《计算机组成原理 》教学大纲

《计算机组成原理》教学大纲课程编号：13220506英文名称：PrincipleofComputerOrganization学分：3学时：总学时64学时，其中理论32学时，实践32学时先修课程：计算机导论、高级语言、数据结构课程类别：专业主干课授课对象：计算机科学与技术专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第4学期一、课程描述和目标计算机组成原理是计算机科学技术专业的一门重要的专业主干课。通过本课程的学习，使学生理解微机系统的组成结构以及各功能部件的组成和工作原理，帮助学生建立计算机的整机概念，使学生初步具备设计简单计算机系统的能力，从而为进一步学习本专业后继课程和进行与系统有关的技术工作打下基础。课程目标1：掌握计算机硬件系统中各大部件的组成原理、逻辑实现方法及构成整机的技术。课程目标2：掌握计算机工作原理，了解计算机指令系统设计过程。课程目标3：培养学生在硬件系统的分析、设计、开发、使用和维护方面的能力。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重1-2：具备将计算机软硬件体系知识应用于计算机软件系统工作原理或机理的分析与理解的能力。课程目标1H3-2：能够设计与开发满足特定需求的计算机软件系统、模块或算法，能够正确选择满足特定需求的计算机硬件系统。课程目标2M5-2：能够对相应的技术、现代工程工具和信息技术工具进行评价并理解其局限性，并进行必要的二次开发。课程目标3H三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1微型计算机概述了解计算机系统的层次结构；计算机的硬件框图，硬件的主要技术指标。重点：准确画出并能解释其工作的过程；难点：能深刻理解，并用这些技术指标描述常见硬件的性能德育：积极向上、自主学习2讲授式启发式课程目标1课程目标2课程目标32计算机的发展及应用了解计算机在科学计算机和数据处理、工业控制、办公自动化、CAD/CAM/CIMS及人工智能方面的应用。重点：培养学生学习计算机组成原理的兴趣。难点：要求学生能独立举出各应用领域的例子。德育：积极向上、自主学习2讲授式讨论式课程目标1课程目标33总线掌握：总线的基本概念、发展过程；总线的基本概念、总线的分类、总线的特性及性能指标；重点：了解总线的判优机制、总线的通信机制难点：理解总线的方式及其控制过程德育：积极向上、自主学习2讲授式讨论式课程目标1课程目标24半导体存储器掌握半导体存储器的分类、结构与性能指标；典型ROM与RAM芯片的引脚信号；高速缓冲存储器技术、虚拟存储器及其管理技术。重点和难点：存储器操作方式及存储器的扩展设计方法；德育：积极向上、自主学习8讲授式启发式课程目标1课程目标2课程目标35I/O系统理解输入输出系统的基本概念、接口的功能重点：接口控制方式难点：设计简单的输入输出接口电路德育：积极向上、自主学习4讲授式练习式课程目标1课程目标2课程目标37数的表示、指令系统掌握数的表示：原码、反码补码等掌握寻址方式、堆栈的生成方式及工作原理、初步了解指令系统设计中应考虑的各种因素；重点：寻址方式；难点：指令格式设计德育：积极向上、自主学习4讲授式启发式课程目标1课程目标2课程目标36中央处理器了解CPU的基本功能结构，指令周期与指令流水、注意中断系统的工作机理为以后实践中从事底层开发提供良好的理论支持。重点：中断系统的工作机理；难点：CPU时钟周期德育：积极向上、自主学习6讲授式启发式课程目标1课程目标2课程目标38控制单元理解计算机微程序工作流程培养控制逻辑设计的能力。重点：微指令和机器指令难点：微码表和微处理流程德育：积极向上、自主学习、团队合作4讲授式启发式课程目标1课程目标2课程目标3合计48序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1实验仪介绍实验要求：必修。实验内容：掌握DVCC组成实验仪的使用方法2综合课程目标1课程目标22运算器实验实验要求：必修。实验内容：1）掌握简单运算器数据传送通路。2）验证运算器功能发生器（74LS181）的组合功能。。4设计课程目标1课程目标23移位控制实验实验要求：必修实验内容：1）验证移位控制的组合功能；掌握移位操作的微控信号及数据通路。2）掌握移位操作的微控信号及数据通路。。4设计课程目标1课程目标24存储器读写实验实验要求：必修实验内容：1）掌握主存储器的构成和工作特性。2）掌握读和写主存储器的方法和步骤。3）掌握用总线控制数据传送的方法4）熟悉存储器读写操作的微控信号4综合课程目标1课程目标35微码装入和执行实验要求：必修实验内容：1）掌握时序产生器、微控制器的工作原理。2）掌握微程序的编制、装入、执行方法，观测微程序的运行过程。6设计课程目标1课程目标36简单模型机设计与实现实验要求：必修实验内容：1）构造一台基本模型计算机。2）弄清指令与微指令的关系；程序与微程序的关系12设计课程目标1课程目标3合计32四、课程教学方法集中讲授、小组讨论、在线教学等教学方式五、学业评价和课程考核课程考核注重过程性评价和期末考核综合多元评价，考核内容由平时作业、实验报告和期末考试组成，均按百分制记分，其中平时成绩占20%、实验报告成绩占20%、期末考试成绩占60%。（一）考核方式及具体要求序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业4106202实验报告4106203期末考试12301860课程目标对应分值205030100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析计算机领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析计算机领域相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对计算机领域相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对计算机领域相关专业问题进行识别、分析。2实验报告考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分实验报告按时完成，90%以上的实验报告内容齐全，实验内容理解、掌握到位、实验结果正确。按时完成，70%以上的实验报告内容齐全，实验内容理解、掌握比较到位、实验结果比较正确按时完成，60%以上的实验报告内容齐全，实验内容理解、掌握基本到位、实验结果基本正确按时完成，90%以上的实验报告内容不太齐全，实验内容理解模糊、掌握有偏差、实验结果有错误3.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《计算机组成原理(第五版)》，白中英，戴志涛主编，科学出版社，2015年12月1日；2．《计算机组成原理（第二版）》，唐朔飞主