教学大纲(修订组成)

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1、- 1 -教务字201111 号关于修关于修订课订课程教学大程教学大纲纲的通知的通知各学院（部）、各部门：教学大纲是执行专业培养计划、实现课程目标的指导性文件，是指导和规范课堂教学的基本依据。为规范和加强我校的课程管理，促进教学质量的不断提高，学校决定组织修订课程教学大纲，请各学院（部）认真组织落实课程教学大纲修订工作，附件模板供参考，可根据各专业特点做适当调整。本学期期中将对此项工作进行统一检查。附件1 课程教学大纲编写要求附件2 嘉应学院课程教学大纲模板附件3 实验教学大纲模板（课内实验或实验单独设课用）教 务 处二一一年三月十六日- 2 -计算机组成原理计算机组成原理课程教学大纲课程教学

2、大纲一、课程基本信息一、课程基本信息 课程名称 （中文）计算机组成原理课程名称 （英文）Principle of Computer Organization课程类型专业课 学 分4总学时72（理论54，实验18）适用对象计算机专业三年级学生考核方式闭卷笔试先修课程数字逻辑、汇编语言程序设计二、课程简介课程简介 计算机组成原理是计算机信息管理系的一门核心专业基础课程，在多门硬 件课程中占有举足轻重的地位。它是属于技术性、工程性和实践性很强的一门 课。它的教学要求是：掌握单台计算机的基本组成与运行原理的基础知识，包 括计算机硬件设计原理、调试和运行维护等多方面的技能。在深化计算机各功 能部件教学的

3、同时，加强对计算机整机硬件系统组成与运行原理有关的内容。 在教学的整个过程中，坚持以硬件知识为主的同时，加深对计算机整机系统中 硬件和软件的联系与配合的认识. 三、课程目标三、课程目标 通过本门课程的教学，使学生掌握以下方面的内容：计算机组成原理的基 本概念；数据表示与信息编码；运算器；指令系统；中央处理器；内存储器与 存储系统；外部设备；输入输出系统。 四、教学内容及要求（四、教学内容及要求（黑体/小四；正文内容：宋体/小四）第一章 计算机系统概论教学目的和要求：了解计算机发展应用及概况，了解计算机软件与硬件系 统的组成特点，掌握计算机硬件系统的基本组成，了解软件系统的种类和特点， 了解描述

4、计算机系统的性能参数，包括 CPU 字长、主频率、主存容量和软硬件 配置的定义。难点难点：对计算机系统层次结构的定义的理解。 1.1 计算机的分类和应用 1.1.1 计算机的分类 1.1.2 计算机的应用 1.2 计算机的硬件 1.2.1 数字计算机的硬件组成 1.2.2 计算机系统结构的过去和未来 1.3 计算机的软件 1.3.1 软件的组成很分类- 3 -1.3.2 软件的发展演变 1.4 计算机系统的层次结构 1.4.1 多级组成的计算机系统 1.4.2软件和硬件的逻辑等价性第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器教学目的和要求教学目的和要求 ：掌握数据信息在机器中的表示方法，理解

5、信息编码原理， 掌握数的定点表示与浮点表示。了解数据校验的基本方法。掌握算术逻辑运算 的基本电路，定点加减运算的运算原理，定点乘除运算的运算原理，浮点数的 加减乘除运算，了解运算器的基本组成与实例 重点重点：数的定点表示与浮点表示,原码一位乘、补码一位乘、原码一位除、 补码一位除不恢复余数法. 难点难点：定点数与浮点数的表数范围,阵列乘除法器、ALU 的进位逻辑2.1 数据与文字的表示方法 2.2 定点加法,减法运算 2.3 定点乘法运算 2.4 定点除法运算 2.5 定点出发运算的组成2.6 浮点运算方法和浮点运算器第三章第三章 存储系统存储系统教学目的和要求：教学目的和要求：本章要求掌握存

6、储器的分类以及 RAM、 ROM、 CACHE 的基本概念、工作原理和各自的特点，掌握主存储器的组织技术和存 储器系统的层次结构，理解虚拟存储器的概念。 重点重点：掌握存储系统的扩充方法。 难点难点：主存储器的组织技术,高速存储器 3.1 存储器的概述 3.1.1 存储器分类 3.1.2 存储系统的分级结构 3.1.3 主存储器的技术指标 3.2随机存储器 3.2.1SRAM 存储器 3.2.2DRAM 存储器 3.2.3主存储器组成实例 3.2.4高性能的主存储器 3.3只读存储器和闪存存储器 3.3.1只读存储器 3.3.2闪存存储器 3.4高速存储器 3.5cache 高速缓冲存储器 3

7、.6虚拟存储器第四章第四章 指令系统指令系统- 4 -教学目的和要求：教学目的和要求：掌握指令格式和寻址方式的基本概念，理解指令系统 及分类、机器语言、汇编语言、高级语言之间的关系。了解指令系统的优化和 发展。 重点重点：指令格式及寻址方式。 难点难点：指令格式设计。 4.1 指令系统的发展与性能要求 4.2 指令格式 4.3 指令和数据的寻址方式 4.4 堆栈寻址方式 4.5 典型指令第五章第五章 中央处理部件中央处理部件教学目的和要求：教学目的和要求：中央处理部件是本课程的重点。深刻理解并掌握指令周 期、机器周期、节拍、工作脉冲与主脉冲以及微程序计数器、控制存储器的概 念，掌握控制器的基本

8、组成及各自的功能，理解组合逻辑控制器实现的方法以 及微程序控制器的设计原理，掌握这两种方法实现控制的各自特点，了解典型 CPU 的内部结构。 重点：重点：微程序控制器原理 难点难点：在于理解微程序控制器的实现方法。 5.1cpu 的功能和组成 5.2 指令周期 5.3 时序产生器和控制方式 5.4 微程序控制器 5.5 微程序设计5.6 硬布线控制器 5.7 传统 CPU 5.8 流水 CPU第六章第六章 总线系统总线系统 教学目的和要求教学目的和要求:本章要求理解并掌握总线的概念和结构形态, 掌握总线仲 裁的意义及常用仲裁方法和数据传送模式,理解 PCI 总线的相关概念 重点重点: 掌握掌握

9、总线仲裁的意义和方法 难点难点: PCI 总线6.1 总线的概念和结构形态6.2 总线接口6.3 总线的仲裁,定时和数据传送方式6.4 PCI 总线第七章第七章 外部设备外部设备 教学目的和要求：教学目的和要求：本章要求理解并掌握典型外部设备包括磁盘设备、光盘 设备、键盘设备、打印设备和显示设备的基本原理。并且能够理解必须通过硬 件和软件技术的配合才能实现这些设备的功能。 重点重点：掌握磁盘存储设备、显示设备的工作原理及相关计算。- 5 -7.1外部设备概述 7.2 显示设备 7.3 输入设备和打印设备 7.4 硬磁盘存储设备 7.5 软磁盘存储器 7.6 光盘存储器第八章第八章 输入输出系统

10、输入输出系统教学目的和要求：教学目的和要求： 本章要求掌握输入输出系统的基本功能、组织原则和输 入输出方式，掌握理解程序查询方式、中断和 DMA 方式工作原理，了解通道 和 IO 处理机方式。 重点：重点：中断技术、DMA 技术的工作原理 8.1外围设备的定时方式与信息交换方式 8.1.1 外围设备的定时方式 8.1.2 信息交换方式 8.2程序中断方式 8.3DMA 方式 8.4 通道控制方式五、课时分配表五、课时分配表课时分配序号课题名称理论实践其他小计1第一章 计算机概论222第二章 运算方法与运算器10103第三章 存储系统102124第四章 指令系统445第五章 中央控制器10212

11、6第六章 总线系统447第七章 外围设备668第八章输入输出系统44总课时54“课时分配”中， “其他”主要指看录像、现场参观、课堂讨论、习题等教学环节。六、教材及参考书六、教材及参考书（小标题：黑体/小四，正文内容：宋体/小四）教材：1 计算机组成原理 （清华大学出版社 2011 年 2 月出版 秦磊华主编）参考书：- 6 -1 计算机组成原理 （ 科学出版社 2008 年 1 月出版，白中英 主编）2. 计算机组成原理 华中科技大学出版社 2004 年 9 月，高建生等主编 3. 计算机组成与结构清华大学出版社，王爱英等编写七、教学策略与方法的建议七、教学策略与方法的建议（小标题：黑体/小

12、四，正文内容：宋体/小四） 在教学方法上，采取课堂讲授、实验、课后自学、课堂讨论等形式. （一）课堂讲授（一）课堂讲授 在教学过程中，教师自身要广泛地查阅资料，细致地备课，充分地组织教 案，并且认真地分析学生的实际知识结构，使备课与学生的实际情况紧密结合， 使教师本身做到有效地教，使学生做到有效的学。 在教学过程中，教师应对计算机组成原理的基本概念、硬件设计的基本方 法、原理进行详细的讲解，并指出每章的重点和难点部分。讲授中应注重理论 联系实际。 上课时，要适当提出一些问题，提高课堂质量，集中学生的注意力，培养 他们的分析问题和解决问题的能力，在广度和深度上拓宽学生的知识面。 （二）实验（二）

13、实验 计算机组成原理是一门实践性很强的课程，加强学生的动手能力，加深学 生对课堂知识的理解，达到理论指导实践，实践加深理论的理解与巩固的效果。（三）课堂讨论（三）课堂讨论 为了培养学生自学能力、归纳能力以及综合分析和处理问题的能力，灵活 采取课后自学和课堂讨论相结合的形式，并进行必要的检查。 （四）作业（四）作业 为了加强素质教育，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，在 主要章节讲授完之后，要布置一定量的课后作业和测验。在较为重要的章节， 采取当堂测试、当堂总结的形式。修订人 (签字) 审核人 (签字) 批准人（签字）注意： 1. 页面统一使用 A4 纸，单倍行距，页边距（左右上下）为

14、 2.5cm；标题、 正文的字体及字号严格按照样本要求；标点符号要在全角状态下录入。2. 如该门课为多位教师共同开设，请在教学内容安排中注明。 - 7 - 计算机组成原理实验教学大纲一、基本信息（小标题：黑体/小四，内容：正文宋体/小四）课程名称 （中文）计算机组成原理课程名称 （英文）Principle of Computer Organization课程类型专业课学 分不单独算学分实验学时18适用专业计算机专业大三的学生先修课程电工与电子技术基础、数字逻辑、汇编语言程序设计二、二、实验课程简介（小标题：黑体/小四，内容：正文宋体/小四） 以计算机的组织结构和计算机的工作原理为主线，分别介绍

15、了计算机内各功能部件的组织特征和工作原理，继而进行合成，使读者建立计算机整机的概念以及增进对计算机操作过程的理解，从而对计算机系统有一个完成的认识。三、三、实验目的（小标题：黑体/小四，内容：正文宋体/小四） 计算机组成原理课程的实验结合计算机中几大功能部件的组织而设置，通过实验使学生深化对课程内容的掌握和理解。具体地深化理解计算机中各功能部件的功能、组织原理和操作控制原理，从而掌握计算机单机系统的硬件组织和培养学生动手能力和设计能力。四、实验内容与要求（小标题：黑体/小四，内容：宋体/小四） 要求学生完成功能部件的组织和连接，并通过不同的控制、操作方式实现不同功能部件的功能。并记录结果，写出

16、实验报告。五、主要仪器设备（小标题：黑体/小四，内容：宋体/小四） TDN-CM+计算机组成原理教学试验系统一台，排线若干。六、实验学时分配表（小标题：黑体/小四，内容：宋体/小四）实验性质每组人数 必/选做序 号实验项目名称学时实验内容演示 验证 设计 综合1熟悉实验箱2熟悉实验箱的各 个组成部分2必做- 8 -2运算器组成实验4简单掌握运算器 的数据传送通路, 验证运算发生器 的各个功能必做3半导体存贮器实 验4掌握静态随机存 储器 RAM 的工 作特性及数据的 读写方式必做4微程序控制器实 验4掌握时序产生器 及微程序控制器 的组成原理,微程 序的编制.写入. 观察微程序的运 行必做5总线控制实验2掌握总线传输控 制特性必做数据通路实验2在运算器和存储 器的基础上，构 建简单通路选做七、考核方法（小标题：黑体/小四，内容：宋体/小四） 以实验现场检查与实验报告相结合