一、课程信息
课程编号：2010230
课程名称：计算机组成原理
课程类别：专业基础课
学 分：4
学 时：68
课堂讲授：56
上机实验：12
适用范围：计算机科学与技术专业、软件工程专业、网络工程专业等
预修课程：电路与电子技术，数字电路与系统
二、课程的性质与任务
1.课程性质：必修课
2.课程任务：本课程是计算机类专业的必修课，是继续学习其它专业课程的基础。在多门专业课中占有举足轻重的地位。本课程主要介绍系统总线、存储器、存储器、输入输出系统、计算机的运算方法、指令系统、CPU的结构和功能、控制单元的功能及设计等主要内容。是使学生学了该课程后，能掌握计算机系统基本工作原理及有关的硬件结构，从而对整个计算机系统从硬件的角度有个完整的了解。
修完本课程的学生应达到如下要求：
(1)掌握计算机系统各功能部件的功能、组成结构和工作原理。
(2)正确理解各功能部件之间的相互关系及其在计算机系统中所起的作用。
三、课程内容、基本要求与学时分配
章 节
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内容与基本要求
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课时安排
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备注
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授课
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实验
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第1章
计算机系统概论
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了解：计算机的应用
理解：计算机系统的层次结构
掌握：计算机基本组成
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2
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作业1
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第1章
第3章
系统总线
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理解：总线的基本概念，总线的分类
掌握：计算机基本组成；计算机的基本指标；
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2
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第3章
系统总线
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理解：总结结构
掌握：系统总线；总线的性能指标及总线控制的基本概念
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2
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理解：总线判优控制和通信控制
掌握：总线判优控制的集中式仲裁方式
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2
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3
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作业2
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第4章
存储器
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了解：存储器芯片的结构
理解：存储器的工作方式时序图
掌握：存储器的层次结构；动态RAM的刷新
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2
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理解：位扩展法、字扩展法、字和位同时扩展的概念；
掌握：存储器与CPU 的连接
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2
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存储器与 CPU 的连接习题课存储器与 CPU 的连接习题课
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2
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3
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理解：cache存储器基本工作原理和工作过程
掌握：主存与 cache的地址映射
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2
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高速缓冲存储器习题课
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2
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了解：存储器芯片的结构磁盘及光盘存储器的工作原理
理解：磁记录方式
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2
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作业3
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第5章
输入输出系统
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了解：I/O系统的发展概况；I/O系统的组成
理解：I/O设备与主机的联系方式
掌握：I/O设备与主机信息传送的控制方式
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2
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了解：I/O设备基本组成；I/O接口
理解：显示器字符发生器的原理
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2
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理解：程序查询方式、程序中断方式接口电路及工作特点
掌握：中断服务程序的流程
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2
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理解：计算机DMA方式的原理及特点；DMA接口
掌握：掌握DMA的工作过程
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2
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作业4
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第6章
计算机的运算方法
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理解：数据的表示方法
掌握：定点数和浮点数的表示；IEEE754标准
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2
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理解：定点数运算的控制流程；溢出判断
掌握：定点数的移位、加减运算方法
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2
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理解：定点的乘除运算方法
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2
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理解：浮点数的乘除运算
掌握：浮点数的加减运算方法
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2
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理解：74181 ALU的功能表，快速进位链
掌握：定点数和浮点数运算习题课
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2
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作业5
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第7章
指令系统
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理解：操作数类型；数据在存储中的存放方式；操作类型
掌握：指令格式
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2
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了解：RISC技术
理解：寻址方式
掌握：指令格式设计
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2
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指令格式设计习题课
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2
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作业6
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第8章
CPU的结构和功能
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了解：流水线
理解：CPU的功能；基本组成；指令周期、指令周期的数据流的概念
掌握：中断系统的中断屏蔽技术
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2
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作业7
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第9章
控制单元的功能
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理解：控制单元模型、指令执行的过程、CPU控制流程
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2
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第9章
第10章
控制单元的设计
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理解：CPU控制流程，组合逻辑控制器实现的方法以及设计原理
掌握：控制器的基本组成及各自的功能
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2
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3
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作业8
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第10章
控制单元的设计
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理解：理解微程序控制器实现的方法以及微程序控制单元的设计原理
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2
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3
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理解：理解微程序设计如何确定微指令的结构
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2
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作业9
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总复习
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2
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合计
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56
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12
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实验课大纲：
序号
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实验项目名称
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目的、要求
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课时安排
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学时
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类型（验证、设计、综合、创新）
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1
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运算器实验
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掌握运算器的组成及工作原理；了解4位函数发生器74LS181的组合功能，熟悉运算器执行算术操作和逻辑操作的具体实现过程；3．验证带进位控制的74LS181的功能。
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3
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验证
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2
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存储器读写及总线控制实验
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掌握半导体静态随机存储器RAM的特性和使用方法；掌握地址和数据在计算机总线的传送关系；了解运算器和存储器如何协同工作。了解总线的概念及其特性；掌握总线的传输控制特性
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3
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验证
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3
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微程序设计及简单模型机组成原理实验
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深入掌握微程序控制器的工作原理，学会设计简单的微程序。在掌握各部件功能的基础上，组成一个简单的计算机整机系统—模型机；了解微程序控制器是如何控制模型机运行的，掌握整机动态工作过程；定义五条机器指令，编写相应微程序并具体上机调试。
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3
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设计
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4
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复杂模型机组成原理实验
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简单模型机组成基础上，构造一个指令系统，实现比较完整的模型机功能。
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3
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综合
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合计
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12
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考核办法：
4次实验，共80分，每次实验各20分。
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四、推荐教材及参考书目
1．教 材：
《计算机组成原理》，唐朔飞著，高等教育出版社
2．参考书目：
（1）《计算机组成原理 —— 学习指导与习题解答》,唐朔飞著，高教出版社，2005
（2）《计算机组成原理》，李文兵著，清华大学出版社
五、授课方式
1．理论授课
采用板书和投影相结合的方式，以板书为主投影为辅，投影主要用于图和表的演示。
2．实验(上机)
采用任务驱动、教师集中指导、学生分组练习的方式进行。着重培养学生自主学习、与他人合作的能力。
六、考核办法
1．平时成绩：100分折合为总成绩的30%
100分=考勤10分+作业10分+实验80分
2．期末成绩：100分折合为总成绩的70%
3．考试方式：闭卷考试
4．成绩评定：百分制
修订日期：2013-6-5
编 写 人：姜立秋
审 核 人：张坤
