《计算机组成原理》课程教学大纲.docx

《计算机组成原理》教学大纲 一、课程概述 课程名称 计算机组成原理 英文名称 Principles of Computer Organization 课程性质 工程技术基础 课程代码总学时 64学时 理论48学时+实验16学时 学分 3.5 开课学期 第五学期 先修课程 电路与电子技术 数字电路与逻辑设计 适用专业 网络工程 开课单位 计算机与电气工程学院 二、课程简介 本课程是“计算机科学与技术”、“软件工程”和“网络工程”等专业学生的一门核心专业基础课，是全国研究生入学考试的必考课程，在整个学科体系中起着承上启下的作用。课程基于单处理器计算机系统讲解硬件系统中各部件的组成结构、工作原理、设计思路、逻辑实现方法及相关关系，使学生掌握计算机系统的层次化结构概念、数据通路概念以及数据流和控制流两大信息流在机内的有序流动，弄清硬件与软件之间的接口界面，最终建立一个完整的计算机系统的整机概念，从而培养学生对计算机硬件系统的分析、设计能力，提高学生的创新能力，为后续课程的学习准备必要的底层硬件和计算机系统方面的基础知识。课程的工程性、实践性和技术性比较强，因此，课程强调通过实践环节的训练，培养学生的工程实践能力。 三、课程目标 课程目标 1：了解计算机系统的发展、硬件基本组成、工作过程和计算机硬件的主要技术指标，建立完整清晰地整机概念并能对系统性能进行评价。（支撑毕业要求指标点1.4） 课程目标 2：理解计算机系统中数据、字符等信息的表示方式以及数据的运算方法，能够对数据的不同表示方式在表示范围、精度以及转换效率方面进行分析。（支撑毕业要求指标点2.3） 课程目标 3：通过运算器设计、存储器设计、控制器设计理论和实验学习，培养学生运用所学的电路分析、数字逻辑电路、计算机组成原理等课程知识对任务进行分析，并根据分析结果测试并判断设计是否正确。（支撑毕业要求指标点3.2） 课程目标 4：通过在模型机上设计指令系统并执行典型指令构成的程序段，理解存储程序和程序控制以及指令流、数据流等重要概念，建立整机概念，培养选择合适的平台和工具，对设计方案进行仿真、测试和优化的能力。（支撑毕业要求指标点5.2） 四、课程目标对毕业要求指标点的支撑 表4-1 课程目标对毕业要求指标点的支撑 毕业要求 毕业要求指标点 课程目标 1 2 3 4 1工程知识 1.4 能将相关知识用于计算机应用系统解决方案的对比，并进行优化改进 M 2 问题分析 2.3 掌握国内外的发展现状，并了解解决问题可能存在的各种方案，能通过查阅相关资料，对复杂工程问题的解决方法进行有效表达； M 3设计/开发解决方案 3.2在需求分析基础上实现网络模块或协议算法分析与设计，并测试正确性，能根据结果进行评价 M 5使用现代工具 5.2 设计模拟数据，能使用合适的软硬件开发环境与工具对计算机应用系统领域复杂工程问题进行预测与仿真； H 注：分别用“H、M、L”对应表示“高、中、低”支撑。 五、教学内容、实施方法和手段 表5-1教学内容与进度要求 章节 小节内容 要求 具体要求 学生成果 目标 学时 第一章 计算机系统概论 1.1 计算机系统简介 认知 了解计算机系统软件硬件基本概念、层次结构 了解计算机系统的层次结构 1 2 1.2 计算机的基本组成 对冯?诺伊曼计算机基本组成概要的认识，初步认识计算机内部的工作过程。 了解计算机组成框图 1.3 计算机硬件的主要技术指标 了解计算机硬件的主要技术指标 如何评价系统性能 第二章 计算机的发展及应用 2.1 计算机的发展史 认知 了解计算机的产生、发展的简要历史，目前的应用领域和展望 了解计算机换“代”的依据、摩尔定律 1 2 2.2 计算机的应用 2.3 计算机的展望 第三章 系统总线 3.1 总线的基本概念 认知 总线概念、功能，信息传送方式（串行和并行） 了解总线概念、串行/并行通信 1 2 3.2 总线的分类 理解 区分片内总线、系统总线、通信总线 区分三类总线 1 3.3 总线特性及性能指标 分析 了解总线特性、性能指标及常用总线标准 会计算总线数据传输率、带宽 1 3.4 总线结构 认知 单总线、多总线结构，总线结构举例 了解总线的不同连接方式及特点 1 2 3.5 总线控制 理解 判优控制（链式查询、计数器定时查询、独立请求方式）和通信控制（同步、异步、半同步、分离式） 掌握总线判优控制和通信控制特点及原理 1 第四章 存储器 4.1 概述 理解 存储器分类，存储系统层次结构的概念，了解缓存-主存（提高速度）和主存-辅存层次（扩大容量）的作用 理解存储系统层次结构的原理和特点 3 1 4.2 主存储器 分析 半导体存储芯片的外特性以及与CPU的连接 会设计存储系统（字、位扩展） 3 3 4.3