计算机组成原理

开课班次:
开课时间: 2016-02-28 — 2016-07-11
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课程介绍

算机组成原理
一、基本信息
课程名称    计算机组成原理
            Computer Organization
课程编号    1021573006
学分/总学时    3.5学分,66学时(其中理论48学时,实验18学时)
先修课程    计算机科学导论、数字电路与逻辑设计
后续课程    ARM原理与应用、嵌入式操作系统基础

课程大纲

《计算机组成原理》课程教学大纲

•    课程中文名称(课程英文名称) :计算机组成原理/ Computer Organization
•    课程代码:1021573006
•    学分/总学时:3.5/66 (48+18)
•    开课单位:物理与电子信息工程学院
•    面向专业:计算机科学与技术


一. 课程的性质、目的和任务
•    《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业(含专升本)的必修课程,作为一门学科与专业基础性课程,本课程的学习将培养学生对计算机软硬件系统的认知能力、理解计算机系统工作原理和计算思维能力奠定良好基础。本课程重点关注学生:
1.    对计算机组成和体系结构基本知识体系与基本工作原理的掌握;
2.    对计算机体系主流技术的了解;
3.    计算机系统思维方法和分析问题能力的培养;
4.    跟踪新知识与新技术的学习能力培养;
5.    沟通与表达能力的培养。
•    本课程的理论教学围绕计算机硬件系统的基本组成和工作原理,系统地讲述计算机硬件系统及功能部件的内部结构、功能特征、工作原理、交互方式和基本设计方法,其中重点讲述:
1.    数据的机器表示、运算方法及运算部件的组成;
2.    指令系统,掌握计算机系统汇编级的结构特征和基本操作方法;
3.    多层次存储系统的组织结构和工作原理;
4.    计算机系统指令执行的实质和控制单元的基本实现方法;
5.    计算机系统内部和外部的交互方式。
•    本课程的实践教学在计算机组成模型机上完成,旨在帮助学生加深对计算机硬件、数据通路、指令系统与中央处理器的理解。


二. 学习本课程学生应掌握的前设课程知识
•    计算机科学导论
•    数字电路与逻辑设计


三. 课程内容
第1章 课程导学
1.    开设此课程的背景
2.    课程的性质与特点
3.    课程的基本内容与组织
4.    课程的教学要求
5.    课程的教学资源
第2章 指令系统与中央处理器
1.    模型机及数据通路
2.    指令系统概述
3.    控制器的组成及指令的执行
4.    微程序控制器
5.    指令系统举例分析
6.    流水线原理
7.    流水线相关及处理
8.    并行处理技术
第3章 信息编码与数据表示
1.    数值数据的表示
2.    数据格式
3.    浮点机器数表示方法
4.    非数值数据的表示
5.    校验码
第4章 运算方法与运算器
1.    定点数的加减运算及实现
2.    定点数的乘除运算及实现
3.    浮点数加减运算
第5章 存储系统
1.    存储系统概述
2.    存储器的扩展
3.    高速存储器
4.    Cache存储器
第6章 输入输出系统
1.    输入输出接口组成与功能
2.    主机与外设交换信息的方式
3.    总线的基本概念及总线仲裁


四.教材及学生参考书
•    教 材
1.    国家精品课程主讲教材 《计算机组成原理与系统结构》 包健等编著 高等教育出版社 2015年第2版
•    参考书
1.    国家级精品课程主干教材 《计算机组成原理》 白中英主编 科学出版社 2008年第4版
2.    《计算机组成结构化方法(第5版)》(荷)Andrew S.Tanenbaum 人民邮电出版社 2006年出版
3.    《系统体系结构》 Stephen D.Burd, 清华大学出版社,2007年出版
4.    《计算机组成原理》 蒋本珊 北京理工大学出版社 2004年出版

考核标准

本课程考核由期末卷面考试、实验成绩、期中成绩和平时成绩四部分组成。具体如下:
    1、平时成绩25%:SPOC在线学习成绩80%(采用标准分),课堂表现20%;
    2、实验成绩15%:其中实验考核占60%,实验预习10%,实验报告占20%,实验态度占10%;
    3、期中考试10%;
    4、期末考试50%:闭卷。