----计算机组成原理教案

----计算机组成原理教案

农业大学教案 xx ~ xx 学年

第一学期学院名称软件学院课程名称计算机组

成原理课程性质专业必修课授课对象软件1301-1306 授课教师郝王丽职称助教使用教材《计算机组成原理》（第2版）高等教育出版社唐朔飞编著授课时数64 xx 年8月25 日教案授课时间 xx~xx学年第一学期教案编写时间

xx年8 月课程名称计算机组成原理课程编号总学时：64讲课：64 学时实验：

0 学时实习：

0 学时学分数4课型专业基础必修课任课教师郝王丽职称

助教授课对象软件1301-1306基本教材和主要参考资料使用教

材：《计算机组成原理》（第2版），唐朔飞编著，高等教育出版社参考资料：[1]《计算机组成原理》，白中英编著，科学出版社，2000、1[2]《计算机组成原理》，张新荣，李雪威，于瑞国著，机械工业出版社，xx、3[3]《计算机组成原理》（第2

版），罗克露，俸志刚编著，电子工业出版社，xx、2[4]《电子

计算机组成原理》, 蒋本珊著，北京理工大学出版社，2004、8[5]《计算机组成原理》（第2版），蒋本珊编著，清华大学出版

社，xx、9[6] John L、 Hennessy and David

A、 Patterson, "Computer organization and design, the hardware/software interface", Morgan Kaufmann, Second Edition,1998[7] Patterson and Hennessy, "Computer Organization & Design: the Hardware/Software Interface (2nd edition)",Morgan Kaufmann Publishers、教学目的和要求《计算机组成原理》是软件工程专业本科教学中的一门重要专业基础课，是《计算机系统结构》、《操作系统》、《嵌入式系统原理及应用》等课程的先驱课程。在计算机、网络工程和软件工程等专业的教学计划中占有重要地位和作用。学习本课程旨在使学生掌握运算器、控制器、存储器的构成原理、指令流程、组合逻辑控制、微程序控制、I/O控制等内容；了解数据信息的表示、运算方法与各类半导体存储器、辅助存储器，为更深入地学习后继课程打下基础。教学重点、难点了解：计算机的软硬件概念，计算机系统的层次结构，计算机的发展史，总线概念及分类，RISC技术，CPU的功能和内部结构，微操作命令的分析，微程序设计。理解：计算机的工作过程，总线特性及性能指标，静态和动态RAM、ROM、Cache，I/O设备与主机的联系方式和信息传送控制方式，组合逻辑设计。掌握：冯诺依曼计算机的特点，总线结构，存储器的分类和层次结构， I/O接口的功能和组成及类型，机器指令的一般格式及其在存储器中的存放方式，机器指令中的寻址方式。熟练掌握：计算机硬件的主要技术指标，总线的判优控制和通信控制，Cache-主存地址映射及替换策略，主机与I/O

交换的三种控制方式，计算机的运算方法，指令周期，指令流水

及多发技术，中断系统的处理过程，控制单元的功能。教学方式l 电子讲义为主：概念和原理、程序及说明；教材为辅。l 通过典

型例题讲授基本概念和原理教学进程章序讲课时数实验时数共计

时数第1章计算机系统概述22第2章计算机的发展及应用22

第3章系统总线66第4章存储器66第5章输入输出系统88

第6章计算机的运算方法1010第7章指令系统88第8章 CPU

的结构和功能1010第9章控制单元的功能66第10章控制单元

的设计66总计64064备注：该课程在讲授期间，结合实例进行分析，所以对应的课时安排中需要灵活安排，具体放在哪次课中，

根据学生的实际接受情况而定。教案1第1 次课2 学时课目、课题第一章计算机系统概论教学目的和要求教学目的：使学生对计算机的基本组成有个大概的认知，为以后各个部分具体的知识讲

解奠定基础。教学要求：要求学生掌握计算机软硬件的概念，计

算机系统的层次结构，了解计算机组成和计算机体系结构，掌握冯、诺依曼计算机的特点，熟悉计算机的硬件框图，了解计算机

的工作步骤。掌握计算机硬件主要技术指标的原理及运算方法。

重点难点重点：l 计算机软硬件的概念l 计算机系统的层次结构l 冯、诺依曼计算机的特点l 计算机硬件的主要技术指标难点：l 计算机系统的层次结构l 计算机硬件主要技术指标的运算方法教学进程教学内容辅助手段教学方法时间分配计算机软硬件的概念多媒体讲授法5min计算机系统的层次结构多媒体讲授法举

例法15min计算机组成和体系结构多媒体讲授法举例法10min 冯、诺依曼计算机特点多媒体讲授法举例法15min计算机的硬件框图多媒体讲授法举例法5min计算机解决问题上机前的准确多媒体讲授法举例法5min计算机解决问题上机运行多媒体讲授法

25min计算机的硬件指标多媒体讲授法15min小结多媒体讲授法5min作业布置

1、3，

1、4，

1、5，

1、7，

1、11，

1、12主要参考资料《计算机系统概论》，Yale N、 Patt, Sanjay J、 Patel主编，梁阿磊等译，机械工业出版社PPT+讲解+实例

1、1 计算机系统简介

1、计算机的软硬件概念计算机系统由软件和硬件两大部分组成。硬件指计算机的实体部分。软件是具有各类特殊功能的程序。软件分为系统软件和应用软件。系统软件的作用是管理整个计算机系统，监视服务，使系统资源得到合理调度，高效运行。应用软件是用户根据需要所编写的程序。

2、计算机系统的层次结构微程序机器M0 （微指令系统）传统机器M1 （机器语言机器）操作系统M2 虚拟机器M3 （汇编语言机器）虚拟机器M4 （高级语言机器）

3、计算机组成和计算机体系结构的区别结构是程序员所能看到的计算机系统的属性，如指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O处理。

组成是如何实现这些属性。

1、2 计算机的基本组成

1、冯、诺依曼计算机的特点

2、计算机的硬件框图

3、计算机的工作步骤上机前准备建立模型确定计算方法编写程序上机运行

1、3 计算机硬件指标机器字长 CPU一次能处理的信息的位数，通常与CPU内寄存器的位数有关。各种语言的例子存储容量主存容量=存储字长*存储单元个数赋存容量运算速度

1、4 本书结构本书分四篇：第一篇：计算机系统概论第二篇：计算机的组成，包括CPU，存储器，I/O以及连接它们的系统总线。第三篇：CPU第四篇：控制单元自顶向下，由表及里的层次结构，向读者战士计算机的组成及其工作原理。课后自我总结分析教案3第3 次课2 学时课目、课题第三章系统总线教学目的和要求教学目的：要求学生能对系统总线在计算机硬件结构中的地位和作用有所了解教学要求：要求学生掌握总线概念，总线作