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
本课程是计算机类专业的专业基础必修课，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它们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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1.1.1 计算机的软硬件概念（理解）
1.1.3 计算机组成和计算机体系结构（理解）
1.2.1 冯诺依曼计算机的特点（掌握）
1.2.2 计算机的硬件框图（掌握）
1.3 计算机硬件主要技术指标（掌握）
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2
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作业1
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第6章
计算机的运算方法
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6.1.1无符号数（掌握）
6.1.2有符号数（掌握）
6.2.1定点表示（掌握）
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2
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6.2.2浮点表示（掌握）
6.2.5 IEEE 754标准（掌握）
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2
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6.3.1移位运算（理解）
6.3.2加法与减法运算（掌握）
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2
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6.3.3乘法运算（掌握）
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2
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6.3.4除法运算（掌握）
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2
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6.4.1浮点加减运算（理解）
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2
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6.4.2浮点乘除法运算（理解）
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2
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6.5.1 ALU电路（理解）
6.5.2快速进位链（理解）
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2
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作业2
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第3章
系统总线
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3.1总线的基本概念（理解）
3.2总线的分类（掌握）
3.3.2总线性能指标（掌握）
3.3.3总线标准（了解）
3.5.1总线判优控制（掌握）
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2
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3.5.2总线通信控制（掌握）
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1
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作业3
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第4章
存储器
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4.1.1存储器分类（了解）
4.1.2存储器的层次结构（理解）
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1
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4.2.1概述（理解）
4.2.2半导体存储芯片介绍（理解）
4.2.3随机存取存储器（理解）
4.2.4只读存储器（理解）
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2
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4.2.5存储器与CPU的连接（掌握）
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2
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4.2.5 习题课
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2
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4.3.1概述（理解）
4.3.2 Cache—主存储地址映射（掌握）
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2
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4.3.2 习题课
4.3.3替换策略（了解）
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2
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作业4
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第5章
输入输出系统
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5.1.1输入输出系统的发展概况（了解）
5.1.2输入输出系统的组成（了解）
5.1.3 I/O设备与主机的联系方式（理解）
5.1.4 I/O设备与主机信息传送的控制方式（理解）
5.3.1概述（了解）
5.3.2接口的功能和组成（理解）
5.3.3接口类型（理解）
5.4程序查询方式（掌握）
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2
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5.5程序中断方式（掌握）
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2
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5.6 DMA方式（掌握）
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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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7.1.1指令的一般格式（理解）
7.1.2指令字长（了解）
7.2.1操作数类型（了解）
7.2.2数据在存储器中的存放方式（理解）
7.2.3操作类型（了解）
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2
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7.3.1指令寻址（理解）
7.3.2数据寻址（理解）
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2
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7.4.1设计指令格式应考虑的各种因素（了解）
7.4.3指令格式设计举例（掌握）
7.5.1 RISC的产生和发展（了解）
7.5.2 RISC的主要特征（了解）
7.5.3 RISC和CISC的比较（了解）
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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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8.1 CPU的结构（理解）
8.2.1指令周期的基本概念（掌握）
8.2.2指令周期的数据流（掌握）
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2
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8.3指令流水（了解）
8.4.1概述（理解）
8.4.2中断请求标记和中断判优逻辑（掌握）
8.4.3中断服务程序入口地址的寻找（掌握）
8.4.4中断响应（掌握）
8.4.5保护现场和恢复现场（掌握）
8.4.6中断屏蔽技术（掌握）
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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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9.1微操作命令的分析（掌握）
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2
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实验一
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9.2.1控制单元的外特性（理解）
9.2.2控制信号举例（理解）
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2
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实验二
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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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10.1组合逻辑设计（掌握）
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2
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实验三
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10.2.1微程序设计思想的产生（了解）
10.2.2微程序控制单元框图及工作原理（理解）
10.2.3微指令的编码方式（理解）
10.2.4微指令序列地址的形成（理解）
10.2.5微指令格式（理解）
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2
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实验四
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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、存储器实验
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在理解计算机组成实验箱结构的基础上，掌握运算器、存储器、总线的工作原理。
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3
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验证
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2
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微程序设计实验
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掌握微程序控制器的工作原理，学会设计简单的微程。
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3
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验证（1.5学时）+
设计（1.5学时）
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3
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简单模型机组成原理实验
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掌握简单计算机整机系统的设计、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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验证（1.5学时）+
设计（1.5学时）
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4
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复杂模型机组成原理实验
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指令系统的设计方法，实现比较完整的模型机功能。
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3
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验证（1学时）+设计（1学时）+创新（1学时）
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合计
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12
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考核办法：共80分，每次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，高教出版社
(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：2015-11-11
编 写 人：肖大薇
审 核 人：姜立秋
