春07级计算机组成原理授课计划
计算机组成原理课程大纲
计算机组成原理课程大纲一、课程简介本课程旨在介绍计算机组成的基本原理和体系结构，以及计算机硬件和软件之间的关系。
通过本课程的学习，学生将深入了解计算机的组成、工作原理以及各个组成部分之间的互联关系，为进一步学习和研究计算机科学相关领域奠定坚实基础。
二、教学目标1. 掌握计算机体系结构的基本概念和关键技术；2. 理解计算机硬件与软件之间的协同工作原理；3. 掌握冯·诺依曼体系结构及其相关技术；4. 理解计算机的运行原理和数据表示方式；5. 掌握计算机指令系统的设计与实现方法；6. 了解计算机存储器和输入输出设备的工作原理；7. 熟悉计算机的中央处理器（CPU）和指令执行过程；8. 理解计算机系统的性能评价和优化方法。
三、教学内容1. 计算机组成与发展历程1.1 计算机组成的概念和基本原理1.2 计算机体系结构的历史演变1.3 计算机发展的趋势和前沿技术2. 冯·诺依曼体系结构2.1 冯·诺依曼计算机模型与体系结构2.2 存储程序与指令执行过程2.3 冯·诺依曼计算机的优缺点与应用3. 计算机硬件组成与工作原理3.1 中央处理器（CPU）的组成与工作原理 3.2 存储器的类型、层次结构与访问方式3.3 输入输出设备的分类和接口技术4. 数据表示与运算4.1 数字系统和编码方式4.2 二进制运算与逻辑电路4.3 浮点数表示和运算5. 计算机指令系统的设计与实现5.1 指令系统的概念和分类5.2 指令的格式和编码方式5.3 指令的执行和流水线技术6. 计算机性能评价与优化6.1 计算机系统性能指标6.2 程序和算法的性能优化6.3 计算机系统的并行处理与分布式计算四、教学方法本课程采用多种教学方法，包括：1. 讲授：通过系统的理论讲解，向学生介绍计算机组成原理的基本概念和关键知识点；2. 实践：通过实验、案例分析等实践活动，加深学生对计算机组成原理的理解和应用能力；3. 讨论：组织小组讨论、学术研讨等形式，促使学生思考和交流，提高综合素质；4. 课堂互动：通过提问、答疑等方式，加强学生与教师之间的互动和参与。
教案-计算机组成原理(DOC)
计算机组成原理教案（数字媒体专业）第一章计算机系统概论内容简介：计算机系统的层次结构，冯·诺伊曼计算机的硬件结构和主要功能，计算机的工作步骤以及计算机的主要技术指标。
教学目标：了解计算机系统的层次结构；了解冯·诺伊曼计算机的特点及硬件构成；理解计算机的工作步骤，了解计算机的主要技术指标的含义及其对计算机的影响。
教学重点和难点：虚拟机的概念；计算机的硬件构成；计算机的工作步骤。
教学媒体和教学方法：使用幻灯片在多媒体教室进行教学；教学中采用讲授与讨论相结合的方法。
教学过程：一、计算机系统简介1．计算机的软硬件概念（1）硬件（2）软件（3）软硬件的关系2．计算机系统的层次结构（1）虚拟机的概念（2）各层虚拟机及与真实机器的层次关系3．计算机的基本组成（1）冯·诺伊曼计算机的特点（2）计算机硬件结构，总线的构成。
讨论、分析直连结构的问题，提出总线思想，并简单介绍总线结构。
（3）计算机的工作步骤提出计算机解决问题的基本步骤计算机基本构成部件的介绍（运算器、存储器、控制器）以计算ax2+bx+c为例分析计算机工作的过程4．计算机的主要技术指标（1）机器字长计算机同时处理的二进制位机器字长与数据总线宽度、存储字长的关系（2）存储容量存储容量的单位主存容量辅存容量（3）运算速度几种计算运算速度的方法并对它们进行比较运算速度的表示单位第二章计算机的发展及应用内容简介：计算机的发展史；计算机的应用领域；计算机的发展展望。
教学目标：了解计算机的产生和发展以及发展思路；了解计算机的应用领域；了解计算机的发展趋势。
教学重点和难点：计算机的应用领域。
教学媒体和教学方法：使用幻灯片在多媒体教室进行教学；教学中采用讲授与讨论相结合的方法。
教学过程：一、计算机的发展史1．计算机的产生和发展现代计算机的研究工作第一台电子计算机的产生计算机的发展阶段计算机的发展规律计算机的发展趋势2．微型计算机的出现和发展微型计算机的发展阶段微型计算机的发展带来的工作、学习、生活方式的变化3．软件技术的兴起和发展软硬件的融合，简介嵌入式发展方向二、计算机的应用1．科学计算和数据处理通过ENIAC进行计算的一个案例，直观体会计算机的计算能力2．工业控制和实时控制3．网络技术应用4．虚拟现实介绍虚拟现实技术的一些应用5．办公自动化和管理信息系统6．多媒体技术7．人工智能三、计算机发展的展望第三章系统总线内容简介：总线的概念；总线的分类；总线的特性和性能指标；总线结构；总线控制。
计算机组成原理教案7
授课课题
第二章运算方法和运算器
——浮点运算方法和浮点运算器
授课时数
2
授课形式
课堂讲授
教学目标：
1.理解浮点数的表示方式，会运用浮点数的运算规则作简单计算；
2.了解浮点运算器的功能与组成；
3.了解CPU芯片内的运算器部件的一般组成。
教学重点、难点：
理解浮点数的表示方式，会运用浮点数的运算规则作简单计算；
教学方法和手段：
课堂讲授为主，使用幻灯片以及Flash动画辅助讲解原理
主要教学内容及教学过程设计：
1.浮点加法、减法运算
浮点加减法的规则，见公式2.39
运算步骤：0操作数检查→对阶→尾数加／减→规格化、舍入
注意：对阶时，小阶向大阶看齐，否则会丢失高有效位。规格化时，左规、右规是指尾数移动方向。
舍入处理的方法
2.浮点乘、除法运算
浮点乘、除法规则，公式2.40、公式2.41
运算步骤：0操作数检查→阶码加／减→尾数乘／除→规格化、舍入
移码的加减运算规律，公式2.42、公式2.43
3.浮点运算流水线
为了实现流水，首先必须把输入的任务分割成一系列的子任务，使各子任务能在流水线的各个阶段并发的执行。
对于流水线方式，某一个任务的总体运算时间并没有缩短，而是系统的整体运算时间缩短了。
流水水线：带反馈线
加速比的定义，公式2.47
4.浮点运算器实例
复习思考题、作业题：
阅读相应章节，第二章课后习题9，10
计算机组成原理----教学大纲
计算机组成原理教学大纲课程结合国内外多本经典教材，，依据多年的教学经验，精心组织教学内容，以求实易懂为准则，通过实例化解难点，通过图例增强认识，通过应用串起知识点，利用CPU设计实例帮助学生建立整机概念，加深学生对硬件和软件联系与配合的认识，并最终形成系统的认识。
课程概述大多数学过《计算机组成原理》课程的同学认为，本课程知识点多，难度较大，比较抽象。
这里，我们将通过实例化解难点，通过图例增强认识，通过应用串起知识点，利用CPU设计实例帮助学生建立整机概念，加深学生对硬件和软件联系与配合的认识，并最终形成系统的认识。
课程特点一：帮助学生建立CPU级和硬件系统级的整机概念，培养学生在硬件系统分析、设计、开发等方面的能力，为学生学习后继的计算机专业课打下坚实的基础。
课程特点二：讲授知识点遵照计算机专业考研大纲要求，为考研复习提供重要支持。
课程大纲1.计算机系统概论1.1计算机发展简史1.2计算机系统的组成1.3计算机系统的层次结构1.4程序开发与执行过程1.5计算机系统性能评价课堂讨论第一章测试2.数据的机器级表示2.1 进位计数制2.2带符号数的表示2.3数的定点表示2.4数的浮点表示2.5 非数值数据的编码表示专题C语言中的数据表示专题十进制转换二进制的快捷方式课堂讨论第二章测试3.运算部件3.1并行加法器3.2算术逻辑部件3.3定点数运算3.4浮点数运算课程讨论第三章测试4.指令系统4.1指令格式4.2 寻址方式4.3指令类型第四章测试5.中央处理器5.1概述5.2 简单CPU设计5.3流水线技术课程讨论第五章测试6.存储系统6.1 半导体随机存取的存储器6.2半导体只读存储器和Flash存储器6.3 主存储器的连接与控制6.4高速缓冲存储器第六章测试7.总线与I/O子系统7.2 I/O接口7.1总线第七章测试。
计算机组成原理课程大纲
计算机组成原理课程大纲一、课程简介计算机组成原理课程是计算机科学与技术专业的重要基础课程之一，旨在让学生全面了解计算机组成及其内部运行原理。
本课程内容涵盖计算机硬件组成、指令系统结构、处理器设计与实现、存储器层次结构、I/O系统等方面的知识，通过理论讲解与实践操作相结合的方式，培养学生的计算机系统分析、设计与优化能力。
二、课程目标1. 理解计算机系统的层次结构与组成部件，掌握计算机系统的发展历程；2. 掌握指令系统设计与硬件描述语言的基本原理与方法；3. 理解处理器的主要功能与运行原理，能够进行处理器的设计与实现；4. 理解计算机存储器层次结构、高速缓存、虚拟存储器等相关概念与技术；5. 了解计算机的I/O系统、总线结构及工作原理。
三、课程大纲与内容安排1. 第一章：引言1.1 计算机的发展历程1.2 计算机系统的层次结构1.3 计算机性能指标与评价方法2. 第二章：计算机硬件组成2.1 冯·诺依曼体系结构2.2 中央处理器（CPU）的组成与功能 2.3 存储器的层次结构与分类2.4 输入输出设备与接口控制器2.5 总线与主板3. 第三章：指令系统结构3.1 指令的格式与编码方式3.2 寻址方式与寻址模式3.3 指令的执行过程与流水线技术4. 第四章：处理器设计与实现4.1 单周期与多周期处理器设计4.2 流水线处理器设计与优化4.3 异常处理与中断机制5. 第五章：存储器层次结构5.1 存储器的分类与特性5.2 高速缓存的工作原理与替换策略5.3 虚拟存储器的概念与实现6. 第六章：I/O系统6.1 输入输出系统的基本概念与功能6.2 I/O接口与设备控制器6.3 DMA技术与中断处理四、教学方法与评估方式本课程以理论授课、实践操作、课堂讨论等形式相结合，培养学生的综合分析与解决问题的能力。
通过课堂作业、实验报告以及期末考试等方式进行综合评估，考核学生对计算机组成原理的理解与应用能力。
课程教案计算机组成原理
课程教案计算机组成原理课程教案：计算机组成原理教学目标：1. 理解计算机组成原理的基本概念和理论；2. 掌握计算机系统结构及其主要组成部分；3. 了解计算机内部数据传输与控制的基本原理；4. 掌握计算机数据表示和运算的基础知识；5. 能够分析和解决计算机硬件设计中的基本问题。
教学内容：一、计算机组成原理概述1. 计算机组成原理的定义和作用2. 计算机系统的层次结构3. 计算机硬件与软件的关系二、计算机系统结构1. 冯·诺依曼结构2. 存储程序与指令执行3. 控制单元与运算器4. 输入输出设备和存储器三、数据传输和控制1. 内部数据传输的基本原理2. 控制器的功能与设计原则3. 输入输出设备的接口设计四、数据表示和运算1. 二进制数系统2. 数字信号的表示与编码3. 逻辑运算和算术运算4. 浮点数表示与运算五、计算机硬件设计1. 存储器的层次结构与设计2. 中央处理器的设计与优化3. 输入输出设备的设计与接口教学方法：1. 课堂讲授：教师对计算机组成原理的相关概念和理论进行详细讲解，帮助学生理解和掌握知识；2. 实验演示：通过实际的计算机硬件实验，展示计算机组成原理在实践中的应用，加深学生对知识的理解；3. 分组讨论：鼓励学生自主学习和合作讨论，在小组内共同解决计算机硬件设计问题，提高问题解决能力；4. 课堂练习：通过课堂上的练习题，检验学生对计算机组成原理的掌握情况，加强知识运用能力。
教学评价：1. 课堂表现：学生的参与度、表达能力和问题解决能力；2. 实验报告：学生的实验记录和实验结果分析；3. 期末考试：对学生对计算机组成原理知识的综合掌握情况的评估；4. 作业完成情况：学生对相关理论知识的理解和应用。
教学资源：1. 教材：《计算机组成原理》；2. 实验设备：计算机硬件实验平台、开发板等；3. 多媒体教学资源：PPT、视频等。
教学进度安排：本课程为两学期课程，每周2个课时，共32个课时。
《计算机组成原理》详细教学大纲
《计算机组成原理》教学大纲 课程名称：计算机组成原理 英语名称： 课程代码： 课程性质：专业必修 学分学时数： 3/48 适用专业：计算机应用技术与计算机网络 修（制）订人： 修（制）订日期： 审核人： 审核日期： 审定人： 审定日期： 一、课程的性质和目的 （一）课程性质 本课程是计算机应用技术和计算机网络专业的一门专业技术基础课。
（二）课程目的 课程教学所要达到的目的是：使学生了解计算机的基本结构；掌握计算机的基本组成与结构原理，各功能部件在整机中的作用以及所要完成的任务；掌握程序和数据在计算机中是如何存储的以及指令在计算机中的编译和执行过程。
掌握计算机与外部设备之间的接口技术与原理；了解计算机外部设备的基本结构与工作原理。
并能够用课程中学到的知识，对计算机系统硬件进行初步设计、组装和调试。
二、教学内容、重（难）点、教学要求及学时分配 第一章： 计算机系统概述：（5学时） 1、讲授内容： (1)计算机硬、软件概念。
（1学时） (2)计算机的层次结构。
（1学时） (3)计算机的分类及应用。
（1学时） (4)计算机的特点和性能指标。
（1学时） (5)电子计算机的发展史。
（1学时） 2、教学要求： 了解：计算机硬、软件概念；计算机的层次结构。
理解：计算机的分类及应用；电子计算机的发展史。
……………………………………………………………………装……订……线……………………………………………………………………………………………………………掌握：计算机的特点和性能指标。
3、教学重点：计算机的特点和性能指标。
4、难点：重点掌握计算机的性能指标。
第二章：信息编码及在计算机中的表示（6学时） 1、讲授内容： （1）信息的数字化编码。
（1学时） （2）进位计数制及其相互转换。
（2学时） （3）非数值数据的表示。
（1学时） （4）数值数据的表示和运算。
（1学时） （5）数据校验码（1学时） 2、教学要求： 了解：信息的数字化编码 理解：非数值数据的表示 掌握：数据校验码 3、教学重点：进位计数制及其相互转换； 4、难点：非数值数据的表示。
《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 中文名称： 计算机组成原理 英文名称： The computer makes up the principle 适用专业： 计算机各专业，电类、信息类专业 学时数： 56学时 先行课程： 计算机技术导论、计算机实用技术
一． 程的地位、任务和作用 《计算机组成原理》是高等学校计算机基础及应用的专业基础课，以大学本科非计算机专业的学生为对象，站在计算机专业的高度，而从其它非计算机专业（主要是电类）所需计算机组织与结构方面的知识需要出发，设置《计算机组成原理》这一课程。 本课程主要讨论计算机单机系统的组成及内部工作机制。应强调计算机的基本原理和基本知识。通过课堂教学和实践环节的训练，使学生掌握各大部件的组成原理、逻辑实现及其互连构成单机系统的基本原理；使大学生结合自己的专业及后续课程－《单片机应用系统设计技术》等的学习，为计算机应用系统的分析、设计、开发打下基础。 针对计算机组成原理学习难度大的特点，在讲授理论知识的同时，考虑到该课程讲授的又是实实在在的“物理机”，理论与实际的联系很密切，因此，某些部件的组成还是以某些典型机器为例加以介绍，这就解决了理论联系实际，又不局限于某一台计算机的问题；另一方面，介绍与专业有关的一些实用例子，学以致用；第三方面，多点介绍计算机组成的最新技术，缩短书本与实际的距离。 《微型计算机接口技术》和《单片机应用系统设计技术》课程是《计算机组成原理》的后续课程。 《计算机组成原理》有关接口部分内容只介绍接口的概念及基本组成，《微型计算机接口技术》的主要任务是讲述接口芯片及应用方法。在《计算机组成原理》已较全面地讨论了单机系统的组成及内部工作机制后，学习《单片机应用系统设计技术》课程的重点可放在单片机的硬件特点、汇编语言（或单片机的C语言）的熟悉、开发系统的使用以及应用系统的分析设计上。
二. 课程的基本内容和要求 1．通过本课程的学习，达到以下要求： （1）掌握计算机硬件系统各部分的组成及工作原理； （2）掌握计算机硬件各部分组成整机的工作原理，单处理器内部的运行机制，从而建立起计算机的整机概念； （3）初步掌握计算机硬件系统的分析方法。
计算机组成原理 教案
计算机组成原理教案教案名称：计算机组成原理教学目标：1. 了解计算机组成原理的基本概念和主要组成部分。
2. 理解计算机的工作原理和数据传输过程。
3. 掌握计算机的运算方式和存储原理。
4. 能够分析和设计简单的计算机系统。
教学内容和步骤：1. 引入：通过提问和展示计算机的外部和内部结构，激发学生对计算机组成原理的兴趣和好奇心。
2. 计算机组成原理概述：a. 计算机的定义和分类。
b. 计算机的主要组成部分和功能。
c. 冯·诺依曼体系结构和指令执行过程。
3. 存储器和存储原理：a. 存储器的分类和功能。
b. 主存储器和辅助存储器的区别和作用。
c. 存储器的工作原理和访问方式。
4. 运算器和运算方式：a. 运算器的功能和结构。
b. 运算器的算术运算和逻辑运算。
c. 运算器的运算速度和性能指标。
5. 控制器和指令执行过程：a. 控制器的功能和结构。
b. 指令的执行过程和流程控制。
c. 控制器和运算器之间的数据传输和配合方式。
6. 总线和数据传输：a. 总线的定义和分类。
b. 总线的数据传输方式和性能指标。
c. 总线的原理和设计要点。
7. 计算机系统设计案例分析：a. 结合实际案例，分析和设计简单的计算机系统。
8. 小结和练习：总结本节课的内容，布置相关练习题。
教学方法和手段：1. 讲授法：通过讲解和示意图，介绍计算机组成原理的基本概念和主要组成部分。
2. 讨论法：引导学生发表自己的理解和观点，促进学生之间的交流和讨论。
3. 实践法：组织学生进行相关的实验操作，加深对计算机组成原理的理解和掌握。
4. 案例分析法：通过具体的案例分析，帮助学生将理论知识应用到实际计算机系统的设计中。
5. 游戏和小组合作学习：组织学生参与相关游戏和小组合作学习，增强学生的学习兴趣和能力。
教学资源和评估方法：1. 教学资源：多媒体教学课件、教科书、实验室设备等。
2. 评估方法：课堂讨论参与度、课后练习题成绩、实验报告质量等。
计算机组成原理教案模板
计算机组成原理教案模板一、教学目标1. 了解计算机组成原理的基本概念和组成要素。
2. 掌握计算机的硬件结构和主要部件的功能。
3. 理解计算机的指令系统和工作原理。
4. 学会使用计算机组成原理的相关工具和软件。
二、教学内容1. 计算机组成原理概述计算机的发展历程计算机系统的层次结构计算机组成原理的研究内容2. 计算机硬件组成中央处理器（CPU）存储器输入/输出设备总线和接口3. 计算机指令系统指令的格式和类型寻址方式指令的执行过程4. 计算机系统性能评价计算机性能指标处理器性能评价存储器性能评价系统性能优化5. 计算机组成原理实验实验目的和内容实验器材和工具实验步骤和注意事项三、教学方法1. 讲授法：通过讲解和演示，让学生了解计算机组成原理的基本概念和组成要素。
2. 案例分析法：通过分析实际案例，让学生掌握计算机的硬件结构和主要部件的功能。
3. 实验法：通过动手实验，让学生理解计算机的指令系统和工作原理。
4. 小组讨论法：通过小组讨论，让学生互相交流学习心得，提高综合分析问题的能力。
四、教学资源1. 教材：计算机组成原理教材2. 课件：计算机组成原理课件3. 实验设备：计算机组成原理实验设备4. 网络资源：相关学术论文和教程五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现和作业完成情况。
2. 考试成绩：考察学生对计算机组成原理知识的掌握程度。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力。
4. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的参与度和协作能力。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，其中理论课时24课时，实验课时8课时。
2. 授课方式：课堂讲授与实验相结合。
3. 授课时间：第1-8周，每周4课时。
七、教学重点与难点1. 教学重点：计算机硬件组成、指令系统、计算机系统性能评价。
2. 教学难点：计算机指令的执行过程、存储器性能评价、系统性能优化。
八、教学进度计划1. 第1-4周：计算机组成原理概述、计算机硬件组成。
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1
河北工业大学
计算机科学与技术、软件工程、网络工程专业
2008/2009（2）2007级
《计算机组成原理》
课程授课计划表
2009
年2月15日
周次
学时 教学内容摘要及教学方式（讲课、实验、习题课） 备
注
1 2
1、计算机系统概论，简要介绍计算机系统的语言，硬件，应用，发展等。
2 2
2、计算机中数据表示中的定点数，浮点数，十进制数串，字符串，汉字。
2 2
2、计算机中的机器数的表示方法，原码、补码、反码、移码。
3 2
2、计算机中的数据校验，奇偶校验，实现电路，原理。
4 2
2、数据校验中的海明校验，实现电路，原理；循环冗余校验原理。
4 2
3、定点数补码加、减法运算及其溢出判定；定点数原码一、两位乘法运算及实现原理。
5 2
3、定点数补码一、两位乘法运算及实现原理。
6 2
3、定点数原码除法运算，简单介绍并行除法。
6 2
3、浮点数的加、减、乘、除运算。
7 2
3、定点数运算器介绍；浮点数运算器介绍。
8 2
4、存储器的分类方法、分级结构，存储器的技术指标。
8 2
4、随机存储器动态和静态存储器，主存储器。
9 2
4、相联存储器、闪存、多体交叉、虚拟存储器。
10 2
4、Cache存储器。
10 2
5、指令系统中的数据表示，寻址方式。
11 2
5、指令系统的格式。
12 2
5、指令系统的扩展技术。
12 2
5、RISC和CISC。
13 2
6、控制器的功能和构成,指令的执行过程。
14 2
6、微控制器的计算机的基本概念，基本原理。
2
14 2
6、微程序设计技术中的微指令的编译法，微程序流的控制。
15 2
6、微指令的格式，微程序控制存储器和动态微程序设计。
16 2
6、硬布线控制器结构，原理，控制器的控制方式。
16 2
习题，大总结。
主讲教师： 耿恒山、田红丽、张军 教研室主任： 沈西挺