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《计算机组成原理》教学大纲
课程英文名
PrincipleofComputerOrganization
课程代码
03M0050
学分
4
总学时
64
理论学时
52
实验/实践学时
12
课程类别
学科基础课
课程性质
必修
先修课程
数字逻辑电路，C语言程序设计
适用专业
计算机科学与技术
开课学院
信息工程学院
执笔人
陈晓竹
审定人
向琳
制定时间
2024年12月
注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。
一、课程地位与课程目标
（一）课程地址
本课程是计算机科学与技术专业的专业基础课，主要内容是分析计算机内部结构的逻辑，构建计算机各子系统之间的相互联系；使学生初步具有计算机结构设计能力；为培养国家需要的具有计算机核心产品设计能力的创新型人才，进行知识、能力和素质的准备。
（二）课程目标
课程目标1：分析计算机的基本组成，构建计算机硬件部件之间的逻辑关系。评估计算机的部件结构及性能，具有分析解决软、硬件问题的能力。
课程目标2：分析计算机的基本运算、存储器等组成逻辑。运用软、硬件知识，设计具有运算器及存储器功能的部件或算法。具备分析计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术的能力。
课程目标3：分析指令系统、组合逻辑和微程序方法设计控制单元的设计思路和实现措施，构建指令系统与CPU设计的关系；初步具有初步具有计算机核心组件设计能力，及创新能力。
思政目标：
思政目标1：爱党爱国，为国家产业发展作贡献。
思政目标2：学习科学家的精神，勇于挑战困难。
思政目标3：学习工匠精神，培养诚信、严谨、坚韧的品质。
二、课程目标达成的途径与方法
课程目标
课程目标内容
支撑毕业要求指标点
目标达成的途径与方法
教学内容
课程目标1
分析计算机的基本组成，构建计算机硬件部件之间的逻辑关系。评估计算机的部件结构及性能，具有分析解决软、硬件问题的能力。
指标点1.4能够将工程知识和数学模型方法用于计算机领域工程问题解决方案的比较与综合。能够将数学、自然科学、计算机科学与技术基础和专业知识应用于设计方案的选择和评估、计算机软硬件系统的设计、优化和改进。
1.课堂教学
2.课堂讨论
3.实验
4.课外作业
第1章绪论
第2章数据的表达
第7章总线
课程目标2
分析计算机的基本运算、存储器等组成逻辑。运用软、硬件知识，设计具有运算器及存储器功能的部件或算法。具备分析计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术的能力。
指标点2.3:能够求解计算机领域问题或者完成实验，并对解决方法进行评价，同时能寻找可替代方案。
1.课堂教学
2.课堂讨论
3.实验
4.课外作业
第3章运算器
第4章存储器
课程目标3
分析指令系统、组合逻辑和微程序方法设计控制单元的设计思路和实现措施，构建指令系统与CPU设计的关系；初步具有初步具有计算机核心组件设计能力，及创新能力。
指标点3.1:能够针对计算机硬件、计算机软件、计算机网络和计算机应用等领域复杂工程问题提出解决方案，并论证可行性。在解决方案中体现出创新性。
1.课堂教学
2.课堂讨论
3.实验
4.课外作业
第5章指令系统
第6章CPU
第8章输入输出设备
第8章输入输出系统
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系
课程目标
课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）
毕业要求1
毕业要求2
毕业要求3
课程目标1
M
课程目标2
L
课程目标3
M
注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。
四、课程主要内容与基本要求
第1章绪论
1.1社会需求的发展
1.2现代计算机的发展基础
1.3计算机分类
1.4计算机性能指标
1.5从数据采集到人工智能
第2章数据的表达
2.1各种进制表达
2.2进制转换
2.3二进制的物理实现
2.4数值的类型与表达范围
2.5定点数的码型表示
2.6浮点数表达（IEEE754）
2.7字符表达
2.8数字校验码
2.9十进制数和数串的表示
第3章运算方法和运算器
3.1基本算术运算的实现
3.2定点加减运算
3.3按位逻辑运算
3.4移位运算
3.5算术逻辑运算器ALU的逻辑实现
3.6乘法运算
3.7定点除法
3.8浮点运算器
第4章存储系统
4.1存储器的发展史
4.2存储系统
4.3寄存器
4.4SRAM
4.5DRAM
4.6ROM只读存储器
4.7存储扩展
4.8并行存储器
4.9主存的组织
4.10内存条
4.11高速缓冲存储器cache
4.12虚拟存储器
第5章指令系统
5.1指令系统概述
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