计算机组成原理教学大纲.pdf

《计算机组成原理》是一门深入探讨计算机硬件结构和工作原理的专业必修课程，旨在培养学生对计算机硬件的理解和分析设计能力。课程围绕基本概念和原理展开，同时也关注最新的技术发展。 课程主要内容包括： 1. CPU的逻辑组成：涵盖寄存器配置、算术逻辑运算部件的设计以及CPU的数据通路结构。理解这些部分如何协同工作，对于理解计算机执行指令的基础至关重要。 2. CPU的工作机制：通过寄存器传送级和微操作控制级来解释指令执行过程。学生需理解信息在寄存器间的传递以及微命令序列如何控制信息传输。 3. 半导体存储器的逻辑设计：包括主存储器的组织、高速缓存和虚拟存储器的概念，以及不同类型的半导体存储器如RAM和ROM的特性。 4. 总线、接口和I/O传送控制机制：涉及中断机制和DMA（直接存储器访问）机制，这些都是数据在CPU与外部设备间高效传输的关键。 5. 常用I/O设备原理：理解不同输入输出设备的工作原理和与其交互的方法。 教学方式注重激发学生的学习积极性，采用多媒体教学，结合提问、启发式教学、小组讨论和集体讨论等多元化教学手段。课程辅助资料丰富，包括电子教案、学习指南、习题解答和课外阅读材料。 考核方式为闭卷考试，侧重考察学生对基本概念和原理的掌握。平时成绩由课堂作业、提问和考勤组成，期末考试占比重较大。课程的难点主要集中在CPU逻辑组成、工作机制、存储器设计和I/O控制机制。 教学时数分配如下： - 第一章概论：6学时，讲解电子计算机的工作原理和主要性能指标。 - 第二章数据的机器层次表示：8学时，探讨数值和非数值数据的不同表示方法。 - 第三章指令系统：4学时，介绍指令格式、寻址方式和指令系统的演进。 - 第四章数值的机器运算：8学时，深入讲解各种算术和逻辑运算的实现。 - 第五章存储系统和结构：7学时，涵盖存储器的组织和高速缓冲技术。 - 第六章中央处理器：8学时，详细阐述CPU的功能、控制器设计和微程序控制。 - 第八章输入输出系统：4学时，讨论主机与外设的连接方式和中断、DMA等传输机制。 通过这门课程，学生将能够建立从CPU到整个硬件系统的全面认知，为未来深入学习计算机硬件和系统设计打下坚实基础。