《计算机组成原理》教学日历
计算机组成原理教案
计算机组成原理教案(章节备课)8学时教案(课时备课》第 23 次课 1 学时CPU主要部件及其构造原理(第1小节)一、教学目的和要求:通过讲解CPU的主要部件让学生初步了解CPU的构成，着重分析程序指令计数器控制部件和寄存器部件，让学生理解CPU中的信号如何形成和传递。
二、教学重点和难点：重点： 1 .CPU主要部件构造及工作原理2. CPU中程序指令计数器如何实现程序控制难点：程序地址计数器部件的电路构造及工作原理四、教学内容1、回顾前续章节已学过的两大计算机组成部件及功能运算器：负责数据运算存储器：负责存储程序和数据，并能将其取出或改写引出计算机中的第三大部件控制器，并给出CPU的定义。
23、动画演示CPU 执行一个小加法程序的过程通过演示让学生了解以上这些部件是如何配合工作的。
4、引发思考：这些电路是如何实现让CPU 如此工作的呢，其内部构造是怎样的呢？（具体分析其中的程序指令计数器部件电路为例） 指令计数器部件 ① 讲解基本构成器件：JK 触发器符号 功能：钟控J-K 触发器功能表相关术语解释：数字信号、高电频（1）、低电频（0）、下降沿、时钟信号CP②计数器部件电路分析ⅰ信号连接分析 ⅱ波形分析ⅲ功能分析5.实验环境模拟电路仿真①软件介绍②仿真展示6．小节①CPU内部由两大部分构成：运算器、控制器运算器负责运算数据；控制部件负责控制程序执行②其中控制部件又分为程序计数器部件，指令译码部件程序计数器部件：按一定顺序依次取出指令和数据指令译码部件：将取出的指令和数据按照指令要求转变为控制信号去执行作业: 1. 详细阐述述CPU主要部件部件及其功能。
2. 试着分析CPU中的主要部件电路并加以改进。
主要参考资料: 1.唐朔飞编著《计算机组成原理》高等教育出版社2008年01月2.薛宏熙主编《计算机组成与设计》普通高等教育国家级“十一五”规划教材20073./index.htm?zh_CN_014./smarterplanet/cn/zh/index.html。
《计算机组成原理》教学大纲
《计算机组成原理》教学大纲一、课程基本信息中文名称：计算机组成原理适用专业：计算机科学与技术，信息与计算科学，数学与应用数学课程类别：专业必修课总学时： 84 (60（理论）+ 24（实验）)总学分： 4 (3.5（理论）+ 0.5（实验）)二、课程简介本课程是计算机专业的核心专业基础课程，在计算机专业的各门课程中起着承上启下的重要作用。
学生通过本课程的学习，可以从层次的观点，掌握计算机组成和运行机制方面的基本概念、基本原理、基本设计和分析方法等系统知识，奠定必要的专业知识基础；可以从系统的观点，理解提高计算机整机的硬软件性能和部件性能的各种可行途径，了解计算机系统中硬件、软件的功能划分和相互配合关系，进而初步了解从计算机系统结构的角度进一步提高系统性能的主体思想，能站在更高层次上思考和解决工作中遇到的问题。
学生通过本课程的学习，还可以培养学生从形象思维向抽象思维过渡，掌握自顶向下分析和解决问题的能力，提高温故知新、举一反三和自主学习的能力，最终能把在“数字电子技术”、“汇编语言程序设计”、“可编程逻辑器件”等课程中所学的软、硬件知识有机地结合起来，建立计算机整机系统的完整概念。
三、相关课程的衔接预修课程：数字电子技术，汇编语言并修课程：计算机组成原理习题课，编译原理后修课程：计算机接口技术，单片机原理，计算机系统结构，可编程逻辑器件，操作系统原理四、教学的目的、要求与方法（一）教学目的计算机组成是依据计算机体系结构，在确定并分配了硬件子系统的概念和结构和功能特性的基础上，设计计算机各部件的具体组成及它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特点。
即计算机组成是计算机体系结构的逻辑实现。
本课程的教学目的是使学生掌握计算机原理的基本概念、基本原理、基本设计和分析方法，通过实验教学努力提高学生在计算机硬件设计和实现方面的能力，适当了解提高计算机的部件和整机硬件性能的各种可能途径，为下一步学习计算机体系结构奠定基础，并能对当前计算机的最新研究、发展与应用趋势有一般性的了解。
《计算机组成原理》教学日历
2
微程序设计，讲控制器实验
总结
403-428
授课教师
教研室主任(签字)
总线的判优控制和通信控制
47-67
4
2
第四章存储器概述
主存储器，半导体存储芯片简介，静态RAM
68-79
5
2
静态RAM时序，动态RAM
78-87
6
2
ROM，CPU与存储器的连接
88-99
7
2
存储器的校检，
提高访存速度的措施（单体多字，多体并行），
高速缓冲存储器（概述，工作原理）
100-112
8
2
高速缓存结构，地址映象，替换，辅存
教材
唐朔飞编著《计算机组成原理》（第2版）高等教育出版社
序号
授课日期
授课学时
授课方式
授课内容
教材
页数
1
2
第一章计算机系统简介，计算机的基本组成
1-16
2
2
主机完成一条指令的全过程
计算机硬件的主要技术指标，本书结构
第二章计算机的发展及应用
第三章总线的基本概念，分类、特性及性能指标
17-47
3
2
总线标准、总线结构
19
2
寻址方式，指令格Байду номын сангаас举例，RISC
320-336
20
2
第八章CPU的功能和结构，指令周期，指令流水
337-358
21
2
中断系统
358-373
22
2
第九章控制单元，微操作命令的分析，控制单元的外特性，控制信号举例，多级时序系统
373-387
23
2
《计算机组成原理》课程教学大纲(1)
计算机组成原理课程教学大纲（Princip1esofComputerComposition）学时数：72学时其中：实验学时：12学时课外学时：0学时学分数：4.5适用专业：计算机科学与技术一、课程的性质、目的与任务本课程是计算机科学与技术专业的一门必修基础课程。
从课程地位来说，它在先导课和后续课程之间起着承上启下的作用，通过教学，要使学生掌握计算机各大部件的组成及其工作原理，为学生将来设计制造、调试维修及计算机应用与各个领域打下理论基础。
二、课程教学的基本要求本课程既具有一定的理论性，又具实践性，同时还具有知识面广，内容多，难度大，更新快等特点，要求学生课前预习，课后复习，注重认真完成实验与作业，贯彻“厚基础重能力”的方针，学生应掌握计算机的各大部件组成结构、基本运算方法、工作原理及分析设计方法。
结合计算机组成原理的实验，从而形成较完整的计算机及系统的概念。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章计算机系统概论（4学时）一、基本内容：计算机系统层次、基本组成、主要技术指标、软、硬件。
（一）计算机的系统及层次结构（二）计算机的硬件（H）计算机的软件（四）计算机的主要技术指标（五）计算机的基本工作过程第二章计算机发展及应用（2学时）一、基本内容：计算机的发展历史、计算机的应用特点（一）计算机的发展历史（二）计算机的应用及特点（三）计算机及应用展望二、基本要求：了解计算机发展、熟悉计算机在多个领域应用特点I重点：计算机的发展历史、计算机的应用及特最-第三章系统总线（4学时）一、基本内容：总线的分类、总线性能指标、总线结构与控制（一）总线的基本概念（二）总线的分类（H）总线特性及性能指标（四）总线结构（五）总线控制二、基本要求：掌握总线基本概念、熟悉总线基本结构和性能指标重点：总线基本结构和性能指标、总线控制。
难点：总线判优控制、总线通讯控制。
第四章存储系统（8学时）一、基本内容：存贮器系统，RAM,ROM,CACHE,主存储器与CPU的连接。
《计算机组成原理》教学日历
31
讲解实验四存储器读写实验
1
第八周
32
讲解实验五总线数据传送控制实验
1
第八周
33
实验四存储器读写实验
1
实验报告
第八周
34
实验五总线数据传送控制实验
1
实验报告
第八周
35
第6章指令系统：指令格式、指令操作码扩展技术等
1
P253：1，2
第九周
36
指令寻址方式
2
P253：9，10
P255：16
第九周
3
第十周
十一周
2学时
1学时
42
微程序控制器基本概念和工作原理
1
P319：2
第十一周
43
简单微程序控制器的设计
3
P319：8、9、10（3），11、12
第十一周
44
微程序设计技术
3
P319：14，
十一周十二周
1学时
2学时
45
微控方式下模型机的设计实例
4
教材外作业
第十二周
可以修改讲课用的模型机结构，基于新模型机出设计性题目
46
第10章第1节流水线原理
自学
P447-448：3、4
第十二周
47
第7章习题课
2
讲解习题答案，分析常见错误等
第十三周
48
讲解实验六微控器及上位机软件认识性实验
2
第十三周
49
实验六微控器及上位机软件认识性实验
2
实验报告
第十三周
50
讲解实验七简单模型机实验
3
第十四周
51
实验七简单模型机实验
《计算机组成原理》课程教学大纲
设计
的控制过程
讲、操作 讲、操作
合计： 16
成绩评定方法及标准
考核内容
评价标准
作业、考勤 实验
1. 评价标准：出勤情况，习题参考解答
2. 要求：能灵活运用所学知识，独立、按时完成作业 1. 评价标准：实验态度，实验报告的规范性、数据 分析的准确性和回答实验思考题的正确性，验收情 况。
《计算机组成原理》课程教学大纲
课程名称：计算机组成原理
课程类别（必修/选修）：必修
课程英文名称：Principles of Computer Organization
总学时/周学时/学分：72/5/4.5
其中实验（实训、讨论等）学时：16
先修课程：程序设计基础，数字逻辑
授课时间：1-15 周
授课地点：7B413
讲、操作
组合功能的正确性
掌握 SRAM 工作特性，理 解读、写数据的过程
验证
讲、操作
数据通路实验
11
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
掌握数据传输过程和控 制特性
验证
讲、操作
13 微控制器 14 CPU 实验
理解在微程序控制下自
3
动产生各部件控制信 号，实现特定指令的功
综合
能
掌握实现较完整的实验
3
计算机的设计过程。进 一步理解微程序控制器
高速存储器
存储系统的层次 结构、CACHE 虚拟存储器、外 存储器 习题课及期中考 试 指令格式和寻址 方式及设计
教学 时长
3
2
3
2 3 2 2 3 5 5 3 5
理论教学进程表
教学的重点与难点
理解并掌握计算机系统的层次结构,掌握补 码、移码表示
计算机组成原理教学大纲
《计算机组成原理》课程教学大纲一课程说明1.课程基本情况课程名称：计算机组成原理英文名称：Principle of Computer Organization课程编号：2413215开课专业：计算机科学与技术开课学期：4学分/周学时：3/2+1课程类型：专业主干课2．课程性质（本课程在该专业的地位作用）《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业本科教学中的一门重要专业主干课。
在计算机科学与技术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计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术，建立计算机系统的整机概念，对培养学生设计开发计算机系统的能力有重要作用。
该课程为今后学习计算机网络、操作系统、嵌入式系统等专业课程打好基础。
3．本课程的教学目的和任务学习本课程旨在使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术，建立计算机系统的整机概念，对培养学生设计开发计算机系统的能力有重要作用。
该课程为今后学习打好基础。
4．本课程与相关课程的关系、教材体系特点及具体要求该课程前导课程为数字电子技术，并为今后学习计算机网络、操作系统、嵌入式系统等专业等课程打好基础二教材及主要参考书1、白中英.计算机组成原理（第四版，立体化教材）. 科学出版社，20082、张功萱.计算机组成原理. 清华大学出版社，20053、湖北众友科技实业股份有限公司.计算机组成原理及系统结构实验指导书4、蒋本珊.计算机组成原理（第二版）.清华大学出版社，2008三教学方法和教学手段说明课堂授课采用多媒体教室和实验室，边学习边实验由浅入深、循序渐进、综合练习的学习步骤，提高学生的学习兴趣。
从而加深学生对理论课的理解，进一步提高学生的动手能力。
四成绩考核办法按教务处相关考核规定执行。
五教学内容第一部分计算机系统概论（理论课3学时）一、教学目的本部分先说明计算机的分类，然后简要地介绍硬件、软件的概念和组成，使学生先有一个关于计算机的总体概念，便于展开后续各部分内容。
计算机组成原理 教学日历
第1周：第一章（计算机系统概论）和第二章（计算机的发展及应用）主要内容：计算机系统中软件和硬件的基本概念、计算机系统的层次结构、冯诺依曼计算机的特点、计算机硬件的基本组成、计算机的工作过程、计算机系统的性能指标、计算机的产生和发展过程、计算机的应用领域难点：计算机系统的层次结构重点：冯诺依曼计算机的特点、计算机硬件的基本组成第2-3周：第三章（系统总线）主要内容：总线的基本概念、总线的分类、总线的组成及性能指标、总线结构、总线判优控制和总线通信控制。
难点：总线通信控制重点：总线的组成及性能指标第4-5周：第四章（存储器）主要内容：存储器的分类、存储器的分层结构、半导体随机存取存储器的组织、只读存储器、主存储器与CPU的连接、主存储器的校验、多体交叉编址存储器、高速缓冲存储器Cache的基本原理、Cache和主存之间的地址映射、替换算法、磁表面存储器的主要技术指标、磁表面存储器的基本原理和磁记录方式、磁盘存储器、磁带存储器、循环冗余校验码、光盘存储器难点：半导体随机存取存储器的组织、主存储器与CPU的连接、Cache和主存之间的地址映射、磁表面存储器的基本原理和磁记录方式、循环冗余校验码重点：存储器的分层结构、高速缓冲存储器Cache的基本原理、磁表面存储器的主要技术指标第第6-7周：第五章（输入输出系统）主要内容：输入输出系统的组成、外部设备（计算机基础中已介绍过，本课程不作要求）、I/O接口的职能和分类、I/O设备和主机的联系方式、程序查询方式、程序中断方式、DMA 方式难点：I/O端口的编址方式、中断方式的接口电路、DMA接口电路、DMA过程重点：I/O接口的职能、I/O端口的编址方式、中断过程、DMA过程第8-9周：第六章（计算机的运算方法）主要内容：真值和机器数、无符号数的表示和作用、定点数的表示（计算机基础中已介绍过，包括原码表示、补码表示和反码表示）、浮点数的表示(包括浮点数的形式、浮点数的规格化、浮点数的表示范围、IEEE754标准)、定点数运算（包括移位运算、加减运算、乘法运算、除法运算）、浮点数运算、算术逻辑单元ALU和快速加法器难点：浮点数的规格化、浮点数的表示范围、定点数的乘法运算、定点数的除法运算、浮点数的运算、算术逻辑单元ALU的设计和快速进位链重点：无符号数的表示、定点数的补码表示、IEEE754浮点数标准、定点数的移位运算和加减运算、浮点数的加减运算、ALU的功能第10-11周：第七章（指令系统）主要内容：指令的格式、操作数类型、数据在存储器中的存放方式、寻址方式、操作类型、CISC和RISC技术的比较、指令系统举例和分析设计重点：数据在存储器中的存放方式、寻址方式、扩展操作码编码技术第12-13周：第八章（CPU的结构和功能）主要内容：CPU的主要功能、CPU的内部结构、CPU中寄存器的组织、指令的执行过程、指令流水线、中断系统（包括中断的作用、中断源的种类、中断判优机制、中断过程、中断屏蔽和多重中断）难点：指令流水线、中断判优、中断屏蔽和多重中断重点：CPU的主要功能、指令的执行过程、中断过程。
《计算机组成原理》课程设计教学大纲.doc
《计算机组成原理》课程设计教学大纲课程编号：学时/学分：1周/I授课单位：电子与信息工程学院计算机科学系适用专业：计算机科学与技术教材及主要参考资料：《计算机组成与系统结构》王爱英，清华大学出版社《计算机组成与结构课程辅导》王爱英，清华大学出版社一、教学目的及基本要求计算机组成原理课程设计的教学目的是培养学生计算机硬件系统方案综合设计能力和创新精神。
在教师的启发和引导下，学生能自主地进行科技文献检索，进行方案设计、硬件设计、芯片选择、功能介绍及使用方法等。
基本要求：•说明书应包含题目、系统概述(设计的目的和意义)、系统设计的具体说明(含操作过程)、结论、认识体会、参考文献等几部分。
要突出设计重点进行论述与说明；•文中符号、图、表要符合国家统一标准；•画出A3电路原理图；•编写程序及设计说明书(不少于1500字。
设计说明书基本要求：1 .摘要用500字左右概述你选择设计题目的特点，重点概述你所设计的方案的创新点，采用的分析、设计方法，得出的结论等。
2.综述围绕选定的设计题目在查阅大量文献资料的前提下，写出查阅文献的综述。
3.方案设计与分析(1)提出诸多设计方案；(2)经分析、比较选出最佳的创新设计方案；(3)给出硬件设计方案；(4)多设计的硬件进行功能分析；(5)画出硬件电路图。
4.方案综合评价与结论综合评价所设计方案的优缺点，在可能的情况下建立评价指标及评价体系。
5.体会与展望谈一谈参加“计算机组成原理课程设计”的体会和收获；所设计方案的发展前景等。
6.参考文献列出参考文献（包括著作、期刊、报告等）。
二、设计内容及安排设计任务书提供4个设计题目供学生选择。
在指导教师同意的情况下，学生也可以自己选择感兴趣的设计题目，以调动学生参加创新设计的积极性和创造性，给学生充分的自主空间。
1.十六位运算器设计a使用器件：181、182、244、373、LED、各类开关；b能实现十六位二进制数的算术运算和逻辑运算；c能显示参加运算的操作数及其运算结果；d能实现串行进位和并行进位的转换。
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信息工程学院
教学日历
2009-2010 学年第2学期
教学单位工学部
课程名称计算机组成原理
课程编号030120
学时64 学分 4
适用专业计算机、网络年级2008 授课教师姜志明
职称副教授职务教师大连交通大学信息工程学院教务部制
编写说明
1、教学日历为教师教学基本文件之一。
授课教师应按照本课程教
学大纲、教案认真编写。
2、一式四份和电子文档一份，于每学期开学（开课）第一周送交
教务部、所在教研室、授课教师各存一份。
3、教学日历要求按统一格式（可附页填写），打印成册。
4、教学日历要长期保存备查。
授课教师: 教研室主任: 系主任（分院长）:。