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计算机组成原理课程教学大纲

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《计算机组成原理》课程教学大纲(计算机类专业适用)
一、课程性质与设置目的(一)课程性质和特点计算机组成原理课程是计算机类专业(高职高专)主要的一门重要主干课程.设置这一课程的目的是,使学生了解和掌握计算机系统中硬件部分的组成原理,掌握计算机的基本工作原理,了解计算机各主要部件的硬件结构,相互联系和作用,从面对整个计算机系统从硬件角度有完整的了解,为学习专业后继课程打下基础.
计算机组成原理课程主要介绍运用数字电路技术实现计算机部件的原理,以及计算机系统的工作原理.本课程的一个主要特点是综合性强、需要运用多学科的知识,各章之间相互联系又相互独立.
(二)本课程的基本要求
本课程的基本要求是:
深刻理解计算机系统各功能部件的功能,组成和工作原理,正确理解各功能部件之间的相互关系以及它们在计算机系统中所起的作用.
了解和掌握计算机系统某些部件的设计与分析技术,包括数据与指令的编码、存储,运算,输入输出等.
理解和掌握计算机系统中的基本概念和方法,并能将这些概念和方法运用在后继课程的学习中.
(三)本课程与相关课程的联系本课程的先修课程是模拟电路与数字电路,相关的后续课程为汇编语言程序设计,计算机网络技术.
二、课程内容目的要求.
第1章概论(一)课程内容
1.1计算机的硬件构成.
1.2计算机软件概述
1.3程序设计语言及其编译(二)学习目的与要求了解整个计算机系统由硬件和软件丙部分构成,其中硬件部分包括运算器,控制器,存储器,输入输出设备等三大功能部件,通过总线相互连成一个完整的硬件系统;软件部分包括系统软件,应用软件和程序设计语言.掌握计算机系统中的一些基本概念,为后继章节的学习打下基础.
第2章数据编码和数据运算
2.1数据与文字的编码
2.2定点数加减法运算
2.3定点数乘除法运算
3.4逻辑运算
3.5定点运算器的组成和结构
3.6浮点数运算方法和浮点运算器. 掌握二进制数据编码的方法,掌握编码数据的加减乘除运算方法和运算器的构成,能够按步骤进行原码和补码的加减乘除四则运算,能够按步骤进行浮点数的四则运算.
本章的难点是数据乘法和除法的运算方法,乘法器和除法器的结构原理,以及纠错码的编码.
第3章存储系统
3.1存储器的构成
3.2存储系统的构成
3.3高速缓冲存储器
3.4虚拟存储器掌握存储器芯片的类型和各主要存储芯片的工作原理;掌握扩展存储器容量的技术,能够用给定的存储器芯片按要求设计主存,从而深刻理解存储器的构成原理;掌握cache和虚拟存储器的构成原理,能够分析cache和虚拟存储器的命中情况,通过对命中情况的分析,对和虚拟存储器的工作原理有深入的理解.
本章的难点是存储器芯片的原理和工作时序,主存的容量扩展技术,cache和虚拟存储器分析.
第4章指令系统
4.1指令格式和指令编码
4.2操作数的存储及其寻址方式
4.3指令系统理解指令中包含的住处掌握常用指令及指令格式,深入理解常用的寻址方法及其用途、了解常见指令的种类和功能.
本章的难点是对寻址方法的应用,指令操作码的扩展编码技术]以及特有指令系统的要领和特征.
第5章控制器
5.1基本概念
5.2指令周期
5.3硬连线控制器
5.5微程序控制器掌握CPU的功能及组成方式,掌握控制器的控制方式,掌握组合逻辑控制器和微程序控制器的工作原理和设计方法,深入了解计算机中一条指令的完整执行过程.
本章的难点是对于指令执行过程的理解,微程序设计技术和控制器的设计方法,以及CPU的构成.
第6章系统总线
6.1总线的基本概念
6.2总线控制
6.3总线接口掌握总线的基本概念,总线的类型,总线控制器和总线接口的结构原理;理解总线索计算机系统中的作用,深入了解总线的裁决方式和总线的同步方式.
本章的难点是对于各种总线中数据传输方式,包括传输过程,同步方式和控制方式的理解掌握.
第7章外围设备
7.1输出设备
7.2输入设备
7.3磁盘存储设备
7.4光盘存储设备了解计算机外围设备的特点和发展趋势,了解外围设备的类型和主要外围设备的工作原理.
本章的难点在于计算机外围设备种类繁多,功能结构以及工作原理差异较大,涉及的基础知识和专业知识的领域广泛.
第8章输入输出系统
8.1基本的输入输出方式
8.3DMA方式
8.4通道方式掌握计算机输入输出系统的基本功能和原理,理解CPU与外围设备交换数据的方式;掌握数据传输的控制方式,中断的概念,DMA以及输入输出通道的原理;能够区别各种输入输出方式的特点、能够分析和设计中判断优电路,能够分析和设置中断屏蔽字.
本章的难点是中断的要领与过程,DMA以及通道方式的要领及其工作过程.
三.学时分配内容学时
第1章概论4
第2章12
第3章8
第4章6
第5章6
第6章6
第7章10
第8章12合计

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