刘卫东--课程大纲—计算机组成原理new

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1、1＞课程基本情况课程编号40240354学分4学时64开课学期二年级秋季学期课程名称计算机组成原理ComputerOrganization课程定位计算机的基本功能是依据指令完成其规定的功能，本课程关注指令（程序）功能在硕件上实现的完敕过程，解析计算机硕件系统的基本组成和运行原理，是计算机专业的基础课。课程从程序运行对硬件的基木要求出发，讲解VonNeumann结构计算机各组成部件的工作原理及其协同运行机制，分析计算机组成对系统性能的影响，讲授计算机系统的基木设计方法，帮助学纶建立计算机整机系统的概念，为学习系统结构、操作系统等课程提供扎实基础。课

2、程简介木课程主要介绍简单、完整、单处理器计算机的基木组成原理和内部运行机制，并探讨破、软件Z间相互作用的关系，以及如何冇效利用破件提高系统性能。主要内容包括：（1）算术逻辑部件、控制器、指令流水、高速缓冲存储器和虚拟存储器、总线和外部设备等基本部件的组成和工作原理；（2）指令系统及各部件协同完成指令功能的运行机制；（3）各部件不同组织方式对整体性能的影响，设计计算机时在成本、性能和复杂性之间的权衡。教学耍求作为专业基础课，木课程以计算机硬件为主体，全面介绍了计算机系统的具体实现和运行原理。学习本课程后，学生应该达到以下要求：（1）掌握单处理器计算

3、机系统屮各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念；（2）理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件Z间的界面，掌握指令集体系结构的基木知识和基木实现方法；（3）能够运用计算机组成的基本原理，对有关计算机侦件系统屮的实际问题进行分析，并能设计和实现一台可实际运行的计算机。教学特色（1）教学理念上，强调系统观点，着力培养计算机整机设计能力；（2）教学内容上，兼顾基础性和先进性，关注提高计算机性能的新技术；（3）教学方法上，传授知识与培养能力并重，重视实践环节，要求学生分组独立完成一台可实际运行的计算机的设计和实

4、现；（4）触类旁通，设置开放性实验鼓励学生多方面创新和提高。课程类型□数学与自然科学基础课刁专业基础课□专业核心课□专业选修课□实践课教学方式（单选）刁讲授为主□实验/实践为主□专题讨论为主□案例教学为主□口学为主□其它（为主）授课语言（单选）口中文□中文+英文（英文授课比例%）□英文□其它外语考核方式（单选）口考试□考查□考试+考查成绩评定标准作业10%+期末考试40%+实验50%教材及主要参考资料教材：[1]JohnL.Hennossy,DavidA.Patterson,ComputerOrganization&Design（ThirdEdi

5、tion）Thehardware/softwareinterface,北京：机械匚业出版社，2007.主要参考资料：[1]王诚、刘卫东、宋佳兴，《计算机组成与设计》（第3版），北京：清华大学出版社,2004.⑵AndrewS.Tanenbaum著,《计算机组成结构化方法》（第5版）,刘卫东、宋佳兴、徐恪译，北京：人民邮电出版社，2006.先修课程程序设计基础数字逻辑电路或数字逻辑设计2、教学内容第1章引言计算技术的发展；电子计算机发展历史；层次计算机系统；VonNeumann计算机结构及特点;计算机基木组成第2章指令和指令系统程序的构成和执行；汇

6、编语言程序设计；指令和指令系统的概念；指令格式：指令类型和寻址方式；CISC和RISC；指令执行步骤；计算机性能评价指标第3章数据表示和运算数据的数制表示法；真值和机器数；字符与字符串；检错纠错码；定点数据表示；定点数据算术和逻辑运算；浮点数据表示；IEEE754标准；浮点数据算术运算；算术逻辑部件ALU第4章中央处理器CPU指令的执行过程；基木数据通路设计；单周期CPU设计；多周期CPU设计；微程序控制器;纽合逻辑控制器；中断与屮断响应；指令流水及冲突处理第5章层次存储器系统存储器系统概念和存储器分类；层次存储器系统；高速缓冲存储器；虚拟存储器

7、；半导体存储器存储原理；磁表而存储器存储原理；光盘的存储原理第6章总线总线功能和基本组成；总线仲裁；总线操作；总线举例（PCI、USB）第7章输入输出系统和设备输入/输出系统棊木概念；输入/输出方式；输入/输出接口；输入设备；输出设备3、课程实验实验名称1：THCOMIPS16指令集的汇编语言程序设计实验目的：熟悉THCOMIPS16指令系统及主要指令的功能，领会指令的执行过程。实验内容：用THCOMIPS16编写4~5个汇编语言程序，并进行调试。实验环境：普通PC机，Windows操作系统，THCOMIPS16指令模拟器实验评测：程序能疋确运行

8、。实验名称2：基本数据通路设计实验目的：（1）熟悉硬件描述语言及开发环境，（2）掌握简单运算器的数据传送通路,（3）验证运算器的功能，（