PAGE《計算機(jī)組成原理》課程標(biāo)準(zhǔn)第5頁共7頁《計算機(jī)組成原理》課程標(biāo)準(zhǔn)課程概述《計算機(jī)組成原理》是信息類專業(yè)的重要專業(yè)課程之一，主要以信息在計算機(jī)內(nèi)部的加工、處理為主線介紹計算機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和功能特性；從一臺計算機(jī)的整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，介紹計算機(jī)硬件系統(tǒng)內(nèi)部各部件之間的互連、指令系統(tǒng)和指令在計算機(jī)中的執(zhí)行過程；詳細(xì)介紹組成計算機(jī)的各部件的組成原理、邏輯實現(xiàn)和設(shè)計方法。為了便于學(xué)生對基本概念的理解，培養(yǎng)學(xué)生對硬件系統(tǒng)的分析、設(shè)計、使用方面的能力，介紹一種或兩種有代表性的機(jī)型的結(jié)構(gòu)。本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握計算機(jī)的基本組成部件、邏輯功能、工作原理、設(shè)計方法和實現(xiàn)技術(shù)等的有關(guān)基礎(chǔ)知識和技術(shù)，建立完整、清晰的計算機(jī)整機(jī)概念。并使學(xué)生具備對計算機(jī)系統(tǒng)整機(jī)和部件進(jìn)行分析和設(shè)計的能力。計算機(jī)組成原理課程的教學(xué)任務(wù)圍繞機(jī)器指令級以及與此密切相關(guān)的微操作級和匯編語言級，從計算機(jī)硬件到計算機(jī)軟件以及軟硬件的有機(jī)結(jié)合，從計算機(jī)內(nèi)部工作機(jī)制與編程求解問題相結(jié)合，從CPU部件與整機(jī)系統(tǒng)兩個層次，從邏輯組成、內(nèi)部工作機(jī)制、程序設(shè)計等三個方面，通過課堂授課和實驗，達(dá)到計算機(jī)組成原理課程的教學(xué)基本目的，并培養(yǎng)本學(xué)科的學(xué)生在設(shè)計、分析和解決大型數(shù)字系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和基本的實際動手能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)。《計算機(jī)基礎(chǔ)》、《數(shù)字電路》等課程是《計算機(jī)組成原理》的先修課程，而《計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)》、《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》等課程是它的后續(xù)課程。課程目標(biāo)1．知道《計算機(jī)組成原理》這門學(xué)科的性質(zhì)、地位和獨(dú)立價值。知道這門學(xué)科的研究范圍、分析框架、研究方法、學(xué)科進(jìn)展和未來方向。2．理解計算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大組成部件的有關(guān)基本概念和基本原理。了解相應(yīng)的有關(guān)新技術(shù)和方法。3．理解數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法以及運(yùn)算器的計算方法，了解非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示和處理方法以及校驗碼的表示方法。理解運(yùn)算器、控制器、存儲器、以及有關(guān)的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等各個部件的組成結(jié)構(gòu)和基本功能。了解典型的計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能。5．掌握基本的定點(diǎn)數(shù)的加、減、乘和除的運(yùn)算和實現(xiàn)的基本邏輯電路框圖以及浮點(diǎn)數(shù)的表示和基本運(yùn)算。掌握主存系統(tǒng)的設(shè)計和分析方法。掌握指令的執(zhí)行過程和各種尋址方式的分析和設(shè)計方法。掌握組合邏輯控制器和微程序控制器的基本的設(shè)計和分析方法。掌握計算機(jī)整機(jī)系統(tǒng)的基本設(shè)計和分析方法。10．了解典型的微型機(jī)系統(tǒng)和計算機(jī)的新發(fā)展。課程內(nèi)容和要求(一)計算機(jī)系統(tǒng)概論教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求知道理解掌握學(xué)會１．計算機(jī)的分類和應(yīng)用２．計算機(jī)的硬件３．計算機(jī)的軟件４．計算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)５．電子計算機(jī)的發(fā)展簡史√√√√√（二）數(shù)字化信息編碼與數(shù)據(jù)表示教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求知道理解掌握學(xué)會１．?dāng)?shù)字化信息編碼的概念２．常用的信息編碼３．?dāng)?shù)值數(shù)據(jù)的表示、轉(zhuǎn)換和運(yùn)算４．?dāng)?shù)據(jù)校驗碼及校驗線路√√√√(三)指令系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求知道理解掌握學(xué)會１．指令系統(tǒng)的發(fā)展２．指令格式３．尋址方式４．指令類型５．指令系統(tǒng)舉例６．RISC技術(shù)√√√√√√（四）運(yùn)算器及其運(yùn)算方法教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求知道理解掌握學(xué)會１．ALU的基本邏輯結(jié)構(gòu)２．定點(diǎn)加減法運(yùn)算器及其運(yùn)算方法３．定點(diǎn)乘法運(yùn)算４．定點(diǎn)除法運(yùn)算５．高速乘除運(yùn)算技術(shù)（＊）６．浮點(diǎn)運(yùn)算器√√√√√√（五）控制器教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求知道理解掌握學(xué)會１．計算機(jī)的硬件系統(tǒng)和控制器的地位２．控制器的主要功能和組成３．微程序控制的基本工作原理４．微程序設(shè)計技術(shù)及實例５．硬布線控制器的基本工作原理６．控制器的控制方式和時序部件７．計算機(jī)加電及控制過程√√√√√√√（六）存儲系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求知道理解掌握學(xué)會１．存儲器與存儲系統(tǒng)概述２．主存儲器３．并行主存儲器４．高速緩沖存儲器５．虛擬存儲器６．相聯(lián)存儲器７．存儲保護(hù)√√√√√√√（七）輔助存儲器教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求知道理解掌握學(xué)會１．磁表面存儲器２．磁盤存儲器３．磁帶存儲器４．光盤存儲器５．冗余磁盤陳列（ＲＡＩＤ）（＊）√√√√√(八)輸入輸出系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求知道理解掌握學(xué)會１．I/O概述２．?dāng)?shù)據(jù)傳送的控制方式３．中斷系統(tǒng)４．總線結(jié)構(gòu)和總線接口５．ＤＭＡ方式及其接口６．通道控制方式和ＩＯＰ（輸入輸出處理機(jī)）(＊)√√√√√√（九）常用外設(shè)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求知道理解掌握學(xué)會１．概述２．常用輸入設(shè)備（鍵盤、鼠標(biāo)）３．顯示輸出設(shè)備４．打印輸出設(shè)備√√√√課程實施（一）課時安排與教學(xué)建議“計算機(jī)組成原理”是數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計算科學(xué)的專業(yè)限選課。一般情況下，每周安排4課時，共60課時，其中理論教學(xué)48課時。理論教學(xué)課時安排如下：主要內(nèi)容課時建議教與學(xué)的方法建議一、計算機(jī)系統(tǒng)概論2講授二、數(shù)字化信息編碼與數(shù)據(jù)表示6講授、討論三、指令系統(tǒng)４講授、討論四、運(yùn)算器及其運(yùn)算方法8講授、討論五、控制器8講授、討論六、存儲系統(tǒng)6講授、自學(xué)七、輔助存儲器4講授、自學(xué)八、輸入輸出系統(tǒng)6講授、討論九、常用外設(shè)4講授、自學(xué)（二）教學(xué)組織形式與教學(xué)方法要求教學(xué)班是主要的組織形式，班級授課制是目前教學(xué)的主要形式。有條件的課程可以采用分組教學(xué)，或幾種組織方式靈活的組合，盡量減輕學(xué)生的生理和心理疲勞，還可以組織課外活動。教學(xué)方法必須靈活，有些問題可采用討論形式，有些內(nèi)容可通過實物或圖片演示，部分內(nèi)容可指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。教學(xué)要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，與學(xué)生建立起平等、民主和對話的師生關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力和探究意識，使學(xué)生會學(xué)。教材編寫與選用選用教材：1、《計算機(jī)組成原理（第三版）》，白中英主編，科學(xué)出版社，2003年2、《計算機(jī)組成原理（修訂本）》，俸遠(yuǎn)禎編，電子工業(yè)出版社，2003年3、《計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)（第三版）》，王愛英主編，清華大學(xué)出版社，2001年4、《計算機(jī)組成組成實用教程（第二版）》，幸云輝、楊旭東等編，清華大學(xué)出版社，2004年教師可向有關(guān)上級部門申報審批編寫教材。申報審批的內(nèi)容包括：主編和編寫人員情況、編寫指導(dǎo)思想、教材體系結(jié)構(gòu)、編寫體例、主要特點(diǎn)和樣章、編寫出版的時間、經(jīng)費(fèi)保證。課程評價1．這門學(xué)科的評價依據(jù)是本課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和要求。2．考試時間：120分鐘。3．考試方式、分制與分?jǐn)?shù)解釋采用閉卷、筆試的方式，以百分制評分，60分為及格，滿分為100分。4．題型比例（參考）填空題15%；單選題15%；名詞解釋10%；簡答題20%；設(shè)計題10%；計算、編程題30%。樣題與目標(biāo)定位示例A．單選題：（著重考查學(xué)生對知識的識別程度）例：真值-1011的八位原碼是（） A．00011001B．00001011C．10001011D．1110001B．填空題：（著重考查學(xué)生對知識的理解程度）例：微指令分控制字段和控制字段兩部分編碼。C．名詞解釋題：（著重考查學(xué)生對知識的理解程度）例：中斷、總線D．簡答題：（著重考查學(xué)生對知識的理解與掌握程度）例：什么是刷新？刷新周期的安排有哪幾種方式？E．設(shè)計題：（著重考查學(xué)生對知識的理解與掌握程度）例：某半導(dǎo)體存儲器容量為16K×8位，可選用RAM芯片（2K×4位/片）。地址總線A15～A0（低），雙向數(shù)據(jù)總線D7～D0（低），讀寫控制信號R/W，片選低電平有效。請設(shè)計并畫出該存儲器邏輯圖，給出芯片地址分配和片選邏輯式，注明地址線、數(shù)據(jù)線、讀/寫控制線及片選信號的