计算机组成原理教学大纲一、课程名称计算机组成原理（Principles of Computer Construction）
二、课堂授课学时与学分学时：72学时学分：4
三、授课对象计算机科学与技术及相关专业本科学生四、先修课程计算机应用基础、数字逻辑五、教学目的本课程的学习将使学生了解计算机系统的硬件和软件构成方法，了解其硬件系统中运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备和总线系统的构成原理。为后续专业课程的学习打下扎实的理论基础。
六、主要内容、基本要求及学时分配主要内容：
1、计算机系统概论：包括计算机的语言，计算机的硬件，计算机系统的层次结构和电子计算机的发展简史及计算机的应用。
2、运算方法和运算器：包括数据表示方法和转换，带符号数的表示及加减运算，二进制乘法运算，二进制除法运算，浮点数的运算方法，运算部件和数据校验码。
3、主存储器：包括主存储器处于全机中心地位，主存储器分类，主存储器的主要技术指标，主存储器的基本操作，随机存储器RAM，非易失性半导体存储器，DRAM的研究与发展，半导体存储器的组成与控制和多体交叉存储器。
4、指令系统：包括指令系统的发展，指令格式，数据表示，寻址方式，指令类型，指令系统的兼容性，RISC和CISC和指令系统举例。
5、中央处理部件CPU：包括计算机的硬件系统，控制器的组成，微程序控制器计算机的工作原理，微程序设计技术，硬布线控制的计算机，控制器的控制方式，流水线工作原理，CPU举例和计算机的加电及控制过程。
6、存储系统：包括存储系统的层次结构，高速缓冲存储器Cache，虚拟存储器，相联存储器和存储保护。
7、辅助存储器：包括辅助存储器的种类与技术指标，磁记录原理与记录方式,硬磁盘存储器，软磁盘存储器，磁带存储器和光盘存储器。
8、输入输出设备：包括外部设备概述，输入设备，输出设备—显示器和输出设备—打印机。
9、输入输出系统：包括系统概述，程序中断输入输出方式，DMA输入输出方式，通道控制方式和外围处理机方式，总线结构和外设接口。
10、计算机系统：包括计算机系统概述，微机系统，工作站和服务器和多媒体计算机。
基本要求：
本课程要求学生掌握编码数据的运算方法和运算器的构成，掌握随机存取存储器中的SRAM和DRAM存储单元电路、存储结构、读写时序、ROM、EPROM、EEPROM和Flash Memory的相关技术特性；掌握主存储器的组成与控制以及重叠交叉存取控制的方法；掌握控制器的控制方式、微程序控制器和组合逻辑控制器的工作原理和设计方法；掌握磁表面存储器的工作原理、硬磁盘存储器的种类及结构、记录格式、硬盘控制器以及磁盘阵列存储器；理解CPU与外部设备交换数据的方式、数据传输的控制方式、中断的概念、DMA以及输入输出通道的原理；掌握计算机系统的概念、分类方法、评测方法；能够区分微机系统、工作站系统、服务器系统和多媒体计算机系统，掌握其系统的相应性能。
学时分配：
教学内容
授课学时分配
实验要求
实验学时分配
1、计算机系统概论
2
2、运算方法和运算器
16
运算器设计
6
3、主存储器
6
主存储器调用
4
4、指令系统
6
5、中央处理部件
16
微程序控制器设计
8
6、存储系统
6
外存储器调用
4
7、辅助存储器
8
8、输入输出设备
2
9、输入输出系统
6
输入输出系统调用
6
10、计算机系统
4
整机系统设计
8
总 计
72
36
七、教材及主要教学参考用书
1、《计算机组成与结构》第三版，王爱英主编，清华大学出版社。
2、《计算机组成原理》第三版，白中英主编，科学出版社。
3、《Structured Computer Organization》(Fourth Edition)，Andrew S,Tanenbaum。
4、《Computer Organization and Architecture—Designing for Performance》（Fifth Edition），William Stallings。
大纲执笔者：许先斌
大纲审定者：
二、课堂授课学时与学分学时：72学时学分：4
三、授课对象计算机科学与技术及相关专业本科学生四、先修课程计算机应用基础、数字逻辑五、教学目的本课程的学习将使学生了解计算机系统的硬件和软件构成方法，了解其硬件系统中运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备和总线系统的构成原理。为后续专业课程的学习打下扎实的理论基础。
六、主要内容、基本要求及学时分配主要内容：
1、计算机系统概论：包括计算机的语言，计算机的硬件，计算机系统的层次结构和电子计算机的发展简史及计算机的应用。
2、运算方法和运算器：包括数据表示方法和转换，带符号数的表示及加减运算，二进制乘法运算，二进制除法运算，浮点数的运算方法，运算部件和数据校验码。
3、主存储器：包括主存储器处于全机中心地位，主存储器分类，主存储器的主要技术指标，主存储器的基本操作，随机存储器RAM，非易失性半导体存储器，DRAM的研究与发展，半导体存储器的组成与控制和多体交叉存储器。
4、指令系统：包括指令系统的发展，指令格式，数据表示，寻址方式，指令类型，指令系统的兼容性，RISC和CISC和指令系统举例。
5、中央处理部件CPU：包括计算机的硬件系统，控制器的组成，微程序控制器计算机的工作原理，微程序设计技术，硬布线控制的计算机，控制器的控制方式，流水线工作原理，CPU举例和计算机的加电及控制过程。
6、存储系统：包括存储系统的层次结构，高速缓冲存储器Cache，虚拟存储器，相联存储器和存储保护。
7、辅助存储器：包括辅助存储器的种类与技术指标，磁记录原理与记录方式,硬磁盘存储器，软磁盘存储器，磁带存储器和光盘存储器。
8、输入输出设备：包括外部设备概述，输入设备，输出设备—显示器和输出设备—打印机。
9、输入输出系统：包括系统概述，程序中断输入输出方式，DMA输入输出方式，通道控制方式和外围处理机方式，总线结构和外设接口。
10、计算机系统：包括计算机系统概述，微机系统，工作站和服务器和多媒体计算机。
基本要求：
本课程要求学生掌握编码数据的运算方法和运算器的构成，掌握随机存取存储器中的SRAM和DRAM存储单元电路、存储结构、读写时序、ROM、EPROM、EEPROM和Flash Memory的相关技术特性；掌握主存储器的组成与控制以及重叠交叉存取控制的方法；掌握控制器的控制方式、微程序控制器和组合逻辑控制器的工作原理和设计方法；掌握磁表面存储器的工作原理、硬磁盘存储器的种类及结构、记录格式、硬盘控制器以及磁盘阵列存储器；理解CPU与外部设备交换数据的方式、数据传输的控制方式、中断的概念、DMA以及输入输出通道的原理；掌握计算机系统的概念、分类方法、评测方法；能够区分微机系统、工作站系统、服务器系统和多媒体计算机系统，掌握其系统的相应性能。
学时分配：
教学内容
授课学时分配
实验要求
实验学时分配
1、计算机系统概论
2
2、运算方法和运算器
16
运算器设计
6
3、主存储器
6
主存储器调用
4
4、指令系统
6
5、中央处理部件
16
微程序控制器设计
8
6、存储系统
6
外存储器调用
4
7、辅助存储器
8
8、输入输出设备
2
9、输入输出系统
6
输入输出系统调用
6
10、计算机系统
4
整机系统设计
8
总 计
72
36
七、教材及主要教学参考用书
1、《计算机组成与结构》第三版，王爱英主编，清华大学出版社。
2、《计算机组成原理》第三版，白中英主编，科学出版社。
3、《Structured Computer Organization》(Fourth Edition)，Andrew S,Tanenbaum。
4、《Computer Organization and Architecture—Designing for Performance》（Fifth Edition），William Stallings。
大纲执笔者：许先斌
大纲审定者：
