【计算机组成原理】教学大纲

课程编号

课程英文名称：Computer Organization

总学时：72

实习学时：12

学分数：

一、课程目的与要求

《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业核心课程。以层次结构的观点和信息加工处理为主线讨论计算机的基本结构和工作原理；计算机硬件系统中各功能部件的原理，设计方法和互连技术。

通过本课程的学习，要求学生对计算机硬件系统有全面、深刻地认识，提高计算机应用的开发能力，掌握基础理论知识和关键技术。

本课程总学时为72，讲授54课时，实验18课时

二、课程内容与学时分配

第一章 计算机系统概述（4学时）

[基本内容]

讲述计算机的基本组织；层次结构；计算机的发展应用。

[具体要求]

1． 熟练掌握计算机的组成，冯·诺依曼计算机的特点和工作原理；

2． 掌握软、硬件的概念，计算机的层次结构，固件的概念、虚拟机的概念；

3． 了解计算机的发展。

[重点与难点]

计算机的层次结构，固件的概念、虚拟机的概念；冯·诺依曼计算机的特点和工作原理。

第二章 计算机中数据信息的表示（2学时）

[基本内容]

讲述计算机中的数据表示；数据校验。

[具体要求]

1． 熟练掌握定点和浮点表示法；

2． 掌握字符数据及十进制数串的表示方法；

3． 了解奇偶校验的原理。

[重点与难点]

浮点数表示法，校验原理。

第三章 指令系统（2学时）

[基本内容]

讲述指令系统的设计原则；指令格式；寻址方式；操作码扩展技术；精简指令系统。

[具体要求]

1． 掌握计算机指令系统的基本设计方法；

2． 了解RISC和CISC的定义和特点。

[重点与难点]

寻址方式；寻址范围；哈夫曼编码；指令系统的设计。

第四章 运算方法和运算器（12学时）

[基本内容]

讲述运算方法，各种运算器及数据通路。

[具体要求]

1． 熟练掌握定点数的运算方法；

2． 掌握浮点数的运算及运算器的组成原理。

[重点与难点]

定点数的算术运算，运算器的原理与组成

第五章 存储系统（12学时）

[基本内容]

讲述存储系统的分层结构及各层所用的存储器、存取方式和性能；主存储器的逻辑设计、主存与CPU之间的连接；高速缓存与虚拟存储器的地址映象。

[具体要求]

1． 掌握存储体系结构，主存与辅存的构成及工作原理；

2． 会设计主存储器；

3． 熟悉多体交叉存储、高速缓冲存储、虚拟存储、相联存储及存储保护技术。

[重点与难点]

主存储器的扩展及与CPU的连接实现。

第六章 中央处理器（12学时）

[基本内容]

讲述控制器的时序系统；控制方式；CPU的数据通路；组合逻辑控制器及微程序控制器的设计。

[具体要求]

1． 熟悉控制器的控制原理及数据通路对微操作序列的影响；

2． 掌握组合逻辑控制器与微程序控制器的设计方法。

[重点与难点]

指令执行的流程图及相应的微操作序列，微命令的分段直接编码，微地址的设计技术。

第七章 外围设备（10学时）

[基本内容]

讲述几种典型的I/O设备。

[具体要求]

1． 掌握磁盘表面存储器工作原理，磁盘容量、数据传输率、平均等待时间等的计算，磁盘的地址格式，显存的计算；

2． 了解光盘存储器、键盘、鼠标、显示器、字符打印机的工作原理；

[重点与难点]

字符打印机的工作原理；磁表面存储器的相关计算。