2022年计算机组成课程教学大纲 .pdf
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1、个人资料整理仅限学习使用计算机组成原理课程教案大纲【课程名称】 Computer Organization Principle)【课程编码】 JSZB0170 【适用专业】 计算机科学与技术【课时】理论课时: 72,实验课时: 20 【学分】4 【课程性质、目标和要求】计算机组成原理是计算机科学与技术专业的专业必修课之一。课程教案主要包括理论教案和实验教案两大部分。其中,理论教案着重基本理论,基本概念的学习,采用从抽象到具体的分析方法,通过计算机系统概论、数据信息的表示与处理、控制信息的表示与处理、存储系统与I/O系统等主要模块,讨论系统程序员所能见到的计算机硬件特性和计算机硬件的具体实现,并
2、面向主题逐层面地讲解计算机系统结构、组成原理及硬件与软件的界面 设备6 10 第 10 章 输入输出 (I/O 系统6 11 第 11 章 计算机系统4 12 第 12 章 计算机硬件设计和实现导论2 合计72 学时精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页个人资料整理仅限学习使用注: (1)课时是建议课时,教师可根据学生实际情况适当调整;(2)重点教案内容为110 章, 11、12 章可根据情况调整;实验课教案课时分配序号课程内容 / 实验名称实验类型课时学时)备注1绪论讲解2 2 实验仪器的基本功能和操作方法讲解、学习
3、2 3 汇编语言程序设计实验综合4 必做4 运算器实验验证2 必做5 观察数据流程及测试相关信号验证2 必做6 存储器部件实验验证2 必做7 用微指令来完成一条机器指令验证2 必做8 微程序设计实验验证4 选作9 串行口实验综合4 必做10 整机故障模拟排查综合4 选作实验11 80X86 masm32程序初步综合4 选作实验12 微型计算机系统组装综合8 选作实验13 计算机网络与通信综合4 选作实验14 硬件设计语言HDL初步综合20 选作实验合计20 必 做部分 注:(1)实验学时不含实验准备时间,只给出实验上机时间,要求学生在实验前弄清当次实验的要求,预先做好实验设计工作。(2)实验仪
4、器采用计算机原理实验室的微机原理实验设备、仪器;(3)实验资料,采用实验仪器附带的实验资料;(4)选作实验根据学生实际情况由任课教师选择执行;【教案内容要点】1、总论:1)课程教案内容要求的层次划分为掌握、理解、了解三个层次,其中:掌握 : 要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容,并能够用其分析、初步设计和解答与应用相关的问题,能够举一反三。理解 :要求学生能够较好地理解所学内容,并且能够进行简单分析和判断。了解 :要求学生能够一般地了解所学内容。等进行了分析,强调其特点。并行处理和计算机网络虽不是本书的重点,却是很重要的,了解一些概念是必要的。第 12 章:简单地讲述了计算机硬件设计的
5、若干问题,目的是扩充知识面,作为计算机专业的学生,今后可能会有一部分人从事硬件设计工作。有一些基础知识后,可在工作中进一步自学。以下分章节列出教案内容要点:第 1 章 计算机系统概论一、学习目的要求初步了解计算机语言,计算机硬件等概念,了解计算机系统的层次结构,电子计算机的发展简史,以及各种计算机的应用。二、主要教案内容第 1 章 计算机系统概论1.1 计算机的语言1.2 计算机的硬件1.3 计算机系统的层次结构1.4 电子计算机的发展简史1.5 计算机的应用第 2 章 计算机的逻辑部件一、学习目的要求掌握:三种基本逻辑操作及布尔代数的基本公式, 逻辑函数的化简, 逻辑门的实现。理解:计算机中
6、常用的组合逻辑电路加法器、算术逻辑单元、译码器、数据选择器)、时序逻辑电路触发器、寄存器和移位寄存器、计数器)了解:阵列逻辑电路、宏单元阵列(MA、标准单元阵列(SCA、可编程序门阵列 (PGA 二、主要教案内容第 2 章 计算机的逻辑部件2.1 三种基本逻辑操作及布尔代数的基本公式2.2 逻辑函数的化简2.2.1代数化简法2.2.2卡诺图化简法2.3 逻辑门的实现2.4 计算机中常用的组合逻辑电路2.4.1加法器2.4.2算术逻辑单元2.4.3译码器2.4.4数据选择器2.5 时序逻辑电路2.5.1触发器2.5.2寄存器和移位寄存器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
7、结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页个人资料整理仅限学习使用2.5.3计数器2.6 阵列逻辑电路2.6.1只读存储器 (ROM 2.6.2可编程序逻辑阵列(PLA 2.6.3可编程序阵列逻辑(PAL 2.6.4通用阵列逻辑(GAL 2.6.5门阵列 (GA、宏单元阵列(MA、标准单元阵列(SCA 2.6.6可编程序门阵列(PGA 第 3 章运算方法和运算部件一、学习目的要求请参考主要教案内容后的括号注释部分二、主要教案内容第 3 章 运算方法和运算部件3.1 数据的表示方法和转换掌握)3.1.1数值型数据的表示和转换3.1.2十进制数的编码与运算3.2 带符号的二进制数据在计
8、算机中的表示方法及加减法运算理解)3.2.1原码、补码、反码及其加减法运算3.2.2加减法运算的溢出处理3.2.3定点数和浮点数3.3 二进制乘法运算理解)3.3.1定点数一位乘法3.3.2定点数二位乘法3.3.3阵列乘法器3.4 二进制除法运算理解)3.4.1定点除法运算3.4.2提高除法运算速度的方法举例3.5 浮点数的运算方法了解)3.5.1浮点数的加减法运算3.5.2浮点数的乘除法运算3.6 运算部件 理解)3.7 数据校验码 码第 4 章主存储器 4.6 非易失性半导体存储器4.7 DRAM的研制与发展4.8 半导体存储器的组成与控制4.9 多体交叉存储器4.9.1编址方式4.9.2
9、重叠与交叉存取控制第 5 章 指令系统一、学习目的要求请参考主要教案内容后的括号注释部分二、主要教案内容第 5 章 指令系统 重点内容)5.1 指令系统的发展了解)5.2 指令格式 掌握)5.2.1指令格式5.2.2指令操作码的扩展技术5.2.3指令长度与字长的关系5.3 数据表示 掌握)5.5 指令类型 5.6 指令系统的兼容性和复杂指令系统计算机(CISC理解)5.7.1什么是复杂指令系统计算机5.7.2RISC 的产生与发展5.7.3RISC 的特点5.8 指令系统举例 了解)5.8.1SPARC 的指令系统5.8.2Pentium微处理器指令系统5.8.3IBM 大型机指令系统5.8.
10、4PDP11 与 VAX11基本指令格式简介5.8.5向量指令举例5.9 机器语言、汇编语言和高级语言了解)第 6 章 中央处理器 CPU )一、学习目的要求请参考主要教案内容后的括号注释部分二、主要教案内容精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 13 页个人资料整理仅限学习使用第 6 章中央处理部件CPU 重点内容)6.1 计算机的硬件系统了解)6.2 控制器的组成 6.3.1微程序控制的基本概念6.3.2实现微程序控制的基本原理6.4 微程序设计技术 6.4.2微程序流的控制6.4.3微指令格式6.4.4微程序控制存储器和动
11、态微程序设计6.4.5微程序设计语言6.5 硬布线控制的计算机理解)6.5.1时序与节拍6.5.2操作控制信号的产生6.5.3控制器的组成6.5.4硬布线控制逻辑设计中的若干问题6.5.5硬布线控制与微程序控制的比较6.6 控制器的控制方式理解)6.7 流水线工作原理了解)6.8 CPU 举例 了解)6.8.1 RISC的 CPU 6.8.2 RISC的编译系统6.8.3Pentium微处理器6.9 计算机的加电及控制过程 7.2.1cache存储器工作原理7.2.2cache存储器组织7.2.3cache存储器举例7.2.4多层次 cache 存储器7.3 虚拟存储器7.3.1虚拟存储器概述
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