成原理的兴趣。

难点：要求学生能独立举出各应用领域的例子。

德育：积极向上、自主学习

2

讲授式

讨论式

课程目标1

课程目标3

3

总线

掌握：总线的基本概念、发展过程；

总线的基本概念、总线的分类、总线的特性及性能指标；

重点：了解总线的判优机制、总线的通信机制

难点：理解总线的方式及其控制过程

德育：积极向上、自主学习

2

讲授式

讨论式

课程目标1

课程目标2

4

半导体存储器

掌握半导体存储器的分类、结构与性能指标；典型ROM与RAM芯片的引脚信号；高速缓冲存储器技术、虚拟存储器及其管理技术。

重点和难点：存储器操作方式及存储器的扩展设计方法；

德育：积极向上、自主学习

8

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

课程目标3

5

I/O系统

理解输入输出系统的基本概念、接口的功能

重点：接口控制方式

难点：设计简单的输入输出接口电路

德育：积极向上、自主学习

4

讲授式

练习式

课程目标1

课程目标2

课程目标3

7

数的表示

、指令系统

掌握数的表示：原码、反码补码等

掌握寻址方式、堆栈的生成方式及工作原理、初步了解指令系统设计中应考虑的各种因素；

重点：寻址方式；

难点：指令格式设计

德育：积极向上、自主学习

4

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

课程目标3

6

中央处理器

了解CPU的基本功能结构，指令周期与指令流水、注意中断系统的工作机理为以后实践中从事底层开发提供良好的理论支持。

重点：中断系统的工作机理；

难点：CPU时钟周期

德育：积极向上、自主学习

6

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

课程目标3

8

控制单元

理解计算机微程序工作流程

培养控制逻辑设计的能力。

重点：微指令和机器指令

难点：微码表和微处理流程

德育：积极向上、自主学习、团队合作

4

讲授式

启发式

课程目标1

课程目标2

课程目标3

合计

48

序号

实验项目

实验内容与要求

学时

类型

对应课程目标

1

实验仪介绍

实验要求：必修。

实验内容：掌握DVCC组成实验仪的使用方法

2

综合

课程目标1

课程目标2

2

运算器实验

实验要求：必修。

实验内容：1）掌握简单运算器数据传送通路。

2）验证运算器功能发生器（74LS181）的组合功能。。

4

设计

课程目标1

课程目标2

3

移位控制实验

实验要求：必修

实验内容：1）验证移位控制的组合功能；掌握移位操作的微控信号及数据通路。

2）掌握移位操作的微控信号及数据通路。

。

4

设计

课程目标1

课程目标2

4

存储器读写实验

实验要求：必修

实验内容：1）掌握主存储器的构成和工作特性。

2）掌握读