華中科技大學建設的慕課計算機組成原理（華中科技大學建設的慕課）01課程性質(zhì)課程大綱課程特色課程簡介開課信息教學目標目錄030502040607學習預備教師簡介所獲榮譽目錄0908基本信息計算機組成原理課程是華中科技大學建設的慕課、國家精品在線開放課程、國家級一流本科課程。該課程于2018年10月16日首次在中國大學MOOC開課，授課教師為秦磊華、胡迪青、譚志虎、蔣文斌、馮丹、吳非、謝雨來、王芳。據(jù)2021年10月中國大學MOOC官網(wǎng)顯示，該課程已運行7學期。計算機組成原理課程共八章，包括計算機系統(tǒng)概論、運算方法與運算器、中央處理器、輸入輸出系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)表示等內(nèi)容。課程性質(zhì)適應專業(yè)課程定位課程性質(zhì)課程定位計算機組成原理課程是一門理論性、工程性、技術(shù)性和實踐性都較強的核心專業(yè)基礎課程，在計算機學科系列課程中處于承上啟下的作用。

適應專業(yè)計算機組成原理課程適合計算機類專業(yè)學習。

課程簡介課程簡介計算機組成原理課程共八章，第一章介紹計算機系統(tǒng)性能評價等知識點；第二章講述數(shù)據(jù)校驗的基本原理等內(nèi)容；第三章介紹定點數(shù)補碼加、減運算器設計等知識點；第四章講述Cache地址映射與變換方法等內(nèi)容；第五章介紹指令系統(tǒng)概述及指令格式等知識點；第六章講述數(shù)據(jù)通路與總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容；第七章介紹總線仲裁和數(shù)據(jù)傳輸方式等知識點；第八章講述中斷請求與響應等內(nèi)容。

課程大綱課程大綱（注：課程大綱排版從左到右排列

）開課信息開課信息（注：表格內(nèi)容參考資料

）課程特色課程特色該課程結(jié)合課程特點與教學目標，提出基于構(gòu)造觀、系統(tǒng)觀、工程觀的教學設計。其中，構(gòu)造觀重在培養(yǎng)軟/硬功能部件設計方法，提升部件級的設計能力；系統(tǒng)觀強調(diào)硬件結(jié)構(gòu)對軟件執(zhí)行正確性及性能的影響，提升學習者軟硬協(xié)同的系統(tǒng)分析與解決問題的能力；工程觀訓練考慮工程制約因素，選擇恰當技術(shù)、優(yōu)化工程的意識，提升系統(tǒng)實現(xiàn)能力。

該課程結(jié)合教學團隊多年的實踐教學經(jīng)驗，參考國際計算機專業(yè)相關(guān)課程的經(jīng)驗，引入易學易用的免費開源虛擬仿真實驗平臺，本著理論實踐一體化、實驗目標系統(tǒng)化、課內(nèi)課外協(xié)同化等原則，建立逐層遞進、立足計算機系統(tǒng)、設計型實驗為主導的實踐教學體系開發(fā)系列原創(chuàng)的課程實驗，引導學習者從邏輯門電路開始逐步設計運算部件、存儲器、數(shù)據(jù)通路和控制器、流水線沖突冒險機制直至完整的MIPS流水CPU來深入理解計算機軟硬件系統(tǒng)。

教學目標教學目標通過該課程的學習，使學習者系統(tǒng)地掌握馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計算機各組成部件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、內(nèi)部運行機制和基本設計方法；加深學習者對計算機軟、硬件系統(tǒng)的整體化理解，建立硬件/軟件協(xié)同的整機概念，并有效增強學習者的計算機硬件素養(yǎng)和軟件協(xié)同的系統(tǒng)觀，有效增強學習者的計算機系統(tǒng)設計能力。具體目標包括：1、建立計算機系統(tǒng)的層次化觀點，了解計算機系統(tǒng)不同層次上的抽象；2、掌握定點數(shù)和浮點數(shù)的表示方法，理解數(shù)據(jù)表示對軟/硬件系統(tǒng)設計的影響；3、掌握基本算術(shù)、邏輯運算部件的工作原理及設計方法；4、掌握存儲器層次結(jié)構(gòu)工作原理，理解存儲器層次結(jié)構(gòu)對程序執(zhí)行性能的影響；5、了解指令系統(tǒng)設計的基本原理，掌握不同尋址方式的特點及其對指令執(zhí)行性能的影響；6、掌握單周期數(shù)據(jù)通路、多周期數(shù)據(jù)通路和流水線數(shù)據(jù)通路及其控制部件的工作原理和設計方法；7、掌握基于Logisim仿真軟件進行簡單計算機系統(tǒng)設計的能力；8、了解計算機系統(tǒng)的國內(nèi)外主流技術(shù)和發(fā)展趨勢；9、增強學生軟硬協(xié)同的系統(tǒng)觀；學習預備學習資料預備知識學習預備預備知識學習計算機組成原理需要具備數(shù)字電路與邏輯設計、硬件描述語言、匯編語言等課程相關(guān)知識。

學習資料（注：表格內(nèi)容參考資料

）所獲榮譽所獲榮譽2019年，計算機組成原理課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品在線開放課程”。

2020年11月24日，計算機組成原理課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。

教師簡介教師簡介秦磊華，華中科技大學計算機科學與技術(shù)學院教授，承擔邏輯與計算機設計基礎、計算機組成原理等課程教學工作。

胡迪青，華中科技大學計算機科學與技術(shù)學院教授，從事海量數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)與SoC設計等領域研究工作。

譚志虎，華中科技大學計算機科學與技術(shù)學院教授，承擔計算機組成原理、計算機系統(tǒng)基礎等課程教學工作

蔣文斌，華中科技大學計算機科學與技術(shù)學院教授，從事深度學習系統(tǒng)、并行分布式計算等領域研究工作。

馮丹，華中科技大學計算機科學與技術(shù)學院教授，從事大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、存算融合技術(shù)等領域研究工作。

吳非，華中科技大學計算機科學與技術(shù)學院教授，從事新型存儲