第一篇：《計(jì)算機(jī)組成原理》教學(xué)大綱要點(diǎn)

《計(jì)算機(jī)組成原理》教學(xué)大綱

本門課程的教學(xué)目標(biāo)和要求：

《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成、計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示方法、計(jì)算機(jī)各硬件部件的功能和工作原理等，為學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)課打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。要求學(xué)生：

1.從總體上了解計(jì)算機(jī)硬件、軟件、計(jì)算機(jī)主要部件的基本概念； 2.掌握計(jì)算機(jī)中各種數(shù)據(jù)的表示方法； 3.掌握運(yùn)算器的功能、組成和工作原理；

4.掌握廣泛使用的各類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的工作原理和特性、主存儲(chǔ)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、多級(jí)存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)；

5.掌握CPU的組成、CPU各個(gè)部件在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中的作用、如何實(shí)現(xiàn)各條指令的功能；

6.掌握指令的格式、常見的尋址方式和指令的主要類型； 7.掌握總線的概念、特性和幾種常用的總線標(biāo)準(zhǔn)；

8.掌握幾種基本的信息交換方式和常用的外圍設(shè)備的工作原理。

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：

本課程重點(diǎn)是：運(yùn)算方法和運(yùn)算器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、中央處理器。本課程難點(diǎn)是：存儲(chǔ)系統(tǒng)和中央處理器。

教學(xué)對(duì)象：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科大學(xué)生。教學(xué)方式：采用多媒體教學(xué)。教學(xué)時(shí)數(shù)：60學(xué)時(shí)。教學(xué)具體內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：

第一章 概論（2學(xué)時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)和要求：

通過學(xué)習(xí)本章，使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)硬件、軟件的概念和計(jì)算機(jī)的基本組成，從總體上認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)。要求學(xué)生：

1.了解計(jì)算機(jī)的分類和應(yīng)用領(lǐng)域； 2.了解計(jì)算機(jī)硬件的概念和基本組成； 3.了解計(jì)算機(jī)層次結(jié)構(gòu)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：

本章重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)硬件、軟件的概念和計(jì)算機(jī)的基本組成。無難點(diǎn)。

教學(xué)方式：課堂講授2學(xué)時(shí)。

第一節(jié) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡介（0.5學(xué)時(shí)）

一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡介 計(jì)算機(jī)軟件、硬件概念。

二、計(jì)算機(jī)層次結(jié)構(gòu) 將計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)。

第二節(jié) 計(jì)算機(jī)的基本組成（1學(xué)時(shí)）

一、數(shù)字計(jì)算機(jī)的硬件組成 介紹數(shù)字計(jì)算機(jī)的基本組成。

二、計(jì)算機(jī)的工作步驟 介紹數(shù)字計(jì)算機(jī)的工作步驟。

第三節(jié) 計(jì)算機(jī)硬件的主要技術(shù)指標(biāo)（0.5學(xué)時(shí)）

計(jì)算機(jī)硬件的主要技術(shù)指標(biāo)。復(fù)習(xí)與思考題：

1.數(shù)字計(jì)算機(jī)如何分類？ 2.數(shù)字計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用有哪些？ 3.數(shù)字計(jì)算機(jī)的主要組成部分有哪些？ 4.計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件包括哪幾類？

第二章 總線系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)和要求：

通過學(xué)習(xí)本章，使學(xué)生掌握總線的概念和基本技術(shù)，掌握當(dāng)前流行的PCI總線的結(jié)構(gòu)。要求學(xué)生：

1.掌握總線的特性和性能指標(biāo)；

2.掌握單機(jī)系統(tǒng)中總線結(jié)構(gòu)的基本類型； 3.掌握總線傳送信息的方式； 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： 本章重點(diǎn)：

1.總線的特性和性能指標(biāo)； 2.總線的仲裁方式和定時(shí)方式； 本章難點(diǎn)：總線的仲裁方式和定時(shí)方式。教學(xué)方式：課堂講授2學(xué)時(shí)。

第一節(jié) 總線的概念（1學(xué)時(shí)）

一、總線的基本概念 介紹總線的特性和總線帶寬。

二、總線的連接方式

介紹單機(jī)系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)的三種類型。

三、總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響

介紹總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)的最大存儲(chǔ)容量、指令系統(tǒng)和吞吐量的影響。

第二節(jié) 總線分類（1學(xué)時(shí)）

介紹片內(nèi)總線、系統(tǒng)總線、通信總線。復(fù)習(xí)與思考題：

1.總線的特性有哪些？如何計(jì)算總線帶寬？ 2.片內(nèi)總線、系統(tǒng)總線、通信總線區(qū)別。

第三章 運(yùn)算方法和運(yùn)算器（16學(xué)時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)和要求：

通過學(xué)習(xí)本章，使學(xué)生掌握各種數(shù)據(jù)、字符在計(jì)算機(jī)中的表示方法，掌握運(yùn)算器的功能、組成和工作原理。要求學(xué)生：

1.掌握定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符和漢字的表示方法，數(shù)的機(jī)器碼表示； 2.掌握定點(diǎn)加、減法運(yùn)算、定點(diǎn)乘除法運(yùn)算、浮點(diǎn)加、減法運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方法；

3.掌握定點(diǎn)運(yùn)算器、浮點(diǎn)運(yùn)算器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： 本章重點(diǎn)：

1.定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)的表示方法、數(shù)的機(jī)器碼表示； 2.定點(diǎn)加減法運(yùn)算、定點(diǎn)乘除法運(yùn)算、浮點(diǎn)加減法運(yùn)算； 3.定點(diǎn)運(yùn)算器。

本章難點(diǎn)：定點(diǎn)乘除法運(yùn)算、浮點(diǎn)加減法運(yùn)算。教學(xué)方式：課堂講授14學(xué)時(shí)，習(xí)題課2學(xué)時(shí)。

第一節(jié) 無符號(hào)數(shù)和有符號(hào)數(shù)（1學(xué)時(shí)）

一、無符號(hào)數(shù) 介紹無符號(hào)數(shù)表示法

二、有符號(hào)數(shù) 介紹無符號(hào)數(shù)表示法 第二節(jié) 數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示（2學(xué)時(shí)）

一、數(shù)的定點(diǎn)表示 介紹數(shù)的定點(diǎn)表示。

二、數(shù)的浮點(diǎn)表示 介紹數(shù)的浮點(diǎn)表示。

第三節(jié) 定點(diǎn)運(yùn)算（8學(xué)時(shí)）

一、補(bǔ)碼加法 介紹補(bǔ)碼加法公式。

二、補(bǔ)碼減法 介紹補(bǔ)碼減法公式。

三、溢出概念與檢測方法

介紹溢出的概念、溢出的兩種檢測方法：雙符號(hào)位法和單符號(hào)位法。

四、基本的二進(jìn)制加法/減法器 介紹行波進(jìn)位的補(bǔ)碼加法/減法器。

五、原碼乘法

介紹原碼乘法運(yùn)算過程。

六、原碼除法

介紹原碼除法運(yùn)算過程。

第四節(jié) 浮點(diǎn)四則運(yùn)算（2學(xué)時(shí)）

一、浮點(diǎn)加法、減法運(yùn)算

介紹浮點(diǎn)加、減法運(yùn)算的操作過程。

二、浮點(diǎn)乘法、除法運(yùn)算

介紹浮點(diǎn)乘法、除法運(yùn)算規(guī)則和浮點(diǎn)乘、除法運(yùn)算步驟。

第五節(jié) 算術(shù)邏輯單元（1學(xué)時(shí)）

一、邏輯運(yùn)算

介紹邏輯非運(yùn)算、邏輯加運(yùn)算、邏輯乘運(yùn)算和邏輯異或運(yùn)算。

二、多功能算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元

介紹多功能算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元ALU的基本思想、邏輯表達(dá)式，還介紹了ALU芯片74181和先行進(jìn)位發(fā)生器74182的邏輯電路。

復(fù)習(xí)與思考題：

1.已知一個(gè)數(shù)的原碼，如何求它的補(bǔ)碼？ 2.試說明乘法器原理。

3.試說明不恢復(fù)余數(shù)陣列除法器的工作原理。4.試說明多功能算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元的基本思想。5.試說明浮點(diǎn)加、減法運(yùn)算的操作過程。

第四章 存儲(chǔ)系統(tǒng)（10學(xué)時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)和要求：

通過學(xué)習(xí)本章，使學(xué)生掌握各類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的工作原理和特性、主存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)充方法、多級(jí)存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)。要求學(xué)生：

1.掌握主存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)；

2.掌握靜態(tài)MOS存儲(chǔ)器、SRAM的結(jié)構(gòu)和工作原理； 3.掌握動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器，EPROM的工作原理； 4.掌握SRAM、EPROM與CPU連接的方法；

5.掌握Cache的工作原理、主存與Cache的地址映射方式； 教學(xué)重點(diǎn)遇難點(diǎn)： 本章重點(diǎn)：

1.各類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的工作原理； 2.主存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)充方法； 3.虛擬存儲(chǔ)器；

4.多級(jí)存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)。本章難點(diǎn)：

1.主存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)充方法； 2.虛擬存儲(chǔ)器。

教學(xué)方式：課堂講授8學(xué)時(shí)，習(xí)題課2學(xué)時(shí)。

第一節(jié) 存儲(chǔ)器概述（1學(xué)時(shí)）

一、存儲(chǔ)器分類

介紹存儲(chǔ)器的作用和存儲(chǔ)器的五種分類方法。

二、存儲(chǔ)器的分級(jí)結(jié)構(gòu)

介紹多級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)和每級(jí)存儲(chǔ)器的職能。

三、主存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo) 介紹主存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)。

第二節(jié) 主存儲(chǔ)器（4學(xué)時(shí)）

一、SRAM存儲(chǔ)器

主要介紹SRAM存儲(chǔ)器的原理、SRAM存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)、SRAM存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接方式。

二、DRAM存儲(chǔ)器

介紹DRAM存儲(chǔ)元的工作原理、DRAM存儲(chǔ)器芯片和DRAM的刷新。

三、主存儲(chǔ)器與CPU的連接

第三節(jié) Cache存儲(chǔ)器（2學(xué)時(shí)）

一、Cache基本原理

介紹Cache的功能、工作原理、Cache的命中率。

二、主存與Cache的地址映射

介紹三種映射方式：全相聯(lián)映射、直接映射和組相聯(lián)映射。

三、替換策略 介紹常用的三種替換算法。

四、Cache的寫操作策略 介紹三種寫操作策略。

五、奔騰PC機(jī)的Cache 奔騰PC機(jī)采用兩極Cache結(jié)構(gòu)，集成在CPU內(nèi)的是一級(jí)Cache，安裝在主板上的是二級(jí)Cache。

第四節(jié) 輔助存儲(chǔ)器（1學(xué)時(shí)）

一、硬盤的原理 介紹硬盤的儲(chǔ)存原理。

復(fù)習(xí)與思考題：

1.在設(shè)計(jì)主存儲(chǔ)器時(shí)，如何將存儲(chǔ)器芯片與CPU連接？ 2.在三級(jí)存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)中，各級(jí)存儲(chǔ)器的職能是什么？ 3.主存與Cache的地址映射方式有那三種？ 4.試說明段頁式虛擬存儲(chǔ)器地址變換過程。

第五章 指令系統(tǒng)（7學(xué)時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)和要求：

通過學(xué)習(xí)本章，使學(xué)生掌握指令的格式、地址碼的結(jié)構(gòu)、指令和數(shù)據(jù)的尋址方式、指令的類型，為下一章分析CPU的組織打下基礎(chǔ)。要求學(xué)生：

1.掌握指令的格式和地址碼的結(jié)構(gòu)； 2.掌握指令和數(shù)據(jù)的尋址方式； 3.掌握堆棧的概念和兩種堆棧的結(jié)構(gòu)； 4.掌握指令的分類； 5.掌握精簡指令系統(tǒng)的特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：

本章重點(diǎn)：指令的格式、地址碼的結(jié)構(gòu)和尋址方式。本章無難點(diǎn)。

教學(xué)方式：課堂講授6學(xué)時(shí)，習(xí)題課1學(xué)時(shí)。

第一節(jié) 機(jī)器指令（0.5學(xué)時(shí)）

一、機(jī)器指令格式 介紹機(jī)器指令格式。

二、機(jī)器指令字長 介紹機(jī)器指令字長。

第二節(jié) 操作數(shù)類型和操作類型（1.5學(xué)時(shí)）

一、操作數(shù)類型

二、操作類型

第三節(jié) 指令和數(shù)據(jù)的尋址方式（3學(xué)時(shí)）

一、指令的尋址方式

指令的尋址方式有兩種：一種是順序?qū)ぶ贩绞?，另一種是跳躍尋址方式。

二、操作數(shù)的尋址方式 介紹了九種尋址方式。

三、尋址方式舉例

第四節(jié) RISC和CISC（1學(xué)時(shí)）

一、RISC介紹 介紹RISC概念。

二、CISC介紹 介紹CISC概念。復(fù)習(xí)與思考題：

1.試說明指令操作碼、地址碼的功能和地址碼的結(jié)構(gòu)。2.試說明操作數(shù)的尋址方式有哪幾種。3.試說明存儲(chǔ)器堆棧進(jìn)棧和出棧的操作過程。

第六章 中央處理器（23學(xué)時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)和要求：

通過學(xué)習(xí)本章，使學(xué)生掌握CPU的功能和邏輯組成，從指令流程和微操作命令序列這兩個(gè)層次上懂得計(jì)算機(jī)是如何工作的。要求學(xué)生：

1.掌握CPU的功能和基本組成； 2.掌握指令的執(zhí)行過程； 3.掌握微程序控制器的工作原理； 4.掌握機(jī)器指令與微指令的關(guān)系； 5.掌握微程序設(shè)計(jì)技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：

本章重點(diǎn)：CPU的功能和基本組成；微程序控制器的工作原理；微程序設(shè)計(jì)技術(shù)。

本章難點(diǎn)：微程序設(shè)計(jì)技術(shù)。

教學(xué)方式：課堂講授19學(xué)時(shí)，習(xí)題課4學(xué)時(shí)。

第一節(jié) CPU的功能和結(jié)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）

一、CPU的功能

介紹CPU四個(gè)方面的功能。

二、CPU的基本組成

介紹控制器、運(yùn)算器的組成和功能。

三、CPU中的主要寄存器 介紹CPU中六類寄存器的作用。

四、操作控制器與時(shí)序產(chǎn)生器

操作控制器有三種類型，其作用是在各寄存器之間建立數(shù)據(jù)通路；時(shí)序產(chǎn)生器的作用是對(duì)各種操作實(shí)施時(shí)間上的控制。

第二節(jié) 指令周期（2學(xué)時(shí)）

一、指令周期的基本概念

介紹指令周期的概念和指令周期、CPU周期、時(shí)鐘周期三者之間的關(guān)系。

二、CLA指令的指令周期

CLA是一條非訪內(nèi)指令，分析這條指令的執(zhí)行過程。

三、ADD指令的指令周期

ADD是一條訪內(nèi)存指令，分析這條指令的執(zhí)行過程。

四、STA指令的指令周期

STA是一條訪問內(nèi)存的存數(shù)指令，分析這條指令的執(zhí)行過程。

五、NOP指令和JMP指令的指令周期 分析NOP指令和JMP指令的執(zhí)行過程。

六、用方框圖語言表示指令周期

介紹如何用方框圖語言來表示機(jī)器指令的周期。

第三節(jié) 指令流水（2學(xué)時(shí)）

一、指令流水原理

二、影響流水線性能因素

第四節(jié) 中斷系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）

中斷系統(tǒng)工作過程。

第五節(jié) 控制單元的功能（4學(xué)時(shí)）

一、微操作命令的分析

介紹取指令周期、間址周期、執(zhí)行周期、中斷周期

二、控制單元的功能

介紹控制單元特性、控制方式。

第六節(jié) 控制單元的設(shè)計(jì)（5學(xué)時(shí)）

一、微程序設(shè)計(jì)思想

二、微程序控制單元工作原理

三、微指令的編碼方式

四、微指令格式

微指令格式大體上分為兩類：水平型微指令和垂直型微指令。介紹了每種微指令的格式。

第七節(jié) 控制單元的設(shè)計(jì)舉例（2學(xué)時(shí)）

微程序設(shè)計(jì)舉例。

復(fù)習(xí)與思考題：

1.試說明CPU的功能和基本組成。

2.試說明微命令、微操作、微指令和微程序的概念。3.微程序控制器由哪三部分組成？每部分的作用是什么？ 4.試說明機(jī)器指令與微指令的關(guān)系。5.微命令編碼有哪幾種方法？

參考文獻(xiàn)：

1.王愛英,《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》,第二版,清華大學(xué)出版社,1996 2.俸遠(yuǎn)禎,《計(jì)算機(jī)組成原理》,修訂本,電子工業(yè)出版社,1997 3.王誠等,《計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)》, 第二版,清華大學(xué)出版社,2004

第二篇：計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)大綱

教 學(xué) 大 綱

第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

教學(xué)內(nèi)容

一、計(jì)算機(jī)的分類與應(yīng)用

二、計(jì)算機(jī)的硬件組成

三、計(jì)算機(jī)的軟件

四、計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)

第二章 運(yùn)算方法和運(yùn)算器

一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）掌握數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示

（二）掌握定點(diǎn)運(yùn)算方法

（三）了解定點(diǎn)運(yùn)算器

（四）了解浮點(diǎn)運(yùn)算方法及浮點(diǎn)運(yùn)算器

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

計(jì)算機(jī)中數(shù)的四種機(jī)器碼表示、數(shù)據(jù)格式（定點(diǎn)與浮點(diǎn)）、字符與漢字的表示方法、奇偶校驗(yàn)、定點(diǎn)加減運(yùn)算、定點(diǎn)與浮點(diǎn)的溢出檢測

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）數(shù)據(jù)格式

（二）四種機(jī)器碼表示

（三）非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示

（四）定點(diǎn)運(yùn)算和定點(diǎn)運(yùn)算器

（五）浮點(diǎn)運(yùn)算方法

（六）浮點(diǎn)運(yùn)算流水線和浮點(diǎn)運(yùn)算器

第三章 存儲(chǔ)系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）了解存儲(chǔ)器的基本概念

（二）掌握SRAM與DRAM的組成及工作原理

（三）了解只讀存儲(chǔ)器的特點(diǎn)

（四）掌握提高存儲(chǔ)器速度的方法

（五）掌握cache的工作原理，了解pentium PC機(jī)的cache

（六）了解虛擬存儲(chǔ)器的原理及分類

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

存儲(chǔ)器的分級(jí)結(jié)構(gòu)、SRAM與DRAM特點(diǎn)、字位擴(kuò)展、DRAM的刷新、Cache原理、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）存儲(chǔ)器的分類、分級(jí)結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)指標(biāo)

（二）SRAM（組成、特點(diǎn)）

（三）DRAM（特點(diǎn)、刷新）

（四）CPU與存儲(chǔ)器的連接（字位擴(kuò)展）

（五）CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫操作

（六）EDRAM

（七）只讀存儲(chǔ)器（特點(diǎn)、分類），閃速存儲(chǔ)器（特點(diǎn)、應(yīng)用）

（八）高速存儲(chǔ)器（原理）

（九）Cache

（十）虛擬存儲(chǔ)技術(shù)

第四章 指令系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）了解指令系統(tǒng)的基本概念及性能要求

（二）掌握指令格式

（三）掌握指令和數(shù)據(jù)的尋址方式（包括堆棧尋址方式）

（四）了解指令的分類及基本指令系統(tǒng)，掌握精簡指令系統(tǒng)的特點(diǎn)

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

指令格式、指令尋址方式、操作數(shù)尋址方式

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）指令系統(tǒng)的基本概念

（二）指令格式

（三）指令尋址方式

（四）數(shù)據(jù)尋址方式

（五）堆棧尋址方式

（六）指令的分類

（七）RISC與CISC

第五章 中央處理器

一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）掌握中央處理器的功能和組成

（二）了解指令周期的概念

（三）了解計(jì)算機(jī)中時(shí)序信號(hào)的作用和體制，掌握時(shí)序控制方式

（四）了解控制器的分類、原理和技術(shù)

（五）掌握流水CPU的結(jié)構(gòu)及相關(guān)問題，了解奔騰CPU的流水結(jié)構(gòu)

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

CPU的功能、CPU的基本組成、CPU中的主要寄存器、指令周期、時(shí)序信號(hào)的作用、微程序控制器與微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）CPU的功能

（二）CPU的組成（基本組成、主要寄存器）

（三）指令周期

（四）時(shí)序產(chǎn)生器的作用和控制方式

（五）微程序控制器（微程序概念、原理、機(jī)器指令與微指令的關(guān)系）

（六）微程序設(shè)計(jì)技術(shù)（微指令格式）

（七）硬布線控制器（基本思想）

（八）流水CPU

第六章 總線系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）了解總線的基本概念及作用

（二）掌握接口的概念及作用

（三）掌握總線的總裁和定時(shí)方式

（四）了解多總線結(jié)構(gòu)和PCI的特點(diǎn)

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響、總線接口、信息的傳送方式、總線的總裁方式

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響

（二）總線接口（基本概念、功能）

（三）總線的仲裁、定時(shí)方式

第七章 外圍設(shè)備

一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）了解外圍設(shè)備的功能和分類

（二）掌握顯示設(shè)備的分類及有關(guān)概念

（三）了解打印設(shè)備的分類

（四）掌握硬磁盤存儲(chǔ)設(shè)備的工作原理、技術(shù)指標(biāo)

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

顯示設(shè)備的分類與有關(guān)概念、硬磁盤存儲(chǔ)設(shè)備

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）外設(shè)的分類

（二）顯示設(shè)備

（三）打印設(shè)備

（四）硬磁盤存儲(chǔ)設(shè)備

第八章 輸入輸出系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）了解外圍設(shè)備的定時(shí)方式與信息交換方式

（二）掌握中斷的基本概念及工作方式

（三）掌握DMA傳送方式

（四）了解通道的功能及分類

二、重點(diǎn)難點(diǎn) 程序中斷方式的基本概念、DMA傳送方式

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）外圍設(shè)備的定時(shí)方式

（二）程序中斷方式（中斷的概念、中斷接口、中斷處理過程）

（三）DMA方式（DMA基本概念、傳送方式、分類）

（四）通道方式（功能、類型）

第三篇：計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱

計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱

實(shí)習(xí)名稱:計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì) 課程編碼:042219 學(xué) 分:3 實(shí)習(xí)周數(shù):3

適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

一、實(shí)習(xí)的目的與任務(wù)

通過該課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，利用先進(jìn)的EDA設(shè)計(jì)手段，總結(jié)計(jì)算機(jī)組成原理課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)會(huì)ISPEXPERT SYSTEM的使用、層次化設(shè)計(jì)方法、多路開關(guān)，邏輯運(yùn)算部件，移位器設(shè)計(jì)、微程序控制的運(yùn)算器設(shè)計(jì)、微程序控制的存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)、簡單計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)，從而鞏固課堂知識(shí)、深化學(xué)習(xí)內(nèi)容、完成教學(xué)大綱要求，學(xué)好計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。

二、實(shí)習(xí)教學(xué)的基本要求

1、參加課程設(shè)計(jì)的學(xué)生必須服從指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，遵守紀(jì)律，按時(shí)、按指導(dǎo)教師的要求獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。

2、每次設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師必須指導(dǎo)學(xué)生，并嚴(yán)格考勤。

三、實(shí)習(xí)內(nèi)容

1)實(shí)習(xí)地點(diǎn)：本課程設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)地點(diǎn)為計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室。2）實(shí)習(xí)內(nèi)容：

1：ISPEXPERT SYSTEM的使用：學(xué)會(huì)ISPEXPERT SYSTEM軟件的使用，然后利用此系統(tǒng)完成：一位全加器設(shè)計(jì)、并行八位寄存器設(shè)計(jì)，并形成.JED文件，下載到實(shí)驗(yàn)箱上，在實(shí)驗(yàn)箱上用開關(guān)驗(yàn)證。

2：層次化設(shè)計(jì)方法：學(xué)會(huì)層次化設(shè)計(jì)方法，利用該方法完成：同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、多位二進(jìn)制加法器，并形成.JED文件，下載到實(shí)驗(yàn)箱上，在實(shí)驗(yàn)箱上用開關(guān)驗(yàn)證

3：多路開關(guān)，邏輯運(yùn)算部件，移位器設(shè)計(jì)：完成多路開關(guān)、邏輯運(yùn)算部件，移位器設(shè)計(jì)為下面的運(yùn)算器、存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。

4：微程序控制的運(yùn)算器設(shè)計(jì)：按要求設(shè)計(jì)一個(gè)微程序控制的運(yùn)算器，輸入取數(shù)及運(yùn)算指令，單步執(zhí)行指令，得出結(jié)果。

5：微程序控制的存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)：按要求設(shè)計(jì)一個(gè)微程序控制的存儲(chǔ)器，按要求進(jìn)行操作，將數(shù)據(jù)存入指定單元，并將制定單元中的內(nèi)容讀出送寄存器。

6：簡單計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)：按要求設(shè)計(jì)一臺(tái)由簡單指令作為指令集的計(jì)算機(jī)，并用該簡單指令編寫一段程序，運(yùn)行該程序，得出正確結(jié)果。3）課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排

課程設(shè)計(jì)的時(shí)間歷經(jīng)3周，大致安排如下： 第一周：第一、第二個(gè)設(shè)計(jì)。第二周：第三、第四個(gè)設(shè)計(jì)。第三周：第五、第六個(gè)設(shè)計(jì)。

每完成一個(gè)設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)及時(shí)提交報(bào)告。

四、考核辦法

同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)前應(yīng)該認(rèn)真準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義和課堂上學(xué)到的知識(shí)寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，帶到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。

1、ISPEXPERT SYSTEM的使用

在本次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)ISPEXPERT SYSTEM軟件的使用，然后利用此系統(tǒng)完成： 〈１〉 一位全加器設(shè)計(jì)〈２〉 并行八位寄存器設(shè)計(jì)

并形成.JED文件，下載到實(shí)驗(yàn)箱上，在實(shí)驗(yàn)箱上用開關(guān)驗(yàn)證。評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.2分

完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.2分

完成一位全加器設(shè)計(jì)： 0.3分

完成八位并行寄存器設(shè)計(jì)：0.3分

2、層次化設(shè)計(jì)方法

在本次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)層次化設(shè)計(jì)方法，利用該方法完成： 〈１〉同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器〈２〉多位二進(jìn)制加法器

并形成.JED文件，下載到實(shí)驗(yàn)箱上，在實(shí)驗(yàn)箱上用開關(guān)驗(yàn)證 評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.2分

完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.2分

完成同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 0.3分

完成多位二進(jìn)制加法器 0.3分

3、多路開關(guān)，邏輯運(yùn)算部件，移位器設(shè)計(jì)

在本次實(shí)驗(yàn)中，完成多路開關(guān)、邏輯運(yùn)算部件，移位器設(shè)計(jì)為下面的運(yùn)算器、存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。

評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.2分 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.2分

完成多路開關(guān) 0.2分

完成邏輯運(yùn)算部件 0.2分

完成移位器 0.2分

4、微程序控制的運(yùn)算器設(shè)計(jì)

按要求設(shè)計(jì)一個(gè)微程序控制的運(yùn)算器，輸入取數(shù)及運(yùn)算指令，單步執(zhí)行指令，得出結(jié)果。

評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.3分

完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.3分

完成所要求的運(yùn)算器設(shè)計(jì) 0.45分

正確進(jìn)行操作并回答問題 0.45分

5、微程序控制的存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)

按按要求設(shè)計(jì)一個(gè)微程序控制的存儲(chǔ)器，按要求進(jìn)行操作，將數(shù)據(jù)存入指定單元，并將制定單元中的內(nèi)容讀出送寄存器。

評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.3分

完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.3分

完成所要求的存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 0.45分 正確進(jìn)行操作并回答問題 0.45分

6、簡單計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)

按要求設(shè)計(jì)一臺(tái)由簡單指令作為指令集的計(jì)算機(jī)，并用該簡單指令編寫一段程序，運(yùn)行該程序，得出正確結(jié)果。

評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.4分 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.4分

完成所要求的簡單計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì) 0.6分

正確進(jìn)行操作并回答問題 0.6分 實(shí)驗(yàn)結(jié)束由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，算出成績。

4.8分～5.5分 及格 5.6分～6.3分 中等 6.4分～7.1分 良好 7.2分以上 優(yōu)秀

五、主要參考書：計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

六、實(shí)習(xí)教學(xué)建議：

執(zhí)筆人：王海瑞 審定人：雷金輝 教學(xué)基層組織主任：雷金輝

第四篇：計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)大綱20100902

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)大綱

Computer Organization and Architecture

課程代碼：24100747

課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)理論課，必修 適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程

總學(xué)時(shí)數(shù)：72

執(zhí)

筆：陳平華

開課學(xué)期：4

總學(xué)分?jǐn)?shù)：4.5 編寫年月：2006年7月

修訂年月：2007年7月

一、課程的性質(zhì)和目的

本課程主要講授計(jì)算機(jī)的組成原理和內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，包括運(yùn)算器部件、控制器部件、存儲(chǔ)器子系統(tǒng)、輸入/輸出子系統(tǒng)（總線與接口等）與輸入/輸出系統(tǒng)設(shè)備的功能、組成、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、使用。

本課程以闡述計(jì)算機(jī)個(gè)部件工作原理和組成結(jié)構(gòu)為主，同時(shí)講述各部件間相互連接的方法，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成、運(yùn)行原理和設(shè)計(jì)方法。

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)一般組成原理與內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理，為學(xué)習(xí)本專業(yè)后繼課程打好基礎(chǔ)。

計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，組織課程內(nèi)容要有較高的起點(diǎn)，反映較為成熟和先進(jìn)的技術(shù)；應(yīng)注重硬件基礎(chǔ)知識(shí)和整機(jī)概念的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生硬件分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試的能力，為學(xué)習(xí)和從事計(jì)算機(jī)硬件研究和設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。

本課程實(shí)踐性較強(qiáng)，為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握，培養(yǎng)動(dòng)手能力，設(shè)一門計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)課于本課程配合。

二、課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配

第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論（3學(xué)時(shí)）

計(jì)算機(jī)的分類和應(yīng)用、計(jì)算機(jī)的硬件、計(jì)算機(jī)的軟件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。本章知識(shí)點(diǎn)為：存儲(chǔ)程序的概念、硬件的組成、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。第二章運(yùn)算方法和運(yùn)算器（12學(xué)時(shí)）

數(shù)據(jù)與文字的表示方法、定點(diǎn)加法、減法運(yùn)算、定點(diǎn)乘法運(yùn)算、定點(diǎn)除法運(yùn)算、定點(diǎn)運(yùn)算器的組成、浮點(diǎn)運(yùn)算方法和浮點(diǎn)運(yùn)算器。

本章知識(shí)點(diǎn)為：定點(diǎn)運(yùn)算方法、定點(diǎn)運(yùn)算器的組成、浮點(diǎn)運(yùn)算方法和浮點(diǎn)運(yùn)算器的組成。第三章存儲(chǔ)系統(tǒng)（14學(xué)時(shí)）

存儲(chǔ)器概述、隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器、高速存儲(chǔ)器、cache存儲(chǔ)器、虛擬存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器保護(hù)。

本章知識(shí)點(diǎn)為：存儲(chǔ)體系的基本原理、主存儲(chǔ)器容量擴(kuò)充的方法。第四章指令系統(tǒng)（10學(xué)時(shí)）

指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能要求、指令格式、指令和數(shù)據(jù)的尋址方式、堆棧尋址方式、典型指令。

本章知識(shí)點(diǎn)為：指令的一般格式、尋址方式。第五章中央處理器（14學(xué)時(shí)）

CPU的功能和組成、指令周期、時(shí)序產(chǎn)生器和控制方式、微程序控制器、微程序設(shè)計(jì)技術(shù)、硬布線控制器、傳統(tǒng)CPU、流水CPU、RISC CPU、多媒體CPU。頻CPU的功能和組成、指令周期、時(shí)序產(chǎn)生器和控制方式、微程序控制器、微程序設(shè)計(jì)技術(shù)、硬布線控制器、傳統(tǒng)CPU、流水CPU、RISC CPU、多媒體CPU。

本章知識(shí)點(diǎn)為：CPU的功能和基本組成，指令周期的概念，時(shí)序產(chǎn)生器的組成，微程序控制器及其設(shè)計(jì)技術(shù)，硬布線控制器的結(jié)構(gòu)。

第六章總線系統(tǒng)（5學(xué)時(shí)）

總線的概念和結(jié)構(gòu)形態(tài)、總線接口、總線的仲裁、定時(shí)和數(shù)據(jù)傳送模式、PCI總線、ISA總線和Futurebus+總線。

本章知識(shí)點(diǎn)為：總線接口、總線的仲裁、定時(shí)和數(shù)據(jù)傳送模式。第七章外圍設(shè)備（6學(xué)時(shí)）

外圍設(shè)備概述、顯示設(shè)備、輸入設(shè)備和打印設(shè)備、硬磁盤存儲(chǔ)設(shè)備、軟磁盤存儲(chǔ)設(shè)備、磁帶存儲(chǔ)設(shè)備、光盤存儲(chǔ)設(shè)備。

本章知識(shí)點(diǎn)為：顯示設(shè)備、硬磁盤存儲(chǔ)設(shè)備、軟磁盤存儲(chǔ)設(shè)備的基本原理。第八章外圍設(shè)備（6學(xué)時(shí)）

外圍設(shè)備的定時(shí)方式與信息交換方式、程序中斷方式、DMA方式、通道方式、通用I/O標(biāo)準(zhǔn)接口。

本章知識(shí)點(diǎn)為：程序中斷方式、DMA方式的基本工作原理。

三、課程教學(xué)的基本要求

本課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，理論性較強(qiáng)，是本專業(yè)的理論基礎(chǔ)課程。在教學(xué)方法上，采用課前預(yù)習(xí)，課堂講授，課后自學(xué)，課堂討論等教學(xué)形式。

(一)課前預(yù)習(xí)

本課程是學(xué)生較早進(jìn)入的專業(yè)課程，為使學(xué)生盡快適應(yīng)專業(yè)課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生做好充分的預(yù)習(xí)，避免學(xué)生面對(duì)大量的課程內(nèi)容和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用無法適應(yīng)。

(二)課堂講授

本課程屬專業(yè)基礎(chǔ)理論課程，在教學(xué)中要求同學(xué)重點(diǎn)掌握基本概念、基本方法和基本規(guī)律，要著重培養(yǎng)學(xué)生理解理論的能力，在課程內(nèi)容方面既要保持理論的系統(tǒng)性，又要注意聯(lián)系實(shí)際，并且重視技術(shù)科學(xué)的一般方法學(xué)的培養(yǎng)。

（三）課后自學(xué)

為了培養(yǎng)學(xué)生整理歸納，綜合分析和處理問題的能力，每章都安排一部分內(nèi)容，課上教師只給出自學(xué)提綱，不作詳細(xì)講解，課后學(xué)生自學(xué)。

（四）課堂討論 課堂討論的目的是活躍學(xué)習(xí)氣氛，開拓思路。教師應(yīng)認(rèn)真組織，安排重點(diǎn)發(fā)言，充分調(diào)動(dòng)每一名同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，做好總結(jié)。

（五）習(xí)題課

習(xí)題課以典型例題分析為主，并適當(dāng)安排開闊思路及綜合性的練習(xí)及討論。

（六）課外作業(yè)

課外作業(yè)的內(nèi)容選擇基于對(duì)基本理論的理解和鞏固，培養(yǎng)綜合計(jì)算和分析、判斷能力。

（七）平時(shí)測驗(yàn)

為及時(shí)了解教學(xué)情況，教師可適當(dāng)安排平時(shí)課堂測驗(yàn)，每次測驗(yàn)不超過30分鐘。

（八）考試

考試采用閉卷方式，考試范圍應(yīng)涵蓋所有講授及自學(xué)的內(nèi)容，考試內(nèi)容應(yīng)能客觀反映出學(xué)生對(duì)本門課程主要概念的記憶、掌握程度，對(duì)有關(guān)理論的理解、掌握及綜合運(yùn)用能力。試題包括基本概念，基本理論，分析計(jì)算，題型可采用填空，判斷，計(jì)算，畫圖，簡答，分析等方式。

總評(píng)成績：一般情況下，課外作業(yè)、平時(shí)測驗(yàn)占20%，期末閉卷考試占80%；特殊情況下，課外作業(yè)、平時(shí)測驗(yàn)可提高到30%。

四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工

先修課程：電路與電子技術(shù)、數(shù)字邏輯

后續(xù)課程：匯編語言、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、接口與通訊、單片機(jī)原理

五、建議教材及教學(xué)參考書

［1］白中英主編，《計(jì)算機(jī)組成原理》，科學(xué)出版社，2001年出版 ［2］王愛英主編，《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》，清華大學(xué)出版社，2004年出版

第五篇：計(jì)算機(jī)組成原理

《計(jì)算機(jī)組成原理》實(shí)驗(yàn)任務(wù)

計(jì)

識(shí)。算機(jī)原理是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門重點(diǎn)科，在計(jì)算機(jī)硬件的各個(gè)領(lǐng)域中運(yùn)會(huì)用到計(jì)算計(jì)原理的有關(guān)知

本實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目的和要求是使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)手段掌握計(jì)算機(jī)硬件的組成與設(shè)計(jì)、制造﹑調(diào)試﹑制造﹑維護(hù)等多方面的技能同時(shí)訓(xùn)練動(dòng)手的能力，也使學(xué)生系統(tǒng)科學(xué)地受到分析問題和解決問題的訓(xùn)練.