计算机组成原理课程介绍.ppt

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1、计算机组成原理课程介绍现在学习的是第1页，共41页精品课程建设中的体会精品课程建设中的体会哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学唐朔飞唐朔飞20092009年年1010月月3030日日 计算机组成原理课程介绍计算机组成原理课程介绍现在学习的是第2页，共41页精品课程建设中的体会精品课程建设中的体会n课程目标和定位课程目标和定位n课程内容课程内容n教材建设教材建设n教学方法教学方法n教学手段教学手段n实践教学实践教学n教学队伍教学队伍计算机组成原理课程计算机组成原理课程现在学习的是第3页，共41页一、课程目标和定位一、课程目标和定位 同一名称的课程，不同的学校，不同的培养目标，不同一名称的课程，不同的学校

2、，不同的培养目标，不同的学生基础，在课程的深度和广度上应该不同。同的学生基础，在课程的深度和广度上应该不同。计算机组成原理课程计算机组成原理课程 哈工大是国家哈工大是国家“985”重点建设的大学，哈工大计算机重点建设的大学，哈工大计算机科学与技术学科被认定为国家一级重点学科，我们的人才科学与技术学科被认定为国家一级重点学科，我们的人才培养理念是培养理念是“研究型、个性化、精英式研究型、个性化、精英式”人才。人才。现在学习的是第4页，共41页一、课程目标和定位一、课程目标和定位 本课程围绕单本课程围绕单CPU计算机硬件系统的基本组成和工作原理，计算机硬件系统的基本组成和工作原理，系统地讲述计算机

3、硬件系统及其功能部件的内部结构、功能特系统地讲述计算机硬件系统及其功能部件的内部结构、功能特征、工作原理、交互方式和基本设计方法，通过课堂教学和实征、工作原理、交互方式和基本设计方法，通过课堂教学和实践环节，使学生系统地践环节，使学生系统地理解理解计算机计算机硬件系统硬件系统的的组织结构组织结构和和工作原工作原理理，掌握掌握计算机硬件系统的计算机硬件系统的基本分析与设计方法基本分析与设计方法，为进一步学，为进一步学习计算机系统结构、操作系统等后续课程，全面培养对计算机习计算机系统结构、操作系统等后续课程，全面培养对计算机软硬件系统的软硬件系统的 认知认知、设计设计 与与 创新创新 能力奠定良好

4、的基础。能力奠定良好的基础。计算机组成原理课程计算机组成原理课程现在学习的是第5页，共41页一、课程目标和定位一、课程目标和定位计算机组成原理课程计算机组成原理课程n认知能力：通过对计算机组成原理的分析、讲解和配套实验，培养认知能力：通过对计算机组成原理的分析、讲解和配套实验，培养学生计算机硬件的系统级认知能力。学生计算机硬件的系统级认知能力。n设计能力：掌握必要的硬件描述语言、设计工具及仿真环境，设计能力：掌握必要的硬件描述语言、设计工具及仿真环境，体验计算机硬件系统的设计过程，掌握相关硬件设计技术与体验计算机硬件系统的设计过程，掌握相关硬件设计技术与方法，达到验证功能部件和系统功能的目的。

5、方法，达到验证功能部件和系统功能的目的。n创新能力：体会前人在特定的技术条件下的创新思维，结合新创新能力：体会前人在特定的技术条件下的创新思维，结合新技术的介绍，大胆畅想未来的技术发展趋势，引领学生突破思技术的介绍，大胆畅想未来的技术发展趋势，引领学生突破思维定势。维定势。现在学习的是第6页，共41页二、课程内容二、课程内容计算机组成原理课程计算机组成原理课程 符合教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会发布的符合教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会发布的高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程和和高等学校计算机科学与技术

6、专业实践教学体系和规范高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系和规范现在学习的是第7页，共41页二、课程内容二、课程内容计算机组成原理课程计算机组成原理课程 重点：计算机几大部件（存储器、运算器、控制器、输入重点：计算机几大部件（存储器、运算器、控制器、输入输出系统及总线）的内部结构、组织方式和工作原理，以及部输出系统及总线）的内部结构、组织方式和工作原理，以及部件和单元电路的设计思想。件和单元电路的设计思想。难点：如何以控制流和数据流为主线，将计算机各大部件联系难点：如何以控制流和数据流为主线，将计算机各大部件联系起来，建立整机概念。如起来，建立整机概念。如CPU与存储器、与存储器、CPU和

7、和I/O、存储器与、存储器与I/O之间的逻辑关系，控制器如何控制每一条指令的执行过程，控之间的逻辑关系，控制器如何控制每一条指令的执行过程，控制单元的设计思想和实现方案等。制单元的设计思想和实现方案等。现在学习的是第8页，共41页三、教材建设三、教材建设计算机组成原理课程计算机组成原理课程 贯穿贯穿激发激发学生主动探求知识的理念，采用从整体框架入手，学生主动探求知识的理念，采用从整体框架入手，自顶向下，由表及里，层层细化的分析方法，详述计算机组成原自顶向下，由表及里，层层细化的分析方法，详述计算机组成原理，诱发学生主动思索、激励学生主动探求解决各类问题的途径理，诱发学生主动思索、激励学生主动探

8、求解决各类问题的途径和手段。和手段。计算机组成原理第计算机组成原理第 2 版版（唐朔飞编著，高等教育出版（唐朔飞编著，高等教育出版社）是社）是“十一五十一五”国家级规划教材，自国家级规划教材，自 2008 年年 1 月出版至今，月出版至今，已印刷已印刷 5 次，共次，共 90000 余册。余册。现在学习的是第9页，共41页四、教学方法四、教学方法计算机组成原理课程计算机组成原理课程填鸭似的填鸭似的 灌入式灌入式学生参与思索的学生参与思索的 启发式启发式激发学生主动探求答案积极性的激发学生主动探求答案积极性的 激发式激发式老师授课时老师授课时在每个章节处安排疑点在每个章节处安排疑点在每一堂课的前

9、后连接处提出悬念在每一堂课的前后连接处提出悬念激发激发学生学习的兴趣和探索的学生学习的兴趣和探索的欲望欲望，引导学生主动思考，引导学生主动思考 现在学习的是第10页，共41页五、教学手段五、教学手段计算机组成原理课程计算机组成原理课程n配套的电子课件（随书出版）配套的电子课件（随书出版）n辅助教材辅助教材 计算机组成原理计算机组成原理 学习指导与习题解答学习指导与习题解答 （唐朔飞，高教出版社（唐朔飞，高教出版社 2005 年出版）年出版）化解课程中遇到的重点和难点，达到化解课程中遇到的重点和难点，达到“自检自检”学习的效果学习的效果 n试题库试题库 为教师提供试题参考为教师提供试题参考n教学

10、网站教学网站 提供教学大纲、教学设计、教学日历、学习指导、实验大纲、提供教学大纲、教学设计、教学日历、学习指导、实验大纲、习题精选、互动论坛等习题精选、互动论坛等 各种教学资源集成发展各种教学资源集成发展 有助于学生消化、吸收、理解、掌握课程内容有助于学生消化、吸收、理解、掌握课程内容现在学习的是第11页，共41页六、实践教学六、实践教学计算机组成原理课程计算机组成原理课程n第一阶段第一阶段 基本技能的培养基本技能的培养n第二阶段第二阶段 部件综合设计能力的培养部件综合设计能力的培养n第三阶段第三阶段 系统设计能力的培养系统设计能力的培养 通过实验课，结合实验台完成验证型、设计型、通过实验课，

11、结合实验台完成验证型、设计型、综合型三种实验，进一步加深课堂教学的感性认识综合型三种实验，进一步加深课堂教学的感性认识 通过课程设计或通过课程设计或“计算机设计实践计算机设计实践”后续课完成后续课完成 通过通过“计算机设计与实践计算机设计与实践”后续课完成后续课完成现在学习的是第12页，共41页六、实践教学六、实践教学计算机组成原理课程计算机组成原理课程 “计算机设计与实践计算机设计与实践”是一门实践性很强的计算机组成原是一门实践性很强的计算机组成原理的后续课程，实践环节占理的后续课程，实践环节占80%。要求学生学会一种硬件描述语。要求学生学会一种硬件描述语言，言，熟练使用熟练使用指定的芯片级

12、开发工具和相应的调试手段，指定的芯片级开发工具和相应的调试手段，掌握掌握系统系统级设计的过程和深入级设计的过程和深入领会领会芯片级设计的层次化思想，芯片级设计的层次化思想，设计并实现设计并实现指指定功能的处理器芯片，再利用该芯片搭建一个系统，完成访存控制定功能的处理器芯片，再利用该芯片搭建一个系统，完成访存控制操作和基本操作和基本 I/O 控制操作，建立控制操作，建立整机概念整机概念。现在学习的是第13页，共41页六、实践教学六、实践教学计算机组成原理课程计算机组成原理课程 通过计算机部件设计和处理器设计，培养学生的系统分析与设计通过计算机部件设计和处理器设计，培养学生的系统分析与设计能力以及

13、运用知识求解问题的能力。能力以及运用知识求解问题的能力。通过硬件描述语言的学习和开发工具的使用，训练学通过硬件描述语言的学习和开发工具的使用，训练学生的系统开发与调试能力，培养理论联系实际的能力，提高生的系统开发与调试能力，培养理论联系实际的能力，提高工程素质。工程素质。现在学习的是第14页，共41页七、教学队伍七、教学队伍计算机组成原理课程计算机组成原理课程 教师队伍的建设是能否确保教学事业持续发展和不断创新的教师队伍的建设是能否确保教学事业持续发展和不断创新的根本保证。根本保证。强调教师队伍的知识结构。强调教师队伍的知识结构。注重培养年轻教师的能力，要求他们不仅会注重培养年轻教师的能力，要

14、求他们不仅会“教教”，还要求他，还要求他们们 会会“导导”，参与本课程的各个环节，（听课、答疑、批改作业、，参与本课程的各个环节，（听课、答疑、批改作业、讲习题、指导实验等），贯彻老带中、中带新，层层有指导，有督讲习题、指导实验等），贯彻老带中、中带新，层层有指导，有督察。察。现在学习的是第15页，共41页精品课程建设中的体会精品课程建设中的体会n课程目标和定位课程目标和定位n课程内容课程内容n教材建设教材建设n教学方法教学方法n教学手段教学手段n实践教学实践教学n教学队伍教学队伍计算机组成原理课程计算机组成原理课程现在学习的是第16页，共41页计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计哈尔

15、滨工业大学哈尔滨工业大学唐朔飞唐朔飞20092009年年1010月月3030日日现在学习的是第17页，共41页计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计n课程的内容体系课程的内容体系n教材选择教材选择n课程讲授课程讲授n作业安排作业安排n实验环节实验环节n考题设计考题设计n成绩评定成绩评定现在学习的是第18页，共41页一、课程的内容体系一、课程的内容体系 1基本描述基本描述计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计课程名称：计算机组成原理课程名称：计算机组成原理课程英文名称：课程英文名称：Principles of Computer Organization课程性质：计算机科学与技术专业必

16、修的核心专业基础课课程性质：计算机科学与技术专业必修的核心专业基础课总学时：总学时：68 讲课学时：讲课学时：52 实验学时：实验学时：16先修课程：计算机导论、数字逻辑设计、汇编语言程序设计先修课程：计算机导论、数字逻辑设计、汇编语言程序设计后续课程：计算机接口技术、计算机系统结构、操作系统等后续课程：计算机接口技术、计算机系统结构、操作系统等现在学习的是第19页，共41页一、课程的内容体系一、课程的内容体系 2教学定位教学定位计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计 计算机组成原理是计算机科学与技术专业本科教学中的一门重要专计算机组成原理是计算机科学与技术专业本科教学中的一门重要专业基

17、础课，在计算机科学与技术专业的教学计划中占有重要地位和作用。业基础课，在计算机科学与技术专业的教学计划中占有重要地位和作用。学习本课程旨在使学生学习本课程旨在使学生掌握掌握计算机硬件各子系统的计算机硬件各子系统的组成原理组成原理及及实现技实现技术术，建立计算机系统的，建立计算机系统的整体概念整体概念，对培养学生，对培养学生设计开发设计开发计算机系统的能力计算机系统的能力有重要作用。该课程为今后学习接口技术、计算机系统结构、嵌入式系统、操有重要作用。该课程为今后学习接口技术、计算机系统结构、嵌入式系统、操作系统、计算机网络等后续课程，全面培养学生计算机软硬件系统作系统、计算机网络等后续课程，全面

18、培养学生计算机软硬件系统认识认识、设计设计与与创新创新能力奠定良好的基础。能力奠定良好的基础。现在学习的是第20页，共41页一、课程的内容体系一、课程的内容体系计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计（1）计算机系统的基本概念（）计算机系统的基本概念（3 学时）学时）计算机软硬件概念；计算机系统的层次结构；计算机的基本组成；计算机软硬件概念；计算机系统的层次结构；计算机的基本组成；冯冯诺依曼计算机的特点；计算机的硬件框图及工作过程；计算机诺依曼计算机的特点；计算机的硬件框图及工作过程；计算机硬件的主要技术指标；计算机的发展及应用。硬件的主要技术指标；计算机的发展及应用。（2）总线（）总线（

19、3 学时）学时）总线的基本概念；总线的分类；总线特性及性能指标；总线结构；总线的基本概念；总线的分类；总线特性及性能指标；总线结构；总线的判优控制和通信控制。总线的判优控制和通信控制。3知识点与学时分配知识点与学时分配现在学习的是第21页，共41页一、课程的内容体系一、课程的内容体系计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计（3）存储器（）存储器（10 学时）学时）存储器分类和存储器的层次结构；主存储器（包括半导体储芯片简存储器分类和存储器的层次结构；主存储器（包括半导体储芯片简介、静态随机存取存储器和动态随机存取存储器介、静态随机存取存储器和动态随机存取存储器、只读存储器、存储器、只读存储

20、器、存储器与与 CPU 的连接、存储器的校验、提高访存速度措施）；高速缓冲存的连接、存储器的校验、提高访存速度措施）；高速缓冲存储器（包括储器（包括 Cache 的基本结构及工作原理、的基本结构及工作原理、Cache-主存地址映射、主存地址映射、替换算法）；辅助存储器（包括辅助存储器的特点及主要技术指标、磁替换算法）；辅助存储器（包括辅助存储器的特点及主要技术指标、磁记录原理和记录方式、磁盘存储器的结构、光盘存储器的存取原理）。记录原理和记录方式、磁盘存储器的结构、光盘存储器的存取原理）。3知识点与学时分配知识点与学时分配现在学习的是第22页，共41页一、课程讲授的内容体系一、课程讲授的内容体

21、系计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计（4）输入输出系统（）输入输出系统（8 学时）学时）输入输出系统的发展概况及组成、输入输出系统的发展概况及组成、I/O 与主机的编址方式、传送方与主机的编址方式、传送方式、联络方式以及设备寻址；外部设备分类及简介；式、联络方式以及设备寻址；外部设备分类及简介；/O接口的功能接口的功能及基本组成；程序查询方式的工作原理及程序查询接口电路；程序中断及基本组成；程序查询方式的工作原理及程序查询接口电路；程序中断方式的工作原理及程序中断接口电路、中断服务流程；方式的工作原理及程序中断接口电路、中断服务流程；DMA 方式的特方式的特点、点、DMA 接口电路的

22、功能、组成、类型及接口电路的功能、组成、类型及 DMA 的工作过程。的工作过程。3知识点与学时分配知识点与学时分配现在学习的是第23页，共41页一、课程的内容体系一、课程的内容体系计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计（6）计算机中数的表示（）计算机中数的表示（4 学时）学时）计算机中有符号数（原码、补码、反码、移码）和无符号数的计算机中有符号数（原码、补码、反码、移码）和无符号数的表示；计算机中数的定点表示和浮点表示。表示；计算机中数的定点表示和浮点表示。（7）计算机的运算方法和运算器（）计算机的运算方法和运算器（8 学时）学时）定点运算（算术移位和逻辑移位、补码加减、原码补码乘法、定

23、点运算（算术移位和逻辑移位、补码加减、原码补码乘法、原码补码除法）及相应的硬件配置；浮点四则运算；算术逻辑单元原码补码除法）及相应的硬件配置；浮点四则运算；算术逻辑单元及进位链。及进位链。3知识点与学时分配知识点与学时分配现在学习的是第24页，共41页一、课程的内容体系一、课程的内容体系计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计（7）指令系统（）指令系统（4 学时）学时）机器指令的一般格式；操作数类型和操作类型；指令的地址格式和寻机器指令的一般格式；操作数类型和操作类型；指令的地址格式和寻址方式；指令格式举例；址方式；指令格式举例；RISC 技术概述。技术概述。（8）CPU 的结构和功能（的

24、结构和功能（4 学时）学时）CPU 的功能及结构框图；指令周期；指令流水；中断系统（包括引的功能及结构框图；指令周期；指令流水；中断系统（包括引起中断的各种因素，中断系统所需解决的共性问题，如：中断请求标记、起中断的各种因素，中断系统所需解决的共性问题，如：中断请求标记、中断判优、中断响应、中断服务、中断返回、多重中断等）。中断判优、中断响应、中断服务、中断返回、多重中断等）。3知识点与学时分配知识点与学时分配现在学习的是第25页，共41页一、课程的内容体系一、课程的内容体系计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计（9）控制单元（）控制单元（4 学时）学时）微操作命令的分析（按取指周期、间

25、指周期、执行周期和中断周期微操作命令的分析（按取指周期、间指周期、执行周期和中断周期分析不同指令的微操作命令）；控制单元的外特性；多级时序系统；控分析不同指令的微操作命令）；控制单元的外特性；多级时序系统；控制方式；控制信号实例分析。制方式；控制信号实例分析。3知识点与学时分配知识点与学时分配现在学习的是第26页，共41页一、课程的内容体系一、课程的内容体系计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计（10）控制单元的设计（）控制单元的设计（4 学时）学时）组合逻辑设计：组合逻辑控制单元框图、微操作节拍安排、组组合逻辑设计：组合逻辑控制单元框图、微操作节拍安排、组合逻辑设计举例。合逻辑设计举例

26、。微程序设计：微程序控制单元框图及工作原理、微指令的编码方式、微程序设计：微程序控制单元框图及工作原理、微指令的编码方式、微指令地址的形成方式、微指令格式、微程序设计举例。微指令地址的形成方式、微指令格式、微程序设计举例。3知识点与学时分配知识点与学时分配现在学习的是第27页，共41页二、教材选择二、教材选择 选用普通高等教育选用普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材计算机组成原计算机组成原理第理第 2 版版（唐朔飞编著，高等教育出版社，（唐朔飞编著，高等教育出版社，2008 年年 1月）该教材是月）该教材是面向面向 21 世纪课程教材世纪课程教材计算机组成原理计算机组成原理

27、的第的第 2 版。版。该教材根本上扭转了从二进制数制码制开始，接着按运算器、存储器、该教材根本上扭转了从二进制数制码制开始，接着按运算器、存储器、控制器、输入输出系统的顺序，逐一讲述计算机中各部件的传统写法，控制器、输入输出系统的顺序，逐一讲述计算机中各部件的传统写法，致使学生往往学了半个学期，仍不知其所以然，直到最后才将全部的内致使学生往往学了半个学期，仍不知其所以然，直到最后才将全部的内容连贯起来。这种自底向上的讲述方法，不易激发学生主动探求知识，容连贯起来。这种自底向上的讲述方法，不易激发学生主动探求知识，也不利于也不利于“以学生为主以学生为主”的教学方式。的教学方式。计算机组成原理课程

28、计算机组成原理课程现在学习的是第28页，共41页二、教材选择二、教材选择 本教材定位在原理和性能分析上。首先把学生领到计算机整体框架的制本教材定位在原理和性能分析上。首先把学生领到计算机整体框架的制高点上，然后带领学生高点上，然后带领学生自顶向下自顶向下，由表及里由表及里，层层细化层层细化，一步一步进入到计，一步一步进入到计算机的内核，更有利于学生对计算机工作原理的理解。在深化过程中，每走一算机的内核，更有利于学生对计算机工作原理的理解。在深化过程中，每走一步会出现一系列步会出现一系列悬念悬念，每一个悬念又都启发学生主动从下一篇章寻求答，每一个悬念又都启发学生主动从下一篇章寻求答案。因此在大框

29、架的指导下，在深入细化的过程中，学生自觉的加深了案。因此在大框架的指导下，在深入细化的过程中，学生自觉的加深了对计算机的理解。在此过程中，由于突出了对计算机的理解。在此过程中，由于突出了激发式激发式教育，学生经过主动教育，学生经过主动探求，使知识掌握得更加牢固。探求，使知识掌握得更加牢固。计算机组成原理课程计算机组成原理课程现在学习的是第29页，共41页三、课程讲授三、课程讲授 1重点与难点重点与难点计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计第第 1 章章 计算机系统概论计算机系统概论重点：计算机组成的概貌和框图重点：计算机组成的概貌和框图；主机完成一条指令的主机完成一条指令的 信息流程信息

30、流程 难点：如何区分存放在存储器中的指令和数据难点：如何区分存放在存储器中的指令和数据 第第 2 章章 计算机的发展及应用计算机的发展及应用本章属于综述性内容不存在重点及重点本章属于综述性内容不存在重点及重点 现在学习的是第30页，共41页三、课程讲授三、课程讲授 1重点与难点重点与难点计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计第第 3 章章 系统总线系统总线重点：总线的功能与结构重点：总线的功能与结构；总线的性能指标总线的性能指标；总线的总线的 判优控制和通信控制判优控制和通信控制；如何克服总线的瓶颈如何克服总线的瓶颈 难点：总线的通信控制难点：总线的通信控制现在学习的是第31页，共41页

31、三、课程讲授三、课程讲授 1重点与难点重点与难点计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计第第 4 章章 存储器存储器重点：存储系统的层次结构重点：存储系统的层次结构；主存、主存、Cache 的工作原理及的工作原理及 技术指标技术指标；半导体体存储芯片的外特性及与半导体体存储芯片的外特性及与 CPU 的连接的连接；提高访存速度的措施。提高访存速度的措施。难点：对于一定容量的存储器，按字节或字访问的寻址范难点：对于一定容量的存储器，按字节或字访问的寻址范 围；多体并行结构存储器顺序编址和交叉编址对访围；多体并行结构存储器顺序编址和交叉编址对访 存速度的影响存速度的影响；Cache 主存地址映射

32、。主存地址映射。现在学习的是第32页，共41页三、课程讲授三、课程讲授 1重点与难点重点与难点计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计第第 5 章章 输入输出系统输入输出系统重点：主机与重点：主机与 I/O 交换信息的三种控制方式交换信息的三种控制方式；程序查询程序查询 方式、程序中断方式和方式、程序中断方式和 DMA 方式的各自特点、方式的各自特点、接口电路和工作原理。接口电路和工作原理。难点：处理难点：处理 I/O 中断的各类软、硬件技术的运用中断的各类软、硬件技术的运用；DMA 与主存交换数据的三种方法各自的特点与主存交换数据的三种方法各自的特点；周期窃取周期窃取 的含义的含义；CP

33、U 响应中断请求和响应中断请求和 DMA 请求的时间。请求的时间。现在学习的是第33页，共41页三、课程讲授三、课程讲授 1重点与难点重点与难点计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计第第 6 章章 计算机的运算方法计算机的运算方法重点：有符号数、无符号数、定点数和浮点数的表示；移重点：有符号数、无符号数、定点数和浮点数的表示；移位运算、定点补码加、减、乘、除运算；浮点补码位运算、定点补码加、减、乘、除运算；浮点补码加减运算加减运算；提高运算速度的措施。提高运算速度的措施。难点：机器字长相同的条件下，难点：机器字长相同的条件下，补码比原码和反码能多表补码比原码和反码能多表示一个负数示一个负

34、数；区分浮点数和补码表示的浮点规格化；区分浮点数和补码表示的浮点规格化数数；在定点机和浮点机中，如何判断运算结果溢出；在定点机和浮点机中，如何判断运算结果溢出；不同的机器数运算规则不同，直接影响运算器的硬件不同的机器数运算规则不同，直接影响运算器的硬件组成。组成。现在学习的是第34页，共41页三、课程讲授三、课程讲授 1重点与难点重点与难点计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计第第 7 章章 指令系统指令系统重点：指令格式，寻址方式重点：指令格式，寻址方式难点：设计指令格式难点：设计指令格式扩展操作码技术的运用扩展操作码技术的运用在可按字节和字寻址的存储器中，不同的机器在可按字节和字寻址

35、的存储器中，不同的机器其数据的存放方式是不同的其数据的存放方式是不同的现在学习的是第35页，共41页三、课程讲授三、课程讲授 1重点与难点重点与难点计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计第第 8 章章 CPU 的结构和功能的结构和功能重点：重点：CPU 的功能和硬件组成的功能和硬件组成；CPU 工作周期和指令工作周期和指令周期的概念周期的概念；一个完整的指令周期中的信息流程一个完整的指令周期中的信息流程；指令流水指令流水；中断系统需要解决的问题及实施方案。中断系统需要解决的问题及实施方案。难点：影响指令流水线性能的因素；超标量、超流水、难点：影响指令流水线性能的因素；超标量、超流水、超长

36、指令字的特点超长指令字的特点；各种中断技术和实现多重中断各种中断技术和实现多重中断所需配置的硬件所需配置的硬件；响应优先级和处理优先级的区别。响应优先级和处理优先级的区别。现在学习的是第36页，共41页三、课程讲授三、课程讲授 1重点与难点重点与难点计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计第第 9 章章 控制单元的功能控制单元的功能重点：控制单元对不同的指令在取指、间址和中断周期中，重点：控制单元对不同的指令在取指、间址和中断周期中，发出哪些相同的操作命令发出哪些相同的操作命令；多级时序系统；控制单；多级时序系统；控制单元的控制方式（同步、异步、联合）。元的控制方式（同步、异步、联合）。难

37、点：指令周期、机器周期、时钟周期与控制信号的关系；难点：指令周期、机器周期、时钟周期与控制信号的关系；中央控制和局部控制相结合的同步控制方式；不同中央控制和局部控制相结合的同步控制方式；不同结构的计算机（总线结构和非总线结构）结构的计算机（总线结构和非总线结构）控制信号控制信号的特点。的特点。现在学习的是第37页，共41页三、课程讲授三、课程讲授 1重点与难点重点与难点计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计第第 10 章章 控制单元的设计控制单元的设计重点：微操作命令的节拍安排；两种控制器的设计思想、重点：微操作命令的节拍安排；两种控制器的设计思想、设计步骤、设计步骤、组成原理；两种控制

38、单元微操作命令组成原理；两种控制单元微操作命令节拍安排的区别。节拍安排的区别。难点：微指令的控制方式（编码方式）及后续微指令地址难点：微指令的控制方式（编码方式）及后续微指令地址的形成方式；编写微指令的码点。的形成方式；编写微指令的码点。现在学习的是第38页，共41页三、课程讲授三、课程讲授 2讲授中应注意的方法讲授中应注意的方法计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计n教师本身必须对本课程的基本内容非常熟悉，并能融会贯通教师本身必须对本课程的基本内容非常熟悉，并能融会贯通n讲授本课程必须从宏观到微观，使学生学会用辩证唯物主义的思维方法去认识、讲授本课程必须从宏观到微观，使学生学会用辩证唯

39、物主义的思维方法去认识、了解并掌握计算机的组成及其工作原理了解并掌握计算机的组成及其工作原理n在宏观认识整机概貌的基础上，带领学生逐级剖析计算机的基本组成，使学生在宏观认识整机概貌的基础上，带领学生逐级剖析计算机的基本组成，使学生更牢固地树立唯物主义的观念去从事计算机的开拓研究工作更牢固地树立唯物主义的观念去从事计算机的开拓研究工作n采用多媒体教学手段，配合板书讲授采用多媒体教学手段，配合板书讲授n设置疑点，提出悬念，激发学生主动探求答案设置疑点，提出悬念，激发学生主动探求答案现在学习的是第39页，共41页四、作业安排四、作业安排计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计 根据教学进度和学时

40、，合理选择书上习题，以达到进根据教学进度和学时，合理选择书上习题，以达到进一步加深理解课堂讲授的内容。每一章讲授结束，收一次一步加深理解课堂讲授的内容。每一章讲授结束，收一次作业，给出成绩，并作一次集体答疑，讲解作业中的共性作业，给出成绩，并作一次集体答疑，讲解作业中的共性问题。作业成绩记入总成绩内。没有作业成绩者不得参加问题。作业成绩记入总成绩内。没有作业成绩者不得参加考试。考试。现在学习的是第40页，共41页五、实验环节五、实验环节计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计 为了加强实践环节，强调对学生个性化的培养，为每为了加强实践环节，强调对学生个性化的培养，为每 15 名学名学生安排生安排 1 名教师或名教师或TA作具体指导。要求每个学生实验前必须预作具体指导。要求每个学生实验前必须预习，最终实验成绩按预习情况、具体操作及实验报告综合评定，习，最终实验成绩按预习情况、具体操作及实验报告综合评定，实验成绩记入总成绩内。没有实验成绩者不得参加考试。实验成绩记入总成绩内。没有实验成绩者不得参加考试。现在学习的是第41页，共41页