計算機組成原理 教學實施方案

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1、計算機組成原理 教學實施方案 專業(yè)名稱 計算機科學與技術 輔導教師 楊德生 學期 2 課程名稱 計算機組成原理 輔導課時數 90 學分 5 課程概況 課程性質：《計算機組成原理》是計算機科學與技術專業(yè)本科生的一門必修課程。通過學習本課程，能了解計算機一般組成原理與內部運行機理，為學習本專業(yè)后繼課程和進行與硬件有關的技術工作打好基礎。 先修與后續(xù)課程：其先修課包括模擬電路、數字電路、匯編語言程序設計等，后續(xù)課有計算機系統(tǒng)結構、微型計算機系統(tǒng)與設計、操作系統(tǒng)等課程。 教學目標與要求：使學生掌握計算機常用的邏輯器件、部件的原理、參數及使用方法，學懂簡單、完備的單臺

2、計算機的基本組成原理，學習計算機設計中的入門性知識，掌握維護、使用計算機的基本技能。 教學方法和教學形式：整個教學過程由授課、實驗、作業(yè)和自學四個環(huán)節(jié)組成。作業(yè)未完成者不得參加考試。實驗成績與期末考試成績共同評定為課程總成績。課程教學總學時數為 90學時，5學分，其中課內學時76，實驗學時14。實驗環(huán)境為TEC-2000實驗箱。 教學資源情況 課程教材：《計算機組成原理》，作者：王誠 清華大學出版社(2004年1月發(fā)行 第三版)。 網上資源：1、甘肅電大VOD點播系統(tǒng)中有本門課程的視頻講授： http://61.178.59.209:6666/view/list.exl?channe

3、l=229&parent=75 2、甘肅電大電大在線教學平臺中有本門課程的學習網站（兩個）。 http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 亞盛電大電大在線教學平臺 http://61.178.160.7/ 參考書目：1、《計算機組成原理》（第三版） 作者：白中英 科學出版社 2、《計算機組成原理題解、題庫、試驗》 科學出版社 2001年3月第二版 3、《計算機組成原理—習題與解析》清華大學出版社 2002年3月 教學支持服

4、務 中央電大：在中央電大主頁中，開辟有開放教育試點專欄，該課程學習輔導，教學信息，教學要求等內容定期公布。訪問網址為： 甘肅電大：在甘肅電大電大在線中，有本門課程的大量資源，地址： 或 中央電大電子信箱地址：lgb@ 甘肅電大責任課教師：姓名：劉永鐸 電話：13893453017 email：liuyd@ 亞盛電大責任課教師：姓名：楊德生 電話：0937-2654694 email：jqyds@163.c0m 另外，同學們還可以通過甘肅電大在線、亞盛電大在線本門課程的論壇和責任課教師進行交流，版主是責任課教師劉永鐸、楊德生。 形成性考核安排 本課程的形成性考核有形成性

5、考核冊，作業(yè)在本學期交輔導老師批改兩次，期中考試前一次，期末考試前一次。 實驗要求有四個，具體見實驗安排，實驗報告在期末考試前全部交由任課老師批閱。期中考試范圍為第四章之前的內容，期末考試為全部內容。 其中考試試題由則任課教師命題，期末試題由中央電大統(tǒng)一命題。實驗成績、平時成績與期末考試成績共同評定為課程總成績。 周次 導 學 內 容 及 學 習 進 度 安 排 講授內容 教學環(huán)節(jié) 學生自學各種媒體教學資源的形式及內容安排等 第 3 周 第一章 概述 第二章 數字電路基礎和計算機的邏輯部件 重難點講析、自學 要求重點掌握內容： 1、計算機的發(fā)展、分類、特點與

6、應用； 2、計算機硬件和軟件的基本概念； 3、計算機硬件系統(tǒng)的組織，各部分的功能及其組成框圖； 4、計算機的工作過程； 5、馮·諾依曼型計算機的設計思想； 6、計算機系統(tǒng)的層次結構。 對計算機有一個總體的概念，以便展開后續(xù)各章內容。 自學內容： 第二章數字電路基礎和計算機的邏輯部件 本章內容為先修課《數字電路基礎》課程內容，故作為自學部分。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 第 4 周 §

7、 3.1 數字化信息編碼的概念和二進制編碼知識 § 3.2 數據表示——常用的信息編碼 重難點講析、自學 要求重點掌握內容： 1、二、八、十、十六進制數之間的轉換； 2、二進制數的運算規(guī)則； 3、重點掌握定點小數、整數、浮點數和十進制數的編碼方法； 4、奇偶校驗的編碼方法。 自學內容： 了解漢明校驗碼的編碼規(guī)則。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 第 5 周 § 3.3.1 原碼、反

8、碼、補碼的定義 § 3.3.2 補碼加、減法運算規(guī)則和電路實現 詳細講授 要求重點掌握內容： 1、 原碼、反碼、補碼的求法與特點； 2、“溢出”的概念及判別方法，模4補碼的求法，移碼的求法； 3、補碼加、減法運算規(guī)則和電路實現。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 第 7 周 § 3.3.3 原碼一位乘法、除法的實現方案 § 3.3.4 補碼一位乘法、除法和加速乘除法運算的有關思路 重難

9、點講析、自學 要求重點掌握內容： 1、計算機實現原碼一位乘法、除法與手工算法的不同及解決方案； 2、要求掌握用手工模擬計算機進行原碼一位乘法、除法運算； 3、在除法運算中，掌握不恢復余數法、恢復余數法和加減交替法。 自學內容： 了解補碼一位乘法、除法和加速乘除法運算的有關思路。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 第 8 周 § 3.4 運算器部件的組成與設計 § 3.4 浮點運算與浮點運算器

10、 包含實驗一：計算機邏輯器件與運算器。 重難點講析、自學、實驗 要求重點掌握內容： 1、運算器的功能與組成； 2、浮點數加減法運算步驟及實例； 3、浮點數乘除法運算步驟及實例。 自學內容： 1、了解AM2901芯片，TEC-2000運算器設計與實現，為實驗做準備。 2、了解80286、80287浮點運算器。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 第 9 周 § 4.1 指令格式和指令系統(tǒng)概述

11、 § 4.2 尋址方式概述與應用實例 詳細講授 要求重點掌握內容： 1、指令的概念、功能、格式； 2、操作碼、操作數的安排方案； 3、指令的分類； 4、常見的八種尋址方式； 5、IBM 360、P2機尋址方式。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 第 10 周 § 4.3 指令系統(tǒng)和匯編語言程序設計舉例 § 4.4 控制器的功能、組成與指令執(zhí)行步驟 重難點講析、自學 要求重點掌握內容：

12、 1、TEC-2000的指令系統(tǒng)； 2、TEC-2000的五種指令格式； 3、控制部件的功能與組成； 4、指令的執(zhí)行過程; 5、利用教學機的指令系統(tǒng)進行簡單的匯編語言程序設計。 自學內容： 1、了解TEC-2000的匯編語言程序設計思想。 2、了解P2 的指令系統(tǒng)。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 第 12 周 § 4.5 微程序控制器部件 § 4.6 硬連線控制器部件 包含實驗二：

13、微程序控制器。 重難點講析、自學、實驗 要求重點掌握內容： 1、微程序控制器的基本組成； 2、微程序控制器的工作原理； 3、硬連線控制器的基本組成； 4、硬連線控制器的工作原理。 自學內容： 1、了解TEC-2000微程序控制器的組成、設計與實現。 2、了解TEC-2000硬連線控制器的組成、設計與實現。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 第 13 周 § 5.1 三級結構的存儲器系統(tǒng)概

14、述 § 5.2 主存儲器部件的組成與設計 § 5.3 外存儲器設備與磁盤陣列技術 包含實驗三：擴展存儲器 重難點講析、自學、實驗 要求重點掌握內容： 1、三級結構的存儲器系統(tǒng)的特點； 2、主存儲器的組成、功能； 3、RAM和ROM的特性比較； 4、提高主存性能的有效途徑； 5、外存儲器的主要技術指標； 6、磁盤的工作原理； 7、磁盤陣列技術。 自學內容： 1、了解TEC-2000的存儲器。 2、了解光盤、磁帶機的原理。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.21

15、3/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 第 14 周 § 5.4 高速緩沖存儲器 § 5.5 虛擬存儲器部件 詳細講授 要求重點掌握內容： 1、高速緩沖存儲器的運行原理； 2、高速緩沖存儲器的三種映像方式； 3、CACHE的命中率問題； 4、虛擬存儲器的三種管理方式。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm 第 15 周 第六章 輸入輸出設備與輸入輸出系統(tǒng)

16、 包含實驗四：教學機匯編實驗 選作實驗：中斷實驗 重難點講析、自學、實驗 要求重點掌握內容： 1、輸入輸出系統(tǒng)的概念； 2、計算機總線的功能與分類； 3、計算機總線的構成； 4、總線的仲裁與傳輸控制； 5、接口的概念、功能； 6、常用的五種輸入輸出方式； 7、中斷處理過程； 8、教學機總線系統(tǒng)； 9、intel 8251芯片。 自學內容： 1、顯示設備、打印設備、鍵盤、鼠標的工作原理。 網上學習資源： http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.html http://61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/tota

17、l.files/frame.htm 第 16 周 總復習 作業(yè)輔導和講評、小組討論、課程串講 對教學內容梳理，進行重點問題歸納，針對作業(yè)錯誤進行講評，詳細講解練習冊，做考前復習 附表： 實驗項目 實驗 實驗要求 一、計算機邏輯器件與運算器 1、實驗要求在4學時的時間內完成。 2、實驗完成后要求寫出實驗報告并交輔導教師（本實驗具體要求見實驗輔導用書）。 二、微程序控制器 1、實驗要求在3學時的時間內完成。 2、要求學生自行設計3～5條指令。 3、實驗完成后要求寫出實驗報告并交

18、輔導教師（本實驗具體要求見實驗輔導用書）。 三、擴展存儲器 1、實驗要求在3學時的時間內完成。 2、實驗完成后要求寫出實驗報告并交輔導教師（本實驗具體要求見實驗輔導用書）。 四、教學機匯編實驗 1、實驗要求在4學時的時間內完成。 2、要求學生編I/O、查詢方式。 3、實驗完成后要求寫出實驗報告并交輔導教師（本實驗具體要求見實驗輔導用書）。 五、中斷實驗 1、實驗要求在3學時的時間內完成。 2、實驗完成后要求寫出實驗報告并交輔導教師（本實驗具體要求見實驗輔導用書）。 注： 1、 本實驗項目的前四個實驗為必做實驗，第五個實驗為選做實驗。 2、 本實驗項目的所有實驗都是在TEC-2000教學實驗機上進行。 7