《计算机组成原理》教学大纲
《计算机组成原理》教学大纲-信息与计算科学专业
《计算机组成原理》课程教学大纲一、教学大纲说明(一)、课程的地位、作用与任务《计算机组成原理》是信息类计算机应用专业学生必修的公共基础课之一，是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。
在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。
其特点是概念多、内容全面、涉及硬件内容，系统性强，其整体实现思想和技术理解有点难度。
(二)、课程的教学目的要求计算机组成原理对建立计算机整体概念，因此本课程的目的是使学生通过本课程的学习，理解计算机系统的基本概念和主要结构，掌握其工作原理，了解它的发展的新技术、新动向，从而为学生以后在各类计算机上从事开发和应用的需要。
掌握：基本概念包括：计算机系统组成及层次结构、运算方法和运算器、存储系统与指令系统、中央处理器、总线系统、外围设备、输入输出系统等。
基本知识：计算机系统的基本结构和工作原理以及有关的新技术。
理解重点：运算器结构、存储系统的管理方法、指令格式、中央处理器的结构和控制、外围设备通信控制方式。
难点：运算方法及运算器、中央处理器、输入输出控制方式。
(三)、课程的教学方法和手段１、本课程概念多、较抽象、涉及面广，因此教学形式以讲授方式为主。
２、为加强和落实动手能力的培养，应充分重视实践性教学环节，配合主教材、辅助教材、CAI、网络教材、试题库、实验教材综合使用，力求形成理论、抽象、设计三过程相统一的课程体系。
３、对关键性概念、整体实现思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。
４、如条件许可，应利用网络技术进行授课、答疑和讨论。
(四)、课程与其它课程的联系先修课为：计算机应用基础、操作系统原理、电子电路基础的知识(五)、教材与教学参考书教材：白中英，《计算机组成原理》(第三版、网络版) ，清华大学出版社，2008年3月二、课程的教学内容、重点和难点1.课程以文字教材为主(包括主教材和实验教材两部分),文字教材担负起形成整个课程体系系统性和完整性的任务，是学生学习的主要媒体形式。
《计算机组成原理》教学大纲
计算机组成原理注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课/实践课/通识类选修课；课程性质是指必修/限选/任选一、课程的任务和教学目的《计算机组成原理》是计算机专业的一门专业主干课程，其任务是使学生掌握计算机的基本工作原理, 深刻理解程序在计算机硬件上被执行的过程，为培养学生对计算机系统进行分析、设计、开发、使用的能力奠定基础。
本课程以Yy-Z02计算机组成原理模型机为实例，重点讲述计算机单处理器系统的硬件组成与工作原理，同时介绍当前计算机系统的新技术和发展趋势。
该课程在专业课程体系中起承前启后的作用。
二、课程内容与基本要求1、概论了解电子计算机的发展简史，应用领域，理解冯·诺依曼体系结构的存储程序概念及计算机的基本特点，了解多核的基本概念及其处理器芯片的发展情况，掌握计算机系统的硬件组成和层次结构。
2、数据表示与运算(1) 信息编码与数据表示了解非数值数据的表示方法和编码，掌握数制及其转换，掌握定点机器数（原码、反码、补码、移码）和浮点机器数的表示方法及特点，理解常用的几种数据校验码。
(2) 运算方法和运算器掌握定点加减运算及其实现，掌握定点原码乘除运算的基本方法，掌握浮点机器数加减和乘除运算原理，理解快速乘除法运算技术，掌握运算器部件的组成和数据通路，了解典型运算器实例的结构及原理，了解向量化、并行计算等概念和基本原理。
3、存储系统理解存储器分类及存储系统的层次结构，主存储器的技术指标，理解静动态存储器的组成及工作原理，理解CPU读写存储器的基本过程，掌握静态存储器的扩充及与CPU的连接，掌握动态存储器的刷新控制，理解各种高速存储器的原理，掌握高速缓冲存储器Cache 的基本原理、地址映射方法、替换策略以及Cache一致性的概念，了解RAID存储阵列、虚拟存储器等概念。
4、指令系统了解计算机指令系统的发展，掌握机器指令格式及各种寻址方式，理解指令类型，掌握机器指令与汇编指令的关系，了解典型指令系统，比如SSE系列指令集等实例。
《计算机组成原理》实验教学大纲
《计算机组成原理》实验教学大纲一、实验目的1.了解计算机的基本组成结构和工作原理；2.掌握计算机各个部件的功能和作用；3.掌握计算机组成原理的基本概念和理论知识；4.培养学生动手实践、动脑思考的能力；5.提高学生的团队协作和问题解决能力。
二、实验内容1.计算机硬件基本组成实验（1）CPU的功能和性能测试（2）主板的组装和测试（3）内存的安装和测试（4）硬盘的安装和测试2.计算机软件基本组成实验（1）操作系统的安装和配置（2）应用软件的安装和配置（3）网络设置和测试3.计算机接口和通信实验（1）串口和并口的测试（2）USB接口的测试（3）网络通信的测试4.计算机系统性能测试实验（1）性能测试软件的使用（2）性能测试实验数据分析（3）性能测试实验结果报告5.计算机故障排除实验（1）硬件故障排除方法（2）软件故障排除方法（3）系统故障排除方法三、实验设备1.计算机硬件设备：CPU、主板、内存、硬盘、显卡、其他外设2.计算机软件设备：操作系统、应用软件、性能测试软件3.通信设备：串口、并口、USB接口、网络设备四、实验要求1.认真学习计算机组成原理的理论知识；2.熟练掌握计算机硬件和软件的基本操作方法；3.认真执行实验操作步骤，按时完成实验任务；4.认真分析实验数据，撰写实验报告；5.积极参与实验讨论和交流，相互学习，共同进步。
五、实验流程1.实验前准备：查阅相关资料，准备实验材料；2.实验操作：根据实验大纲逐步进行实验操作；3.实验数据：记录实验过程中产生的数据和结果；4.实验分析：根据实验数据和结果分析实验过程；5.实验报告：撰写实验报告，总结实验经验和教训。
六、实验负责人实验负责人1：XXX实验负责人2：XXX七、实验安全注意事项1.操作实验设备时需注意安全，切勿疏忽大意；2.保护实验设备，避免损坏；3.如有不懂之处，及时向实验负责人请教；八、实验成绩评定1.实验操作得分2.实验报告得分3.实验讨论得分4.实验总成绩。
计算机组成原理教学大纲
计算机组成原理教学大纲一、课程简介1.1 课程名称：计算机组成原理1.2 主讲人：XXX1.3 学时安排：总学时XXX，理论学时XXX，实践学时XXX 1.4 课程对象：计算机相关专业本科生1.5 前期知识要求：计算机基础知识、数据结构等二、课程目标2.1 知识点：- 掌握计算机组成原理的基本概念和核心要点- 理解计算机硬件系统的各个组成部分及其功能- 理解指令系统和计算机系统的工作原理2.2 能力培养：- 具备分析和设计计算机硬件系统的能力- 能够运用所学知识解决实际计算机系统问题- 具备团队合作与沟通能力，能够参与计算机系统开发项目三、教学内容3.1 计算机系统概述- 计算机的定义和基本组成- 计算机系统层次结构及其关系 - 计算机性能指标和评价方法3.2 数字逻辑基础- 逻辑代数与布尔运算- 组合逻辑电路设计- 时序逻辑电路设计3.3 中央处理器（CPU）设计- CPU基本结构和功能- 指令系统和指令的执行过程 - 控制器的设计与实现3.4 存储器系统- 存储器的分类和层次结构- 半导体存储器和磁盘存储器 - 存储器管理与高速缓存3.5 输入输出系统- 输入输出设备的分类和原理- 输入输出接口和数据传输方式- 中断和 DMA 控制技术四、教学方法4.1 授课方法- 理论知识授课：采用讲解和示例相结合的方式，讲师提供重点和难点内容，辅助理论演示和实际应用示例。
- 实践操作教学：通过计算机模拟实验、实际硬件操作等方式，使学生更好地理解课程内容。
4.2 学生实践- 个人实验：学生通过对计算机硬件的实际操作，提高自己的动手能力和实际问题解决能力。
- 团队项目：学生参与小组项目，通过合作与沟通，模拟实际计算机系统的设计与开发过程。
五、教材及参考资料5.1 主教材：- 《计算机组成原理》（第X版），作者：XXX，出版社：XXX5.2 参考书目：- 《计算机组成与设计》（第X版），作者：XXX- 《计算机体系结构导论》（第X版），作者：XXX5.3 网上资源：- XXX学术网站- XXX计算机教学平台六、考核方式6.1 平时成绩：课堂出勤、作业完成情况等6.2 考试成绩：闭卷考试，包括理论知识和实际应用分析能力的考察6.3 实践成绩：个人实验报告、团队项目成果等评价七、教学评价7.1 学生评价：授课过程、教学方法和教学内容的反馈，包括意见和建议7.2 教师评价：学生学习情况、作业完成情况、考试成绩等综合评定八、其他事项8.1 课程进度安排：每周两次课，每次2学时，共X周8.2 课程安排变动通知：如有变动，提前通知学生并跟进调整8.3 课程辅助资源：提供课堂讲义、实验指导手册等辅助学习资料以上为《计算机组成原理教学大纲》的内容，将按照该大纲进行教学，希望能够通过本课程使学生全面掌握计算机组成原理的核心知识和应用能力，为他们的计算机专业发展打下坚实的基础。
计算机组成原理教学大纲
计算机组成原理教学大纲计算机组成原理教学大纲导言：计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的结构和功能，为学生提供了深入了解计算机内部工作原理的机会。
本文将探讨计算机组成原理教学大纲的设计，以及如何优化教学内容和方法，使学生能够更好地理解和应用所学知识。
一、课程目标计算机组成原理课程的目标是使学生掌握计算机系统的基本组成部分、工作原理和相互关系，能够理解和分析计算机硬件的功能和性能，并能应用所学知识进行计算机系统设计与优化。
二、教学内容1. 计算机硬件概述- 计算机的发展历程- 计算机的基本组成部分- 计算机的工作原理2. 数据表示与处理- 数字系统与编码- 数据的表示与运算- 浮点数表示与运算3. 计算机的指令系统- 指令的格式和执行过程- 指令的寻址方式- 指令的设计与优化4. 存储器层次结构- 存储器的分类与特点- 存储器的层次结构- 存储器的访问与优化5. 输入输出系统- 输入输出设备的分类与特点- 输入输出接口的设计与实现- 输入输出性能的评价与优化6. 总线与并行处理- 总线的分类与特点- 总线的传输方式与性能- 并行处理的原理与应用三、教学方法1. 理论授课- 通过讲解教师提供的教材和课件，向学生介绍计算机组成原理的基本概念和原理，帮助学生建立起知识框架。
2. 实验操作- 设计一系列实验，让学生亲自操作计算机硬件，如组装计算机、调试指令系统等，以加深对理论知识的理解和应用能力的培养。
3. 课堂讨论- 定期组织学生进行课堂讨论，提出问题、解答疑惑，促进学生之间的思想交流和合作，培养学生的分析和解决问题的能力。
4. 项目实践- 安排一些小组项目，让学生在实际问题中应用所学知识，进行计算机系统的设计与优化，培养学生的实践能力和团队合作精神。
四、教学评估1. 平时成绩- 包括作业、实验报告、课堂表现等，用于评估学生对理论知识的掌握和应用能力的培养。
2. 期中考试- 考察学生对课程内容的整体理解和掌握程度。
计算机组成原理教学大纲
计算机组成原理教学大纲《计算机组成原理》教学大纲一、课程概述《计算机组成原理》是计算机专业的最重要的基础课程之一，主要以信息在计算机内部的加工、处理为主线介绍计算机的结构、工作原理和功能特性；从一台计算机的整体结构出发，介绍计算机硬件系统内部各部件之间的互连、指令系统和指令在计算机中的执行过程；详细介绍组成计算机的各部件的组成原理、逻辑实现和设计方法；为了便于学生对基本概念的理解，培养学生对硬件系统的分析、设计、使用方面的能力，给出一种或两种有代表性的机型的结构介绍。
本课程的教学目的是使学生掌握计算机的基本组成部件、逻辑功能、工作原理、设计方法和实现技术等的有关基础知识和技术，建立完整、清晰的计算机整机概念。
并使学生具备对计算机系统整机和部件进行分析和设计的能力。
计算机组成原理课程的教学任务围绕机器指令级以及与此密切相关的微操作级和汇编语言级，从计算机硬件到计算机软件以及软硬件的有机结合，从计算机内部工作机制与编程求解问题相结合，从CPU 部件与整机系统两个层次，从逻辑组成、内部工作机制、程序设计等三个方面，通过课堂授课和实验，达到计算机组成原理课程的教学基本目的，并培养本学科的学生在设计、分析和解决大型数字系统的基础理论和基本的实际动手能力，为学习后续课程打下良好的基础。
《大学物理》、《计算机导论》、《电路与电子学》、《数字电路》、《汇编语言程序设计》等课程，是《组成原理》的先修课程。
而《计算机组成原理课程设计》、《操作系统》、《计算机接口技术》、《单片机原理与应用》、《计算机体系结构》、《计算机外部设备》及《计算机网络》等课程是它的后续课程。
二、课程目标1．知道《计算机组成原理》这门学科的性质、地位和独立价值。
知道这门学科的研究范围、分析框架、研究方法、学科进展和未来方向。
2．理解计算机系统的运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大组成部件的有关基本概念和基本原理。
了解相应的有关新技术和方法。
《计算机组成原理》教学大纲
计算机组成原理》教学大纲本门课程得教学目标与要求:《计算机组成原理》就是计算机科学与技术专业得一门核心专业基础课。
通过本课程得学习, 使学生掌握计算机系统得基本组成、计算机中数据得表示方法、计算机各硬件部件得功能与工作原理等，为学生学习计算机专业课打下坚实得基础。
要求学生：1. 从总体上了解计算机硬件、软件、计算机主要部件得基本概念；2. 掌握计算机中各种数据得表示方法;3. 掌握运算器得功能、组成与工作原理;4. 掌握广泛使用得各类半导体存储器得工作原理与特性、主存储器系统得设计、多级存储器层次结构；5. 掌握C PU得组成、C PU各个部件在计算机运行过程中得作用、如何实现各条指令得功能；6. 掌握指令得格式、常见得寻址方式与指令得主要类型;7. 掌握总线得概念、特性与几种常用得总线标准;8. 掌握几种基本得信息交换方式与常用得外围设备得工作原理. 教学重点与难点:本课程重点就是：运算方法与运算器、存储系统、中央处理器。
本课程难点就是：存储系统与中央处理器。
教学对象: 计算机科学与技术专业本科大学生。
教学方式: 采用多媒体教学。
教学时数：6 0学时。
教学具体内容及学时分配第一章概论（2 学时）教学目标与要求:通过学习本章，使学生了解计算机硬件、软件得概念与计算机得基本组成，从总体上认识计算机。
要求学生：1. 了解计算机得分类与应用领域；2. 了解计算机硬件得概念与基本组成；3. 了解计算机层次结构。
教学重点与难点:本章重点：计算机硬件、软件得概念与计算机得基本组成。
无难点。
教学方式：课堂讲授2学时。
第一节计算机系统简介（0、5 学时）一、计算机系统简介计算机软件、硬件概念。
二、计算机层次结构将计算机得层次结构。
第二节计算机得基本组成（1 学时）一、数字计算机得硬件组成介绍数字计算机得基本组成.二、计算机得工作步骤介绍数字计算机得工作步骤.第三节计算机硬件得主要技术指标（0、5学时）计算机硬件得主要技术指标。
《计算机组成原理》教学大纲
《计算机组成原理》教学大纲课程名称：计算机组成原理课程英文名称：Computer Organization讲课学时：72一、课程性质与任务（课程在专业教学计划中的地位与课程教学目标）“计算机组成原理”属于专业基础课，必修课。
该课程面向应用、突出实践、偏向硬件和理论。
《计算机组成原理》是计算机教学中的一门核心课程，是学习计算机课程所要必修的主干课。
通过教学，使学生对计算机的各主要部分（运算期、控制器、存储器、输入输出设备）的构成及工作原理有一个深刻的、系统的认识和理解，同时对计算机的发展趋势也有一个较为深入的了解。
主要讲解简单、单台计算机的完整组成原理和内部运行机制，包括运算器部件、控制器部件、存储器子系统、输入/输出子系统与输入/输出系统设备，围绕各自的功能、组成、设计、实现、使用等知识进行介绍；此外，该课程的工程性、实践性、技术性比较强，还强调培养学生的动手动脑能力、开创与创新意识、实验技能，这些要求更多的是通过作业、教学实验等环节完成，要求学生有意识地主动加强这些方面的练习与锻炼。
二、课程的基本要求（课程教学应使学生达到的基本要求）计算机系统概述、计算机中的数据表示、运算方法和运算器、指令系统、随机逻辑和微程序控制原理、存储系统、输入输出系统、计算机外设简介，要求学生掌握计算机的组成和工作原理。
通过学习，使学生了解计算机的组成原理及工作原理，以建立整机概念。
本课程设有实验，以加深对课程内容的理解，培养学生的动手能力。
第1章计算机系统概论了解计算机的类型：模拟和数字，专用和通用，巨型机、大型机、小型机、微型机、单片机熟悉计算机的硬件组成部件及其作用掌握主存有关概念：存储器地址、存储单元和存储容量；位bit、字节byte、KB、MB、GB掌握“存储程序、程序控制”的冯·诺依曼计算机的基本思想区别操作码和地址码（操作数）、指令字和数据字、指令流和数据流理解指令周期（控制器工作周期）：取指、译码、执行掌握总线、处理器总线和系统总线的概念，熟悉数据总线、地址总线和控制总线的功能理解目的程序、汇编程序、编译程序的作用，区别机器语言、汇编语言和高级语言（算法语言）掌握计算机系统的层次结构、软件与硬件的逻辑等价性思想第2章运算方法和运算器掌握数据的定点格式，定点整数的表达范围，有符号数和无符号数掌握浮点格式的表达，熟悉浮点数的规格化，掌握规格化单精度浮点数与实数的相互转换理解真值和机器数，掌握定点整数的补码、反码、原码和移码表示法掌握BCD码、ASCII码的编码规律，理解小端方式和大端方式的存储特点区别汉字输入编码、机内码、字模码和汉字交换码理解检验码的作用，掌握奇偶校验以及检错能力理解补码的加法运算和减法运算规律熟悉溢出的概念，理解上溢（正溢）和下溢（负溢）的概念以及符号位检测方法了解内部总线和外部总线、单向总线和双向总线的概念掌握浮点加减法的操作过程，了解其中对阶、规格化、舍入处理的作用熟悉IEEE754标准的4种舍入处理方法第3章存储系统熟悉存储系统的分级（层次）结构，掌握存储访问的局部性原理理解存储容量、存取时间、存取周期、存储器带宽的概念了解SRAM、DRAM和NVRAM的特点掌握SRAM存储结构与芯片地址引脚和数据引脚的关系理解位扩展和字扩展的含义和作用，掌握芯片扩展与芯片容量的关系了解DRAM的行地址和列地址，理解DRAM的刷新操作和方法了解ROM芯片的类型和各自特点掌握Cache的功能和基本原理，掌握命中率、平均访问时间和访问效率的计算方法理解Cache的地址映射的作用，掌握全相联、直接和组相联映射的原理和特点，熟悉Cache中标记（标签）的作用理解替换策略的作用，熟悉LRU、LFU和随机法理解Cache的写操作策略，熟悉直写法（全写法）和回写法（写回法）第4章指令系统了解指令、指令系统、指令格式、操作码、地址码、指令助记符的概念理解寻址方式的含义，区别指令寻址和数据寻址掌握指令的顺序寻址和跳跃寻址掌握数据的隐含寻址、立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对（基址）寻址熟悉堆栈的访问原理，理解进栈PUSH和出栈POP操作熟悉指令系统包含的基本指令类型掌握CISC和RISC的含义，掌握RISC的主要特点第5章中央处理器熟悉CPU的基本模型和主要寄存器的作用理解指令周期、CPU周期（机器周期、总线周期）和时钟周期（T周期）的概念和区别了解CLA、ADD、STA和JMP指令在CPU基本模型的执行过程理解微程序控制器和硬布线控制器的实现特点，了解微命令、微操作、微指令和微程序的概念熟悉并行性的概念和提高并行性的技术途径掌握指令流水线的思想，理解流水CPU的时空图掌握资源相关、数据相关和控制相关的概念了解SISD、SIMD、MIMD的分类概念，理解多媒体指令的并行处理特点第6章总线系统理解内部总线、系统总线和I/O总线（芯片总线、内总线和外总线）的分类理解总线的4个方面特性，掌握总线带宽以及计算熟悉单总线、双总线和三总线结构理解串行传送和并行传送的概念，掌握起止式异步通信字符格式理解总线仲裁的作用，了解集中仲裁和分布仲裁思想掌握总线同步定时和异步定时（时序）的特点了解各种总线数据传送模式了解PCI总线、ISA总线、SCSI总线和IEEE1394总线的特点第7章外围设备掌握像素、点距、分辨率、灰度级（彩色深度）、刷新、扫描的概念，以及对显示效果的影响掌握磁盘存储器重要的技术指标及计算方法了解NRZ、PM、FM、MFM各记录方式的特点了解磁面、磁道、磁柱、扇区的概念，以及磁盘信息的分布特点第8章输入输出系统理解I/O接口的作用，熟悉I/O端口的编址方式掌握各种外设管理方式的概念和特点熟悉查询传送方式的过程理解中断源、内部中断（异常）和外部中断的概念区别可屏蔽中断和非屏蔽中断掌握可屏蔽中断传送方式的过程及其相关概念熟悉单级中断、多级中断的概念了解IA-32微处理器主要中断类型，理解向量地址、中断优先权、中断嵌套的含义理解中断控制器的作用了解Pentium处理器的中断机制理解DMA传送方式的特点，掌握DMA传送的工作过程了解CPU暂停、周期挪用、交替访问的区别了解通道的组成结构和类型第9章操作系统支持掌握操作系统的概念、功能、特点以及需要解决的问题理解操作系统的调度掌握进程的概念、调度的层次理解处理机调度的实现理解存储管理掌握虚拟存储器的功能、物理地址和虚拟（逻辑）地址的概念熟悉页式和段式虚拟存储器的管理和地址转换理解存储保护，熟悉存储区域和访问方式保护的思想考试形式闭卷笔试，120分钟考试题型填空题：1×20＝20分单选题：2×05＝10分判断题：1×10＝10分简答题（基本概念、基本原理等）：5×4＝20分计算题：10×2＝20分应用题：10×2＝20分成绩计算考试成绩×85%+平时成绩×15%使用教材白中英等，计算机组成原理，科学出版社，第四版，2008。
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《计算机组成原理》教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：计算机组成原理课程英文名称：Principles of Computer Composition课程编码：课程类型：学科基础课总学时：64理论学时：52 实验学时：12学分：4适用专业：计算机类专业先修课程：数字逻辑开课院（部）：计算机科学与工程学院二、课程的性质与任务《计算机组成基础》是计算机类专业必修的一门学科基础课。
本课程介绍计算机系统的组成原理及内部工作机制，包括计算机各大部件的结构、工作原理、逻辑实现、设计方法及其互连构成计算机整机的技术，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，深刻理解程序在计算机硬件上被执行的过程，建立计算机系统的整体概念，对培养学生设计开发计算机系统的能力有重要作用。
为今后计算机网络、操作系统、计算机体系结构及专业方向课程的学习打好基础。
三、课程教学基本要求1、计算机组成原理课程的内容比较抽象，教学中需要结合实际例子进行讲授。
2、讲授比较复杂的过程，如指令周期的步骤，可以通过动画演示，帮助学生理解。
也可以结合实验，讲解数据通路。
3、要求学生课前预习，课后复习，尽量完成课后所有习题，帮助消化理解教学内容。
对于典型的习题，应该在习题课上详细讲解。
选讲一些综合性的考研试题，帮助学生开拓思路。
4、注重实验的教学效果，实验不能仅仅停留在做出结果，一定要让学生知其所以然，并且能初步进行一些设计。
四、理论教学内容和基本要求第一章计算机系统概论（一）讲授内容：1.1 计算机的分类1.2 计算机的发展简史1.3 计算机的硬件1.4 计算机的软件1.5 计算机系统的层次结构（二）基本要求：（1）了解计算机软硬件的概念，软件的分类；（2）理解计算机的系统层次结构，包括计算机硬件的基本组成(五大部件的构成)，以及计算机的基本工作过程；（3）掌握计算机的工作原理、硬件的主要技术指标。
（三）重点及难点：重点：计算机的工作原理、计算机的层次结构第二章运算方法和运算器（一）讲授内容：2.1 数据与文字的表示方法2.2 定点加法、减法运算2.3 定点乘法运算2.4 定点除法运算2.5 定点运算器的组成2.6 浮点运算方法和浮点运算器（二）基本要求：（1）掌握各种数制及其相互转换的方法、无符号数和有符号数的表示方法。
计算机中数据的表示有原码、反码、补码等方法，要搞清楚它们之间的关联与区别。
搞清楚真值(实际的数值)和机器数(计算机中表示的数值)之间的关系，特别是负数的各种表示。
（2）理解BCD码、字符与字符串的编码方法，以及数据的校验码(奇偶校验、CRC冗余校验等)。
（3）掌握定点数的表示和定点数的运算，包括定点数的位移运算、原码定点数的加/减运算、补码定点数的加/减运算、定点数的乘/除运算、溢出概念和判别方法。
（4）掌握浮点数的表示(浮点数的表示范围和IEEE754标准)和浮点数的加/减运算。
（5）掌握串行加法器和并行加法器、算术逻辑单元ALU的功能和结构。
（三）重点及难点：重点：定点数、浮点数的表示及运算、浮点数的范围和精度、IEEE754标准、算术逻辑单元的功能和结构难点：浮点数的范围和精度、浮点数运算第三章多层次的存储器（一）讲授内容：3.1 存储器概述3.2 SRAM存储器3.3 DRAM存储器3.4 只读存储器和闪速存储器3.5 并行存储器3.6 Cache存储器3.7 虚拟存储器3.8 奔腾系列机的虚存组织（二）基本要求：（1）理解存储器的层次化结构。
从整个计算机的存储体系来看，存储系统可以看成是一个“Cache—内存—外存”三级结构；（2）掌握存储器的分类以及各类存储器的基本工作原理，包括半导体随机存取存储器(SRAM、DRAM)、只读存储器(ROM)，掌握主存储器(内存)与CPU的连接和数据交换、双口RAM 和多模块存储器，还有就是外存储器。
（3）理解高速缓冲存储器(Cache)和虚拟存储器的作用。
在CPU和内存之间增加一层Cache，其目的是为了解决CPU和内存的速度匹配问题；理解虚拟存储器的基本原理、碎片的处理，各种方法的优点和缺点。
（4）掌握程序访问的局部性原理(时间局部性、空间局部性)、Cache的基本工作原理(命中率)、Cache和主存之间的映射方式、Cache中主存块的替换算法，以及Cache写策略。
（5）掌握虚拟存储器的基本概念及种类，包括页式虚拟存储器、段式虚拟存储器、段页式虚拟存储器、TLB(快表)等。
（三）重点及难点：重点：存储系统的组成，Cache和虚存的作用；SRAM和DRAM的区别；存储器和CPU 的连接；并行存储器及存储器性能指标的计算；Cache-主存映射、替换算法、Cache写策略难点：存储器和CPU的连接；Cache-主存映射第四章指令系统（一）讲授内容：4.1 指令系统的发展与性能要求4.2 指令格式4.3 操作数类型4.4 指令和数据的寻址方式4.5 典型指令4.6 ARM汇编语言（二）基本要求：（1）掌握指令的格式(包括指令的基本格式、定长操作码指令格式、扩展操作码指令格式)和各种寻址方式，还要能够区分数据寻址和指令寻址的区别。
（2）掌握CISC(复杂指令系统计算机)和RISC(精简指令系统计算机)的基本概念、特征，以及它们之间的主要区别。
（3）理解典型指令系统的组成及设计指令系统需要考虑的原则。
（4）了解ARM指令格式。
（三）重点及难点：重点：指令格式的设计和分析；指令寻址和操作数寻址；RISC和CISC指令系统的区别。
难点：指令格式的设计；指令寻址第五章中央处理器（一）讲授内容：5.1 CPU的功能和组成5.2 指令周期5.3 时序产生器和控制方式5.4 微程序控制器5.5 硬连线控制器5.6 流水CPU5.7 RISC CPU（二）基本要求：（1）掌握CPU的功能和基本结构，以及工作原理。
包括指令执行过程、数据通路的功能和基本结构、控制器的功能和工作原理(硬布线控制器、微程序控制器)。
（2）理解为什么需要流水线，流水线有哪些优势，哪些因素会影响流水线。
（3）掌握流水线的基本概念(包括超标量和动态流水线)，流水线的评价指标，如流水线的周期、吞吐率、加速比等。
（4）掌握微操作命令的分析，包括取指周期、间址周期、执行周期和中断周期。
（5）掌握控制单元的外特性，多级时序系统的分析。
（6）掌握微程序、微指令和微命令，微指令的编码方式，以及微地址的形式方式。
（7）理解微程序控制计算机的基本工作原理。
（8）了解组合逻辑设计控制单元的方法。
（9）理解微程序设计的基本技术。
（三）重点及难点：重点：CPU的基本组成；典型指令的指令周期；微程序控制和组合逻辑控制；流水线技术难点：时序信号产生器；流水线技术第六章总线系统（一）讲授内容：6.1 总线的概念和结构形态6.2 总线接口6.3 总线的仲裁6.4 总线的定时和数据传送模式6.5 HOST总线和PCI总线6.6 InfiniBand标准（二）基本要求：（1）掌握总线的基本概念，总线的分类，以及总线的组成和性能指标(例如，各类总线的宽度会影响哪些部件的性能等)；（2）掌握总线的结构，各结构的特点；（3）掌握总线仲裁方法(包括集中仲裁方式和分布仲裁方式)和总线操作及定时(包括同步定时方式和异步定时方式)；（4）了解总线标准(正式标准和工业标准) ，总线标准主要规定总线的机械结构规范、功能结构规范和电气规范。
（三）重点及难点：重点：总线基本概念，总线的分类；总线总裁方法第七章外存与I/O设备（一）讲授内容：7.1 外围设备概述7.2 磁盘存储设备7.3 磁盘存储设备的技术发展7.4 磁带存储设备7.5 光盘和磁光盘存储设备7.6 显示设备7.7 输入设备和打印设备（二）基本要求：（1）掌握I/O系统的基本概念；（2）理解各种外部设备的基本工作原理和常见的性能指标。
包括输入设备(键盘、鼠标、扫描仪等)、输出设备(显示器、打印机等)、外存储器(硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器等)。
（3）掌握磁盘的有关读写过程(寻道时间、等待时间等)，磁盘的读写时间等。
（三）重点及难点：重点：外围设备的概念及分类；磁盘的工作原理及技术指标（计算）第八章输入输出系统（一）讲授内容：8.1 外围设备的速度分级与信息交换方式8.2 程序查询方式8.3 程序中断方式8.4 DMA方式8.5 通道方式8.6 通用I/O标准接口（二）基本要求：（1）掌握I/O接口(I/O控制器)的功能和基本结构、I/O端口及其编址方式。
（2）掌握程序查询方式、程序中断方式、DMA方式、通道方式的基本概念、工作原理和过程，以及这些方式之间的区别、各自的优点和缺点、应用场合。
（3）掌握中断的基本概念、中断响应过程、中断处理过程、多重中断和中断屏蔽的概念。
（三）重点及难点：重点：CPU和外围设备交换信息的方式；中断的基本概念，中断屏蔽、中断判优、中断响应；中断优先级的判别，中断向量和中断服务程序入口。
难点：中断判优电路的设计和分析第九章并行组织与结构（一）讲授内容：9.1 体系结构中的并行性9.2 多线程与超线程处理机9.3 多处理机9.4 多核处理机9.5 多核处理机实例（二）基本要求：（1）理解同时和并发；多线程与超线程；多处理机和多核处理机的概念；（2）了解流行的多核处理器组成结构。
（三）重点及难点：重点：体系机构中的并行性五、实验教学内容和基本要求实验教学内容：（1）系统认识及运算器实验（2学时，基础性实验）：熟悉组成原理实验环境；掌握运算器的数据传输格式，验证运算功能发生器及进位控制的组合功能；完成算术、逻辑、移位运算实验（实验指导书P10），熟悉ALU运算控制器的运用。
（2）寄存器和I/O实验（2学时，基础性实验）：熟悉通用寄存器的数据通路；了解通用寄存器的构成和运用；熟悉准双向I/O口的构成原理；掌握通用寄存器R3~R0的读写操作；掌握准双向I/O口的输入输出特性。
（3）存储器实验（2学时，基础性实验）：熟悉和了解地址总线的组成结构、地址来源及集合原理；掌握程序段与数据段的寻址规则及地址部件的运用技巧；通过地址形成部件实验，建立“段”概念，学会“段”运用；熟悉和了解存储器组织与总线组成的数据通路；按照实验步骤完成实验项目，掌握存储部件在原理计算机中的运用。
（4）微控制器实验（2学时，基础性实验）：熟悉微控制器的的控制原理。
掌握微控制器的实现方法；熟悉和了解时序发生器及启停电路的工作原理，掌握三级时序系统的实现机制及运用规则。
（5）基本模型机设计与实现（4学时，综合性实验）：熟悉微控制器的的控制原理；掌握微控制器的实现方法；在掌握部件单元电路实验的基础上，构造一台基本模型计算机；为其定义5条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试掌握整机概念。