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计算机组成与结构
Computer Organization and Architecture
【课程编号】1020216 【总学时数】48 【学 分 数】3 【适用专业】网络工程
【课程类别】专业必修课 【周学时数】4 【先修课程】
一、教学目标
通过本课程的教学，让学生从计算机的基本概念、基本组成及基本功能着手，对计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理进行讨论，使学生掌握有关软、硬件的基本知识，尤其是各基本组成部件有机连接构成整机系统的方法，为培养学生对计算机系统的分析、设计、开发和使用能力打下基础。
二、教学内容、要求及学时分配
第一章 计算机系统概论 学时：4 教学内容：
1.1 计算机与语言 1.2 计算机的硬件
1.3 计算机系统的层次结构 1.4 电子计算机的发展简史 1.5 计算机的应用 教学要求：
了解计算机的发展概况、现代计算机的特点；掌握计算机的组成及工作过程；理解计算机的分级及技术指标。
重点、难点：计算机的组成及工作过程，计算机的分级 实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体 第二章 计算机的逻辑部件 学时：4 教学内容：
2.1 三种基本逻辑操作及布尔代数的基本公式 2.2 逻辑函数的化简 2.3 逻辑门的实现
2.4 计算机中常用的组合逻辑电路 2.5 时序逻辑电路 2.6 阵列逻辑电路 教学要求：
掌握逻辑代数、门电路、组合逻辑电路的应用及设计；理解触发器、时序逻辑电路；了解阵列逻辑电路。重点、难点：逻辑代数、门电路、组合逻辑电路
实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体 第三章 运算方法和运算部件 学时：4 教学内容：
3.1 数据的表示方法和转换
3.2 带符号的二进制数据在计算机中的表示方法及加减运算 3.3 二进制乘法运算 3.4 二进制除法运算 3.5 浮点数的运算方法 3.6 运算部件 3.7 数据校验码 教学要求：
掌握各种进制及其转换、带符号二进制数在计算机中的表示方法及相互关系；掌握定点数，定点数的加、减、乘、除运算方法及相应的电路实现；
理解浮点数，浮点数的加、减、乘、除运算方法及相应的电路实现；了解数据校验的概念和方法。
重点、难点：进制及其转换，定点数的运算方法及相应的电路实现 实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体 第四章 主存储器 学时：6 教学内容：
4.1 主存储器分类
4.2 主存储器的主要技术指标 4.3 主存储器的基本操作 4.4 读/写存储器
4.5 非易失性半导体存储器 4.6 DRAM的研制与发展
4.7 半导体存储器的组成与控制 4.8 多体交叉存储器 4.9 编址方式
4.10 重叠与交叉存取控制 教学要求：
掌握存储器的功能及大致工作过程以及主存储系统中存在的问题及解决方案；理解主存的重要性、分类、技术指标、基本操作；掌握存储器的扩展。重点、难点：存储器的功能，工作过程
实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体 第五章 指令系统 学时：4 教学内容：
5.1 指令系统的发展 5.2 指令格式 5.3 数据表示 5.4 指令类型
5.5 指令系统的兼容性
5.6 精简指令系统计算机和复杂指令系统计算机 5.7 机器语言、汇编语言和高级语言 教学要求：
了解运算器、控制器结构的基础上，大致介绍指令的格式、种类及指令的执行过程；掌握指令格式、寻址方式、指令操作码的扩展技术。重点、难点：指令格式、寻址方式、指令操作码的扩展技术 实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体 第六章 中央处理部件CPU 学时：4 教学内容：
6.1 计算机的硬件系统 6.2 控制器的组成6.3 微程序控制计算机的基本工作原理 6.4 微程序设计技术 6.5 硬布线控制的计算机 6.6 控制器的控制方式 6.7 流水线工作原理 6.8 CPU举例
6.9 计算机的加电及控制过程 教学要求：
理解控制器的功能、组成，指令的执行过程；掌握微控制器的工作原理、设计技术；了解控制器的控制方式。
重点、难点：微控制器的工作原理、设计技术
实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体 第七章 存储系统 学时：6 教学内容：
7.1 存储系统的层次结构
7.2 高速缓冲存储器（cache）7.3 虚拟存储器 7.4 相联存储器 7.5 存储保护 教学要求：
了解存储系统的层次结构，相联存储器，存储保护；理解高速缓冲存储器，虚拟存储器。
重点、难点：高速缓冲存储器，虚拟存储器。
实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体 第八章 辅助存储器 学时：4 教学内容：
8.1 辅助存储器的种类与技术指标 8.2 磁记录原理与记录方式 8.3 硬磁盘存储器 8.4 软件磁盘存储器 8.5 磁带存储器 8.6 光盘存储器
8.7 硬盘、软盘、磁带和光盘存储器的综合比较 教学要求：
了解各种辅助存储器的原理、组成与使用。重点、难点：各种辅助存储器的原理、组成与使用。实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体 第九章 输入输出（I/O）设备 学时：4 教学内容：
9.1 外部设备概述 9.2 输入设备
9.3 输出设备――显示器 9.4 输出设备――打印机 9.5 汉字处理技术 教学要求：
了解键盘、鼠标、CRT显示器、打印机的组成和原理。重点、难点：键盘、鼠标、CRT显示器、打印机的组成和原理 实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体 第十章 输入输出子系统 学时：4 教学内容：
10.1 输入输出系统概述 10.2 程序中断控制方式 10.3 DMA输入输出方式
10.4 通道控制方式和外围处理机方式 10.5 总线结构 10.6 外设接口 教学要求：
掌握常用的输入输出方式（程序直接控制方式、中断方式和DMA方式）；掌握中断和DMA的请求、响应和处理过程；了解通道和外围处理机方式的概念和简单原理性用法；掌握计算机总线的组成和运行方式、总线周期、总线等待状态、总线仲裁的概念；了解PC机系统中常用的几种总线类型；掌握计算机能用可编程接口的功能和一般组成部件（中断有关的逻辑线路，DMA接口的特殊组成逻辑线路）；了解一个比较典型的接口电路的功能、组成和具体用法。重点、难点：输入输出方式，计算机总线的组成和运行方式 实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体 第十一章 计算机系统 学时：4 教学内容: 11.1 计算机系统概述 11.2 微机系统
11.3 工作站和服务器 11.4 多媒体计算机
11.5 超级要求归还处理机等 11.6 向量处理机 教学要求: 了解计算机系统概述；理解工作站和服务器的特点及功能。重点、难点：计算机系统
实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体
三、教材与学习资源 1.《计算机系统组成与体系结构》 李仁发，彭蔓蔓译，人民邮电出版社，2003年8月第1版
2.《计算机组成原理（第三版）》白中英，科学出版社,2000.11
四、考核方式
平时成绩占30%，期末考试成绩占70%。平时成绩由任课老师根据平时作业、期中考试及其它考核方式给出。期末考试实行闭卷统考。
五、教学策略与方法建议
以课堂讲授为主，充分利用教材、多媒体课件、参考书，尽可能多采取课堂讲授和学生自学相结合、课内与课外相结合、讲授与提问相结合的教学组织形式和方法；加强课外辅导、答疑，通过习题强化知识点。
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