计算机组成原理电子教案

《计算机组成原理》电子教案

课程名称：计算机组成原理

适用专业：计算机科学与技术网络工程课程总学时：80学时

编写时间： 2006年9月

本课程是计算机专业本科生的核心课程，是主干必修课。课程以阐述原理为主，讲述计算机系统及其各功能部件的工作原理以及逻辑实现，计算机系统及其各功能部件的设计原理以及并行处理技术。设置这一课程的目的是使学生掌握计算机的基本工作原理，掌握计算机各主要部件的硬件结构、相互联系和作用，掌握计算机系统的设计原理以及软硬件的界面，从而对整个计算机系统有完整的了解，为计算机专业的后继课程的学习打下基础。

一、本课程得主要内容

1、计算机系统概论

2、运算方法和运算器

3、存储器

4、计算机指令系统

5、控制器

6、总线系统

7、外围设备

8、输入、输出系统

二、本课程教学重点与难点

重点：信息编码和数据表示

控制器

存储系统

输入输出系统

三、教材选用

《计算机组成原理》白中英.科学出版社，

四、参考教材：

主要参考书：

1、李亚明.《计算机组成与系统结构》.清华大学出版社.2001

2、王爱英.《计算机组成与结构》.清华大学出版社.1998

3、江义鹏.《计算机组成原理》.人民邮电出版社.1998

4、胡越明.《计算机组成和系统结构》.上海科学技术文献出版社.1999

五、教学手段：多媒体课件+版书

六、课程内容和学时分配

（整体安排按信息表示、信息处理、信息输出思路。）

1、计算机系统概论

教学内容：

1、计算机系统的基本构成

2、计算机系统的层次结构

3、计算机系统结构、组成及其实现

4、计算机的性能评价

5、计算机发展简史

6、计算机的应用

基本要求：

通过本章的学习，要求了解整个计算机系统由硬件和软件两部分构成，其中硬件部分包括运算器、控制器、存储器、输入输出设备等五大功能部件构成。通过总线相互连成一个完整的硬件系统；软件部分包括系统软件、应用软件两大部分。通过对计算机层次结构的了解，明确计算机组成原理课程的任务和目的。了解计算机中的一些基本概念，包括性能指标、计算机发展简史以及计算机的应用。

教学重点：

1、计算机系统的基本构成

2、计算机系统的层次结构

3、计算机系统结构、组成及其实现

教学难点：计算机系统的层次结构、系统结构、组成及其实现的关系。明确计算机组成原理课程的任务和目的。

其它：

4、计算机的性能评价（字长、容量、速度、时间、MIPS）

5、计算机发展简史（ENIAC、冯氏计算机、其它自学）

6、计算机的应用（科学计算与数据处理的区别）

2、逻辑电路设计基础（复习及提高）

教学内容：

1、组合逻辑电路布尔代数基本公式，逻辑门，卡诺图

2、计算机中常用的组合逻辑电路

一位加法器，译码器，编码器，多路选择器，移位器

3、时序逻辑电路 D锁存器，D触发器，寄存器，移位寄存器

4、时序逻辑电路设计

有限状态机，七段显示十进制数双向计数器设计

5、可编程序逻辑阵列（器件）简介PLA，PLD

教学重点：与门、或门、异或门、译码器、D锁存器、寄存器、有限状态机的应用

教学难点：译码器、有限状态机

3、信息编码和数据表示

教学内容：1、进位计数制以及相转换

十进制，二进制，八进制，十六进制

2、数值数据和非数值数据的表示方法

数值数据定点数----原反补移

浮点数-----IEEE754

BCD码

非数值数据 ASCII、汉字

基本要求：

通过本章内容的学习，要求掌握二进制数据编码的方法，掌握数值数据和非数值据的表示方法。

教学重点：原补机器表示，浮点数

4、计算机算法和算法逻辑实现

主要内容：

1、定点数加减法运算及电路实现

补码的加减法运算，全加器，溢出，快速加法运算（进位链），74181ALU

2、定点数乘除运算和电路实现

原码、补码，布斯算法，原码恢复余数、不恢复余数

3、快速乘除法运算技术和电路实现

布斯高基乘法，进位保存加法及其构成的乘法器，阵列乘法器，阵列除法器

4、浮点数四则运算以及实现

加减乘除

基本要求：

通过本章内容的学习，要求掌握计算机算法。加减乘除运算方法和运算器的构成，能按步骤进行原码和补码的加减乘除四则运算，能够按步骤进行浮点数的四则运算。

教学重点：

1、定点数加减法运算及电路实现

2、定点数乘除运算和电路实现

3、快速乘除法运算技术和电路实现

教学难点：原码、补码，布斯算法，原码恢复余数、不恢复余数布斯高基乘法

5、存储器

主要内容：1、存储器概述

外部特性，性能参数，层次结构

2、静态存储器和动态存储器存储单元构成

一位存储单元及存储阵列，多端口SRAM，读写时序

3、半导体ROM存储器

MROM，PROM，EPROM，EEPROM，FLASH

4、存储器芯片构成以及存储器主要技术指标

5、存储器扩展技术

位、字、字位扩展

6、数据校验码

奇偶校验，海明码，CRC码

基本要求：

通过本章的学习，要求掌握存储器芯片的类型和各主要存储器芯片的工作原理；掌握扩展存储器容量的技术，能够用给定的存储器芯片按要求设计主存，从而深刻理解存储器的构成原理；掌握数据校验码。

教学重点：

外部特性，性能参数，存储器芯片构成以及存储器主要技术指标