计算机组成原理课程教案

计算机组成原理课程教案二00九年九月

上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次1民第1次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第一章计算机系统概论章节名称1.1计算机系统发展简史1.2电子计算机硬件的主要组成部分1.3计算机系统的主要技术指标1.4软件概述授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、理解存储程序的概念、硬件的组成、主要技术指标念和组成结构2、掌握硬件、软件的概本次教学重点与难点教学重点：冯.诺依曼计算机结构；存储程序的概念教学难点：存储程序的概念教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：教学内容纲要：（1）讲解典型的冯.诺依曼计算机结构的基本思想。1、课程概述（2）以存储器为中心的计算机结构框图为例介2、计算机系统发展简史3、计算机系统硬件的组成4、计算机系统的技术指标5、软件概述绍计算机的硬件。2、辅助手段：多媒体演示3、重点和难点：通过例题讨论讲解，师生互动，作业等来突出。板书设计（1）以文字描述为主，要点及关键词用不同颜色标注（详见ppt课件）；（2）对计算机的层次结构通过图形描述。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业布置：选择题：填空题：简答题：1.2本次课程属于理论知识讲解，内容充实，概念较多，学生能够理解冯诺依曼结构计算●机的基本特点。布置课后作业以巩固相关知识,以加强学生对本节知识的吸收。课后小结上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次1第2次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第一章计算机系统概论1.5计算机系统层次结构1.6计算机的应用章节名称第二章运算基础——数值的机器级表示2.1数值（1）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、理解计算机系统的层次结构，了解计算机的应用2、掌握常用的进位计数制及其转换本次教学重点与难点教学重点：计算机系统的层次结构；进位计数制及其转换教学难点：计算机的层次结构教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：教学内容纲要：（1）用计算机应用程序的运行实例说明计算机系统的层次及结构；1、计算机系统的层次结构2、计算机的应用3、数值（2）列表讲解数制及转换、数据表示。2、辅助手段：多媒体＋板书讲授3、重点和难点：通过例题讨论讲解，采取提问方式，加强师生互动，强增学生理解。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点及关键词用不同颜色标注；（详见ppt课件）（2）讲解数制转换时采用板书演算加强师生互动性课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容；作业：第一章：1.52.1（3）（4）（6）（8）2.2（1）（3）（5）1,2,3第二章：补充习题：一、本次课程中数制属于知识的复习，学生对进位计数制的表示和转换能掌握其要领；对计算机系统的层次结构尚有待进一步理解课后小结上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次2第3次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第二章运算基础——数值的机器级表示章节名称2.1数值（2）2.2机器数与真值——带符号数与不带符号数的表示（1）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、理解计算机中的无符号数和带符号数；2、掌握几种机器数形式表示及相互转换本次教学重点与难点重点：原码、反码、补码、移码的表示形式及相互关系难点：补码的概念，机器数表示的数值范围教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：教学内容纲要：（1）讨论无符号数和有（2）用时钟实例引进计算机的补码（3）对器数的数学表示和转换作数学推导帮助3、原码、补码、反码、移码的定义、表示方法、表示的数值范围符号数在实际中的应用。1、无符号数和带符号数2、带符号数的机器数形式各机学生理解2、辅助手段：多媒体＋板书讲授3、重点和难点：通过例题讨论，采用对比方法加深学生对相关知识的理解板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点及关键词用不同颜色标注；机器数的表示、范围等配以表格描述；（详见ppt课件）（2）重点、难点内容和例题除采用ppt课件外，还通过板书进行讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：2.3（1）（3）（4）（8）（10）2.4（2）（3）（4）本次课程属于理论知识讲解，内容多，学生能了解原码、反码、补码、移码的表示方课后小结法，但对表示的数值范围、机器数之间的转换还有待课后复习和作业加深理解。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次2第4次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第二章运算基础2.2机器数——带符号数与不带符号数的表示（2）2.3定点表示法——数值的机器级表示章节名称与真值与浮点表示法授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、掌握机器数的定点表示法和浮点表示法本次教学重点与难点重点：定点数和浮点数在机器中的表示方法难点：浮点数的表示范围教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1.各种机器数形式的转换2.定点表示法：定点小数、定点整数定点数的运算。3．浮点表示法1、教学方法：（1）复习和讨论前章节二进制数表示的内容，引进定点整数，扩展定点小数。浮点数的一般表示形式规格化浮点数（2）实例讲解浮点数的表示格式4.实例（3）采用师生互动加强学生的思考和理解2、辅助手段：多媒体演示3、重点和难点：通过例题讨论讲解，并采取设立浮点数的一般表示形式、规格化浮点数必须满足的条件等问题、请同学回答的方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点及关键词用不同颜色标注；各浮点数的格式用图描述；（详见ppt课件）（2）重点、难点内容和例题除采用ppt课件外，还通过板进书行讲解课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：补充习题：选择题：（5）（7）（8）（10）（13）（14）填空题：（13）（14）（15）计算题：(1)(5)本次课程属于理论知识讲解，数据表示的形式众多，学生较难一次理清，要通过课课后小结后复习和作业加深理解和掌握确定浮点数的表示范围、IEEE754标准的浮点数的方法。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次3第5次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第二章运算基础——数值的机器级表示章节名称2.4字符与字符串的表示2.5汉字编码授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、理解字符的表示、汉字编码形式及其他信息的表示2、理解十进制数的编码形式及其运算本次教学重点与难点重点：ASCⅡ码；BCD码的表示方式；8421码的加减运算难点：8421码的加减运算教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：（1）列表讲解ASCII码、BCD码1、字符、汉字的编码2、二—十进制编码有权码（2）由十进制数的的修正方法加减运算推出8421码的加减运算无权码（3）师生互动设计：讨论有权码与无权码的区别；3、8421码的运算4、讲解前一章节的习题在8421码的运算实例中提问2、辅助手段：多媒体＋板书讲授3、重点和难点：通过例题讨论讲解，师生互动，布置作业等增强学生的理解。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，各编码均以表格描述，要点及关键词用不同颜色标注，（详见ppt课件）；（2）运算实例用板书演示运算过程进行讲解；课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：补充习题：选择题：（6）计算题：（2）（8）（11）课堂讲解使学生对相关编码原理、方法有认识。布置课后作业以巩固相关知识,以加强学生对本节知识的吸收。课后小结上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次3第6次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第二章运算基础——数值的机器级表示2.6校验码第三章数值的机器运算章节名称3.1定点数的加、减法运算和加、减电路的实现（1）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、理解数据校验码的在数据传送过程中的作用2、掌握奇偶校验码、循环冗余校验码的形成原理和方法及校错纠错的过程；原码、补码加减的运算规则及加减运算中溢出的判断方法。本次教学重点与难点重点：奇偶校验码、循环冗余校验码的形成方法及校错纠错的原理和过程难点：循环冗余校验码的形成教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：（1）阐明各校验码的实现方法，讲清校验原理中的1、奇偶校验码的实现原理、检验原理、算式，加深学生的理解；简单奇偶校验和交叉奇偶校验（2）采用提问、讨论方式强化知识点的学习2、循环冗余校验码CRC的编码方法、校验和纠错原理2、辅助手段：多媒体＋板书讲授3、定点数的加减运算及溢出的判断3、重点和难点：通过例题讨论讲解，布置课后作业等帮助学生理解重点、难点知识。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，（详见ppt课件）；（2）通过板书讲解实例课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：2.5、2.8本次课程属于理论知识讲解，内容充实，算式较多，学生较难一次理清，要通过课后课后小结复习和作业巩固本次课程知识上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次4民第7次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第三章数值的机器运算章节名称3.1定点数的加、减法运算和加、减电路的实现（2）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、掌握定点数的加减运算；2、理解并行加法器中串行进位的并行加法器和并行进位加法器的概念本次教学重点与难点重点：补码定点数加减法运算；二进制加减法运算器；难点：补码运算标志的产生；运算结果的补码和真值的关系；教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：（1）从理论上分析和证明加减运算的算式；教学内容纲要：（2）从半加器、全加器、并行加法器讨论定点数加1、定点数加减法运算减运算中进位位的形成方法。2、运算溢出的判断和电路实现2、辅助手段：多媒体＋板书讲授3、半加器、全加器3、重点和难点：讲清理论和方法，再通过实例讲解，帮助学生理解重点、难点知识。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，课件给出硬件电路图（详见ppt课件）；（2）通过板书讲解实例课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作：业3.1（1）（3）3.2（1）（3）（4）（7）（10）补充习题：选择题：1、7、13填空题：4、11、15本次课程属于理论知识讲解，理论性较强，学生要掌握计算机的各种运算还化一定时间复习和作业练习，巩固本次课程知识。在数字电路知识方面掌握得不够理想。课后小结上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次4第8次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第三章数值的机器运算章节名称3.1定点数的加、减法运算和加、减电路的实现（3）3.2定点数的乘、除法运算和乘、除法电路的实现（1）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、理解加法器的进位方式和实现电路2、掌握基本ALU硬件电路及其工作原理本次教学重点与难点重点：一位ALU电路；先行进位及其电路；难点：ALU硬件电路的工作原理教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：1、一位ALU电路及功能实现和控制信号的关系；（1）以一位ALU电路为切入点分析，推出4位典型2、先行进位及其实现的加法器；3、原码乘法ALU芯片74LS181；（2）从原码一位乘法运算原理框图分析原码乘法的4、原码一位乘法运算器原理实现。2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过ALU硬件电路讨论电路实现的逻辑表达式，并验证实现的运算。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点和存储器结构配以示意图（详见ppt课件）；（2）通过板书验证74LS181的算术逻辑运算功能、难点及关键词用不同颜色标注，硬件课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：3.3（1）（10）补充题：选择题：15、17、18、19本次课程属于理论知识讲解，涉及硬件电路知识，学生分析能力较差，有待于课后化课后小结时间补缺。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次5民第9次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第三章数值的机器运算章节名称3.2定点数的乘、除法运算和乘、除法电路的实现（2）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、掌握补码一位乘法——Booth算法的运算规则、一位乘法运算实现的原理、原码加减交替法除法运算器的工作原理。2、理解Booth算法的推导过程本次教学重点与难点重点：补码一位乘法——Booth算法的运算规则。难点：原码加减交替法除法运算器的工作原理。教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：1、补码乘法及补码一位乘法运算器。(1)通过分析列出补码一位乘法的表达式，由表达式2、定点数的除法运算和除法电路的实现。引出Booth乘法；原码除法：恢复余数法、加减交替法。(2)画出原码加减交替法除法运算器的框图，通过框图解释其工作原理。原码加减交替法除法运算器补码除法：加减交替法。2、辅助手段：多媒体课件板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，课件电路图（详见ppt课件）给出硬件；（2）通过板书讲解实例课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：3.4（1）（8）3.5（1）（4）3.6（1）（3）3.7（1）（3）本次课程属于理论知识讲解，涉及硬件电路知识，学生分析能力较差，有待于课后化课后小结时间补缺。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次5第10次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第三章数值的机器运算3.3逻辑运算章节名称3.4定点运算器的基本结构与工作原理3.5浮点数运算和浮点数运算器的实现授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、掌握定点运算器的基本结构与工作原理。2、理解浮点数运算和浮点数运算器的实现。本次教学重点与难点：重点：定点运算器的基本结构与工作原理难点：浮点数运算和浮点数运算器的实现。教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：1、逻辑运算2、定点运算的主要组成3、定点运算器的工作原理4、浮点数的二进制表示法5、浮点数的加减运算（1）从理论上分析浮点数的加减、乘除运算的步骤；2、辅助手段：多媒体课件板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，课件给出硬件电路图（详见ppt课件）；（2）通过板书讲解实例课外复习、预习要求及作业布置：复习：本次课程内容作业：3.8（2）（5）3.10（1）3.21补充练习：选择题：12填空题：5、9、12、13、本次课程属于理论知识讲解，涉及硬件电路知识，学生分析能力较差，有待于课后化课后小结时间补缺。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次6民第11次课学时2教案设计人丁纪凯、范新章数值的机器运算章节名称3.5浮点数运算和浮点数运算器的实现授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、掌握浮点数运算的步骤2、理解浮点数运算和浮点数运算器的实现。本次教学重点与难点：重点：浮点数加减运算的实现难点：浮点数的乘除法的运算教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：(1)画出浮点数加减法运算操作流程图，根据流程图解释浮点加减法运算器结构图和工作原理。1、二进制数的浮点表示法2、二进制数的浮点运算浮点数的加减法运算浮点数的乘除运算2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过例题讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，地址转换过程和方法配以示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）有关计算和要点的解释通过板书进行突出讲解；课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容补充练习：综合分析题：1、4归纳总结一原位码乘除法、一补位码乘除法的运算规律。重点总结原码加减交替法除课后小结法运算器的原理、定点运算器的基本结构与工作原理。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次6民第12次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第三章数值的机器运算实验一8算位术逻辑运算实验章节名称授课形式理论课□案例讨论课□实验课■习题课□其他□本次授课目的与要求：l、掌握简单运算器的数据传送通路组成原理。2、验证算术逻辑运算功能发生器74LSl8l的组合功能。本次教学重点与难点：重点：按实验指导书的实验内容、实验步骤进行。难点：实验硬件电路的原理；74LSl8l的算术逻辑功能的实现教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：1、讲解实验原理(1)讲解实验装置的使用；2、介绍DVCC实验系统的操作(2)通过电路分析帮助学生理解本实验的基本原（3）结合电路图，讲解实验的操作过程。2、辅助手段：多媒体课件3、按实验指导书在实验设备上接线和操作，读出数据并记录；4、课后理论计算和实验结果比较板书设计播放ppt课件，讲解实验的操作过程和实验原理。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次实验内容作业：撰写实验报告本次课程属于实践环节，能够按指导书操作完成有关实验内容，但理论上还不能完全课后小结理解74LS181的功能上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次7第13次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第四章存储系统和结构章节名称4.1存储系统的分类4.2主存的组织与操作（1）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、掌握存储系统的组成、主存的分类。工作原理、RAM存储器件电路的2、理解ROM存储器件电路的工作原理。本次教学重点与难点：重点：存储器芯片的内部结构和组成；半导体存储器的基本结构难点：SRAM存储单元电路的工作原理；存储器中的数据组织。教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：教学内容纲要：（1）建立存储器芯片的内部组成和计算机主存储器的组成的概念；1、SRAM的存储电路及其工作原理(2)运用多媒体技术对半导体存储器的读写操作进行2、DRAM的存储电路刷新.、工作原理及其逐步讲解。帮助学生理解各类存储器的读写操作。3、存储器中的数据组织2、辅助手段：多媒体课件4、半导体存储器的主要技术指标3、重点和难点：通过例题讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，存储器的读写过程用PPT动态演示（详见ppt课件）；（2）有关门电路的工作原理通过板书进行突出讲解；课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容补充练习：选择题：1、4、5、7、9、11、16填空题：3、4、16本次课程属于理论知识讲解，内关理论知识有一定认识，学生对计算机系统的主存储器与CPU的连接工作原理有了一定的理解。容充实，系统概念强。通过课堂图文讲解使学生对相课后小结上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次7第14次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第四章存储系统和结构章节名称4.2主存的组织与操作（2）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、理解计算机系统的主存储器的连接和控制2、掌握主存储器的扩展方法本次教学重点与难点：重点：存储器芯片的内部结构和组成；主存储器的连接和控制；难点：主存储器容量扩展的方法及原理教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：教学内容纲要：（1）建立存储器芯片的内部组成和计算机主存储器的组成的概念；1、存储器芯片的结构2、CPU和主存储器的连接以及读写操作；（2）通过展示结构图、时序图、CPU和存储器芯片的连接图增强学生的理解3、主存储器容量扩展、芯片的地址分配和片选；2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过实例讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，重点、难点内容均用示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容还通过板书对具体例题的计算、分析。课外复习、预习要求及作业布置本次课程内容作业：4.3、4.4、4.5补充练习：选择题：6、8、15、21、2、25、27填空题：7、16、17本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系统概念强。通过课堂图文讲解使学生对相关理论知识有一定认识，学生对计算机系统的主存储器与CPU的连接工作原理有了一课后小结定的理解。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次8民第15次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第四章存储系统和结构章节名称4.3存储器的层次结构4.4高速缓冲存储器（1）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、掌握存储系统的层次结构；Cache基本原理和地址映象方式；2、理解存储器访问的局部原理；Cache的替换和操作策略；本次教学重点与难点：重点：存储系统的层次结构；Cache的地址映象方式；Cache的读写过程；难点：Cache的地址映象的实现；教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：教学内容纲要：（1）采用图示和实例方式讲解各工作原理（2）结合PC机采用的Cache结构和算法帮助学生理1、命中率和平均访问时间等性能指标2、存储系统的层次结构3、Cache的基本结构和工作原理4、主存和Cache的地址映象解现代计算机的Cache-主存的实现；（3）用提问、复习的方法分析电路原理2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过例题讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，地址转换过程、存储电路均配以示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容还通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：4.12、4.15补充习题：选择题：24填空题：14、15、19本次课程属于理论知识讲解，学生对直接映象、全相联映象方式的实现方法的理解不课后小结够，要加强学生的电子电路的基础知识。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次8民第16次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第四章存储系统和结构章节名称4.4高速缓冲存储器（2）4.5虚拟存储器（1）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、掌握Cache基本原理和地址映象方式2、理解Cache的替换和操作策略、虚拟存储器的基本概念。本次教学重点与难点重点：Cache的地址映象方式；Cache的读写过程；难点：组相连地址映射方式的实现；教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：（1）采用图示和实例方式讲解各工作原理教学内容纲要：（2）结合PC机采用的Cache的结构和算法帮助学生1、组相联映像的实现理解现代计算机的Cache-主存的实现；（3）用提问、复习的方法分析电路原理2、辅助手段：多媒体课件2、Cache的替换策略和更新策略3、虚拟存储器的基本概念3、重点和难点：通过例题讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，地址转换过程、存储电路均配以示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）有关计算和要点的解释通过板书进行突出讲解；课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：4.16总结直接映象、全相联映象、组相联映像的实现方法，加强学生对Cache与主存之间课后小结地址映像的理解。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次9民第17次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第四章存储系统和结构章节名称4.5虚拟存储器（2）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、掌握虚拟存储器的基本概念和原理；访问的局部原理；2、理解存储层次的性能指标、存储器本次教学重点与难点重点：程序局部原理；命中率和平均访问时间等性能指标；三种管理模式的虚拟存储器难点：虚拟存储器的虚-实地址转换教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：（1）建立物理存储器、物理地址和逻辑存储器、逻教学内容纲要：辑地址、虚拟地址空间等基本概念；1、分层结构的实现基础和性能指标；（2）结合PC机的存储管理模式的讨论帮助学生理解2、虚拟存储器的基本概念；实现虚地址和实地址转换的方法3、页式虚拟存储器；4、段式虚拟存储器；5、段页式虚拟存储器；2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过例题讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，地址转换过程和方法配以示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容还通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：4.20、4.21补充习题：选择题：18、19、20、23、26填空题：9课后小结本次课程属于理论知识讲解，学生对地址的转换和替换算法感到比较抽象。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次9第18次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第四章存储系统和结构4.5虚拟存储器（3）第五章：指令系统章节名称5.1指令与指令系统（1）授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、理解指令系统的性能要求2、掌握虚拟存储器的基本概念和原理；掌握指令的格式；本次教学重点与难点重点：指令的格式；操作码、操作数的含义；难点：对隐地址指令的理解教学内容提要及时间分配教学内容纲要：教学方法与手段设计1、教学方法：1、块表技术2、指令系统和机器语言3、指令系统的性能要求4、指令的格式（1）建立指令系统及指令格式的概念；（2）结合PC机指令系统的讨论，帮助学生理解指令的格式指令的基本格式指令的操作码地址码2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过例题讨论讲解，并采取提问方法助记符指令，汇编语言和汇编程序生师互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，地址转换过程和方法配以示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容还通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：4.20、4.21补充习题：选择题：18、19、20、23、26填空题：9本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系统概念强。通过课堂图文讲解使学生对相课后小结关理论知识有一定认识。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次10第19次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第四章存储系统和结构存储器实验章节名称授课形式理论课□案例讨论课□实验课■习题课□其他□本次授课目的与要求：实验目的：掌握静态随机存取存储器RAM的工作特性及数据的读写方法本次教学重点与难点重点：存储器的读写方法难点：存储器的读写电路教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：（1）掌握存储器RAM读/写数的据过程；1、实验原理讲解实验原理（2）通过电路图讲解增强学生的理解2、辅助手段：多媒体课件+实验箱讲解2、实验连线讲解实验电路图及控制信号3、实验步骤3、重点和难点：通过实验使学生加深理解存储器的工作原理及读写过程，加强对理论课的理解。讲解写地址、写数、读数的步骤及各步骤地控制信号。板书设计（1）主要播放ppt课件。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次实验的内容及操作过程作业：整理实验数据，完成实验报告。课后小结本次课程属于实践课。通过实验使学生对相关理论知识有一定的感性认识。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次10第20次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第五章：指令系统章节名称5.1指令与指令系统（2）5.2介绍两类指令系统授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、理解典型指令、复杂指令系统计算机CISC和精简指令系统计算机RISC的比较2、掌握运用指令操作码的扩展编码技术设计指令系统，指令的寻址方式。本次教学重点与难点：重点：指令操作码的扩展编码技术难点：寻址方法的应用教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：教学内容纲要：（1）通过实例，采用师生互动讲授指令系统的设计1、指令格式举例2、寻址方式方法。2、辅助手段：多媒体课件3、两类指令系统简介复杂指令8086精简指令MIPS3、重点和难点：通过实例讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，重点、难点内容均用示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容及实例通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容补充习题：选择题：1、3、10、11、13、15、20填空题：6、8、13、15、22本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系统概念强。通过课堂讲解使学生对CPU的课后小结指令系统及指令系统的设计方法相关理论知识有一定认识。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次11民第21次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第五章：指令系统5.3指令流程（1）章节名称授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、理解专用通路结构的CPU2、掌握指令执行的过程；指令的时序；单总线结构的CPU执行指令的过程；本次教学重点与难点：重点：指令执行的基本过程难点：指令的时序教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：1、指令的时序（1）通过讲解指令的执行过程使学生建立时序的概指令执行的基本过程指令周期、机器周期、时钟周期的基本概念念。2、辅助手段：多媒体课件2、典型的CPU结构类型单总线结构的CPU专用通路结构的CPU3、单总线结构的CPU执行指令的过程运算指令的执行过程3、重点和难点：采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，重点、难点内容均用示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容及实例通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：5.5、补充习题：填空题：1、2选择题：4、7本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系概统念强。通过课堂讲解使学生掌握指令的执行过程并建立指令的时序概念。课后小结上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次11民第22次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第五章：指令系统5.3指令流程（2）第六章：中央处理器6.1中央处理器的功能与组成（1）章节名称授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、理解专用通路结构CPU指令执行的过程2、掌握单总线结构的CPU执行指令的过程；中央处理器的组成；中央处理器的功能；本次教学重点与难点：重点：指令执行的基本过程；中央处理器的组成及功能；难点：单总线结构的CPU执行指令的过程教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：1、单总线结构的CPU执行指令的过程访存指令的执行过程（1）结合单总线结构CPU示意图分析指令的执行过程，帮助学生理解指令执行的过程。控制指令的执行过程（2）多媒体课件给出示意图，板书指令的执行过程。2、专用通路结构CPU执行指令过程3、中央处理器的组成2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过实例讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。4、中央处理器的功能板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，重点、难点内容均用示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容还通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：5.1、5.2、5.9（2）（4）、5.10本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系统概强念。通过课堂图文讲解使学生对相课后小结关理论知识有一定认识，对单总线结构的CPU指令的执行过程有了一定的理解。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次12民第23次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第六章：中央处理器6.1中央处理器的功能与组成（2）章节名称6.2硬连线控制器授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、理解硬连线控制器的设计步骤2、掌握组合逻辑控制器的实现方法本次教学重点与难点重点：硬连线控制器的结构难点：硬连线控制方式下指令控制信号的逻辑表达式教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：1、操作控制硬连线控制器的结构硬连线控制器的设计步骤部件的硬件实现方法（1）从分析指令执行过程所需的控制信号着手，写出各控制信号的逻辑表达式，讲解组合逻辑电路的控制方法。2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过实例讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，重点、难点内容均用示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容及实例通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：5.4、补充习题：选择题：1、2、3、4、5、6、8、填空题：1、4本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系统概念强，难度较大，学生不易理解。通课后小结过课堂讲解使学生理解微程序控制的实现方法。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次12民第24次课学时2教案设计人丁纪凯、范新第六章：中央处理器章节名称6.3微程序控制器授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、理解微程序控制器的基本思路；2、掌握微程序控制器的基本结构；微程序控制器的实现方法本次教学重点与难点：重点：微程序设计技术和控制器的设计方法及CPU的构成。难点：微程序控制器的实现方法教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：教学内容纲要：（1）通过例题讲解，使学生理解微程序控制的实现1、微程序控制器方法。掌握微（1）微程序控制器的组成和工作过程2、辅助手段：（2）工作过程（3）微指令格式指令的格式。多媒体课件3、重点和难点：通过实例讨论讲解，并采取提问方（4）后继微地址的形成法加强师生互动，提高教学效果。（5）微程序控制器设计举例板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，重点、难点内容均用示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容及实例通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：6.9、补习充题：选择题：9、10、11、12、13、填空题：7、本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系统概念强，难度较大，学生不易理解。通过课堂讲解使学生理解微程序控制的实现方法。课后小结上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次13第25次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第六章：中央处理器章节名称6.4中断与异常处理授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、理解程序中断方式的优缺点2、掌握程序中断方式的实现，程序中断方式下CPU执行程序的轨迹。本次教学重点与难点重点：程序中断方式的实现难点：程序中断方式下CPU执行程序的轨迹。教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：（1）举例帮助学生理解中断的概念1、程序中断方式（1）中断响应和中断处理（2）通过例题分析帮助学生理解在多重中断条件下，（2）中断流程（3）中断系统的组成（4）多重中断CPU响应中断的工作过程。2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过实例讨论讲解，并采取提问方（5）举例：CPU执行程序的轨迹。法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，重点、难点内容均用示意图加以描述（详见ppt课件）（2）要点；、难点内容及实例通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：6.3、补充习题：选择题：19、20、21填空题：12分析题：1课后小结本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系统概念强。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次13第26次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第六章：中央处理器章节名称6.5中央处理器中流水线技术的基本概念授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、理解CPU的流水线技术2、掌握并行性的概念本次教学重点与难点：重点：提高并行性的技术途径难点：指令的三种解释方式教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：教学内容纲要：（1）通过例举日常生活中的实例，使学生理解并行性和流水线的概念。1、并行性的概念并行性的定义（2）通过对指令的分析，使学生理解指令并行执行并行性的等级的可能性。提高并行性的技术途径2、指令的3种解释方式3、流水线的技术特点2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过实例讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，重点、难点内容均用示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容及实例通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容补充习题：选择题：16、18、课后小结本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系统概念强。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次14第27次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第七章I/O接口与外围设备7.1常用输入设备和输出设备章节名称授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求1、了解外部设备的分类、外部设备的在计算机系统中的地位和作用2、掌握接口电路的作用和基本功能；键盘扫描的方法本次教学重点与难点重点：输入设备键盘的工作原理、CRT显示器的工作原理难点：键盘扫描获取按键编码的工作原理教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、教学方法：（1）通过例题计算外部设备的速度对计算机整体速度的影响使学生对外部设备的重要性有一定的认识。（2）通过分析电路图，使学生掌握键盘的工作原理及按键的编码方式；1、常用输入输出设备接口电路的作用和功能外部设备的分类外部设备的地位和作用2、输入设备（3）通过多媒体课件图形的演示，使学生理解显示键盘输入设备：键盘扫描鼠标器：分类及工作原理扫描仪的工作原理3、显示输出设备器的结构及工作原理。2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过实例讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。显示器的分类和工作原理打印机的分类和工作原理板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标，注重点、难点内容均用示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容及实例通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：7.7、7.11、补充习题：选择题：1、2、19填空题：2、6、7本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系统概念强。通过课堂讲解使学生了解外部课后小结设备的种类及主要设备的工作原理。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次14第28次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第七章I/O接口与外围设备7.2外存储器章节名称授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、理解磁带存储器、光盘存储器、U盘存储器的工作原理及特点2、掌握磁盘存储器的工作原理及特点本次教学重点与难点：重点：磁盘存储器的工作原理及特点难点：磁带上的信息分布和数据记录格式教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计1、教学方法：教学内容纲要：（1）建立磁存储器的内部组成和计算机辅助存储器1、磁盘存储器的组成的概念；硬盘存储器的工作原理及记录格式、软盘存储器的工作原理及记录格式2、磁带存储器（2）通过展示结构图、记录格式示意图增强学生的理解磁带上的信息分布和数据记录格式3、光盘存储器2、辅助手段：多媒体课件3、重点和难点：通过实例讨论讲解，并采取提问方光盘存储技术的特点、光盘存储器的类型、CD-ROM光盘的制作与工作原理法加强师生互动，提高教学效果。4、U盘的工作原理和功能板书设计（1）主要播放ppt课件，课件中以文字描述为主，要点、难点及关键词用不同颜色标注，重点、难点内容均用示意图加以描述（详见ppt课件）；（2）要点、难点内容通过板书突出讲解。课外复习、预习要求及作业布置复习：本次课程内容作业：选择题：填空题：简答题：本次课程属于理论知识讲解，内容充实，系统概念强。通过课堂图文讲解使学生对相课后小结关理论知识有一定认识。上海建桥学院计算机组成原理课程教案周次15第29次课学时2教案设计人丁纪凯、范新民第七章I/O接口与外围设备7.3外围设备与主机的定时方式和信息交换方式（1）章节名称授课形式理论课■案例讨论课□实验课□习题课□其他□本次授课目的与要求：1、理解程序查询方式的优缺点2、掌握输入输出接口、外部设备与主机的连接模式；程序控制传送方式。本次教学重点与难点重点：查询传送方式、中断传送方式。难点：程序控制方式的实现。教学内容提要及时间分配教学方法与手段设计教学内容纲要：1、主机和外设的通信定时问题、控制方式。2、主机与外设输入输出数据传送控制方式1、教学方法：（1）通过多媒体课件展示结构图，帮助学生理解IO3、程序控制方式的基本思想4、无条件传送方式控制的实现方法。2、辅助手段：多媒体课件4、查询传送方式3、重点和难点：通过实例讨论讲解，并采取提问方法加强师生互动，提高教学效果。查询方式的基本思想查询方式接口电路5、中断传送方式中断传送方式的基本思想中断传送方式的接口电路6、程序控制方式的优缺点板书设计（1）主要播放p