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1、专业收集整理精品文档！-精品文档，值得下载，可以编辑！-！=计算机组成与体系结构教学计划书（2004-2005学年第二学期）信息学院一、 一、 课程简介计算机组成与体系结构是信息管理与信息系统、电子商务、计算机科学与技术、信息与计算科学等专业的专业基础课程，必修课，授课学时数54，实验课时数18。预修课程有：计算机导论、程序设计基础等。本课程主要由计算机系统的组成、运算方法与运算器、存储器与存储系统、计算机指令系统、中央处理器技术、系统总线、I/O系统等内容组成。二、 二、 课程教学要求通过本课程的学习，使学生深入了解计算机系统的体系结构,理解和掌握系统各个组成部分的工作原理及实现方法。重点是
2、使学生建立计算机硬件系统及整机的概念，掌握计算机在指令(寄存器）级上的工作过程。为后续专业课程的学习及今后适应计算机新技术的发展打下扎实和良好的基础。三、 三、 课程教学各部分的重点和难点第一章 计算机系统概论教学内容:1. 1. 计算机发展与应用2. 2. 计算机系统的组成（硬件系统、软件系统、系统的层次结构)3. 3. 计算机的特点、性能指标及分类基本要求：了解计算机的发展历史;理解计算机的特点以及分类和应用，和计算机系统的层次结构；掌握诺伊曼计算机硬件系统的组成和工作原理；以期建立初步的整机概念。教学重点：其中为重点掌握内容，为一般掌握内容。第二章 运算方法与运算器教学内容：1. 1.
3、数据信息（数值数据、非数值数据）的表示方法2. 2. 定点加法/减法运算的及运算器实现3. 3。 定点乘法/除法运算及运算器实现4. 4。 定点运算器的组成与结构5. 5。 浮点运算方法和浮点运算器实现基本要求：了解计算机信息的分类、特点；重点理解和掌握数据信息的表示方法、运算和处理方法及硬件实现。教学重点：其中及中的运算方法为重点掌握内容，中的运算器实现为一般掌握内容。第三章 存储器与存储系统教学内容：1. 1. 存储器的分类及存储系统的分级结构2. 2。 主存储器的基本结构、基本操作、主要技术指标3. 3. 主存储器芯片(SRAM、DRAM、ROM）的结构及组成特点4. 4. 主存储器组织
4、（主存CPU的连接与扩展、Cache的组成与工作原理 虚存的组成与工作原理)5. 5. 存储保护与校检技术（奇偶、海明、CRC校检方法）基本要求：理解计算机存储系统分层结构设计思想;重点掌握各种类型存储器存储信息的基本原理和存储器的逻辑设计及工作过程;了解最新存储器的发展。教学重点:其中为重点掌握内容,为一般掌握内容.第四章 指令系统教学内容：1. 1. 指令系统的发展与性能2. 2。 指令格式(操作码部分的基本格式及编码的方法，地址码部分的格式）3. 3. 寻址方式（指令寻址和数据寻址）4. 4. 典型指令系统与指令分类基本要求：了解指令系统的基本概念、设计方法和发展趋势;重点理解和掌握计算
5、机中机器指令的格式、指令和操作数的寻址方式及典型指令系统的组成与分类.教学重点：其中为重点掌握内容，为一般掌握内容.第五章 中央处理器教学内容：1. 1. CPU的总体结构（CPU的组成与功能，操作控制器CU与时序发生器TU)2. 2。 指令的执行与时序（指令周期、时序部件及CPU的时序控制方式）3. 3。 微程序设计技术与微程序控制器4. 4。 硬布线控制器的结构与组成5. 5。 CPU的新技术（流水线技术、多发射技术、RISC技术简介)基本要求：在计算机指令系统的基础上，理解CPU的组成原理、基本功能和控制方式；重点理解和掌握计算机在指令级的工作过程,了解最新CPU技术.教学重点： 其中为
6、重点掌握内容，为一般掌握内容。第六章 系统总线教学内容： 1. 1。 总线的结构与连接方式,总线接口2. 2。 总线的控制与通信3. 3。 常用总线的类型及标准接口类型基本要求： 了解总线的作用、结构和接口的基本概念,掌握总线通讯和控制的基本方法和应用,重点掌握PCI总线。教学重点：其中为重点掌握内容，为一般掌握内容。四、 四、 课程性质：必修课五、 五、 课程教学时间安排周次教学内容计划授课时数上机教学内容计划授课时数第1周计算机发展与应用计算机系统的组成（硬件系统、）3第2周计算机系统的组成（软件系统、系统的层次结构)计算机的特点、性能指标及分类3第3周数据信息(数值数据、非数值数据）的表
7、示方法3第4周定点加法/减法运算的及运算器实现3第5周定点乘法/除法运算及运算器实现3第6周定点运算器的组成与结构3第7周浮点运算方法和浮点运算器实现3第8周存储器的分类及存储系统的分级结构3第9周主存储器的基本结构、基本操作、主要技术指标主存储器芯片（SRAM、DRAM、ROM）的结构及组成特点3第10周主存储器组织（主存CPU的连接与扩展、Cache的组成与工作原理 虚存的组成与工作原理）3实验一 运算器组成实验4第11周存储保护与校检技术（奇偶、海明、CRC校检方法）3第12周指令系统的发展与性能指标指令格式（操作码部分的基本格式及编码的方法，地址码部分的格式）3实验二 存储器实验3第1
8、3周寻址方式（指令寻址和数据寻址）典型指令系统与指令分类3第14周CPU的总体结构（CPU的组成与功能，操作控制器CU与时序发生器TU）3实验三 总线控制实验3第15周指令的执行与时序（指令周期、时序部件及CPU的时序控制方式)3第16周微程序设计技术与微程序控制器3实验四微控制器实验4第17周硬布线控制器的结构与组成CPU的新技术(流水线技术、多发射技术、RISC技术简介)3第18周总线的结构与连接方式，总线接口;总线的控制与通信；常用总线的类型及标准接口类型3实验五 基本模型机设计与实现4六、 六、 选用的教材和主要参考书目教材：薛胜军计算机组成原理华中科技大学出版社2000年参考书目：唐
9、朔飞计算机组成原理高等教育出版社2000年白中英计算机组成原理科学出版社2000年William Stallings:Computer Organization and Architecture Design For Per-Formance,Fourth Edition Pretice Hall ,1996,（清华大学出版社曩印出版)七、 七、 课程考核办法本课程的考核根据教学大纲要求命题，采用闭卷方式统一考试,重点考核有关基本概念、基础知识和基本工作原理，其中重点掌握内容占65%.一般掌握内容占35,使考核内容尽可能函概整个课程知识体系。总评成绩构成为：平时成绩占10，实验占20，期末笔试
10、占70%。八、 八、 对学生学习的要求计算机组成与体系结构课程是计算机硬件系统设计的技术基础，本课程的教学要求之一使学生深入了解计算机系统的体系结构，理解和掌握系统各个组成部分的工作原理及现实方法。因此，完成习题作业和上机实验是两个至关重要的环节.习题作业和上机实验1/3以上未按时完成者，平时成绩和上机实验成绩不合格，不得参加期末考试。计算机组成与体系结构课程特点是涉及的知识面广、内容多、难度大、更新快,在基础课与专业课之间起着重要的承上启下的作用。因此,要想理解知识的要点、掌握技术的核心，就要利用课外时间进行预习、复习、完成习题和实验,课外学习时间应不少于72学时.本课程理论性较强，在学习的
11、过程中,学生要多实践,勤思考，真正达到教学目的.第一章 概述1.1 计算机系统的组成1.1.1 关于系统的基本概念一、关于计算机的定义:具有特定结构（冯氏）,能自动、高速地完成数学和逻辑运算的二进制（电子）装置。二、关于计算机系统:由硬件系统和软件系统构成的复杂组合体，由软件来驱动和控制系统的运行，由硬件来保证系统功能的实现.三、关于硬件系统1. 1。 硬件：构成计算机所需的各种实体部件的总称(泛指）。2. 2。 硬件系统:构成某特定计算机所需的实体部件的集合.3. 3。 系统组成：外设+主机（CPU、存储器、I/O接口、总线）四、关于软件系统1. 1。 软件：在计算机系统中使用的各种程序、数
12、据及其有关文档的总称。（无形的，存放于各种载体之中的）2. 2。 软件系统：在某台特定计算机上使用的全部程序和数据的集合（一般以文件形式存放于系统的内外存之中）。3. 3。 系统的组成： 系统软件：(具有管理系统资源,控制系统高效运行,方便用户使用系统功能的程序)操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、服务性程序、网络管理软件等。 应用软件：(用户为解决特定问题，利用系统软件平台编制的程序）科学计算程序、数据处理程序、计算机控制程序、计算机辅助技术程序(CAD设计,CAM制造，CAT测试，CAI教学）五、关于指令系统1. 1. 指令：规定计算机的操作与操作对象，并能为计算机所识别并执行的二进制
13、命令，其格式为操作的OP+操作数或操作数地址。2. 2. 指令系统：某特定处理器（计算机）所能识别并执行的全部指令的集合（不同处理器具有不同的指令系统）。例指令系统:取数LDA D;存数STA D;加法ADDA D；乘法MULA D；打印PR（OUT) D;停机HLT。3. 3。 程序：为解决特定问题而编制的指令（语句)序列。1。1.2 计算机硬件系统一、冯氏原理及冯氏结构计算机的特点1. 1。 冯。诺伊曼原理（计算机组成的基本原理）：基于二进制的程序存储和程序控制原理，也称指令驱动原理.2. 2. 冯氏结构计算机及其工作过程冯氏结构计算机：根据冯氏原理为基础实现的计算机称为冯.诺伊曼机。工作过程:编程存储器（）取出第i条指令控制器（形成控制信号)运算器运算/
