计算机组成原理 教学实施方案

计算机组成原理 教学实施方案专业名称计算机科学与技术辅导教师杨德生学期2课程名称计算机组成原理辅导课时数90学分5课程概况课程性质：计算机组成原理是计算机科学与技术专业本科生的一门必修课程。通过学习本课程，能了解计算机一般组成原理与内部运行机理，为学习本专业后继课程和进行与硬件有关的技术工作打好基础。先修与后续课程：其先修课包括模拟电路、数字电路、汇编语言程序设计等，后续课有计算机系统结构、微型计算机系统与设计、操作系统等课程。教学目标与要求：使学生掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法，学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理，学习计算机设计中的入门性知识，掌握维护、使用计算机的基本技能。教学方法和教学形式：整个教学过程由授课、实验、作业和自学四个环节组成。作业未完成者不得参加考试。实验成绩与期末考试成绩共同评定为课程总成绩。课程教学总学时数为 90学时，5学分，其中课内学时76，实验学时14。实验环境为TEC-2000实验箱。教学资源情况课程教材：计算机组成原理，作者：王诚 清华大学出版社(2004年1月发行 第三版)。网上资源：1、甘肃电大VOD点播系统中有本门课程的视频讲授：http:/61.178.59.209:6666/view/list.exl?channel=229&parent=752、甘肃电大电大在线教学平台中有本门课程的学习网站（两个）。http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm亚盛电大电大在线教学平台http:/61.178.160.7/参考书目：1、计算机组成原理（第三版） 作者：白中英 科学出版社2、计算机组成原理题解、题库、试验 科学出版社 2001年3月第二版3、计算机组成原理习题与解析清华大学出版社 2002年3月教学支持服务中央电大：在中央电大主页中，开辟有开放教育试点专栏，该课程学习辅导，教学信息，教学要求等内容定期公布。访问网址为：甘肃电大：在甘肃电大电大在线中，有本门课程的大量资源，地址： 或 中央电大电子信箱地址：lgb甘肃电大责任课教师：姓名：刘永铎 电话：13893453017 email：liuyd亚盛电大责任课教师：姓名：杨德生 电话：0937-2654694 email：jqyds163.c0m另外，同学们还可以通过甘肃电大在线、亚盛电大在线本门课程的论坛和责任课教师进行交流，版主是责任课教师刘永铎、杨德生。形成性考核安排本课程的形成性考核有形成性考核册，作业在本学期交辅导老师批改两次，期中考试前一次，期末考试前一次。实验要求有四个，具体见实验安排，实验报告在期末考试前全部交由任课老师批阅。期中考试范围为第四章之前的内容，期末考试为全部内容。其中考试试题由则任课教师命题，期末试题由中央电大统一命题。实验成绩、平时成绩与期末考试成绩共同评定为课程总成绩。周次导 学 内 容 及 学 习 进 度 安 排讲授内容教学环节学生自学各种媒体教学资源的形式及内容安排等第3周第一章 概述第二章 数字电路基础和计算机的逻辑部件 重难点讲析、自学要求重点掌握内容：1、计算机的发展、分类、特点与应用；2、计算机硬件和软件的基本概念；3、计算机硬件系统的组织，各部分的功能及其组成框图；4、计算机的工作过程；5、冯诺依曼型计算机的设计思想；6、计算机系统的层次结构。 对计算机有一个总体的概念，以便展开后续各章内容。自学内容：第二章数字电路基础和计算机的逻辑部件本章内容为先修课数字电路基础课程内容，故作为自学部分。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm第4周 3.1 数字化信息编码的概念和二进制编码知识 3.2 数据表示常用的信息编码重难点讲析、自学要求重点掌握内容：1、二、八、十、十六进制数之间的转换；2、二进制数的运算规则；3、重点掌握定点小数、整数、浮点数和十进制数的编码方法；4、奇偶校验的编码方法。自学内容：了解汉明校验码的编码规则。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm第5周 3.3.1 原码、反码、补码的定义 3.3.2 补码加、减法运算规则和电路实现详细讲授要求重点掌握内容：1、 原码、反码、补码的求法与特点；2、“溢出”的概念及判别方法，模4补码的求法，移码的求法；3、补码加、减法运算规则和电路实现。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm第7周 3.3.3 原码一位乘法、除法的实现方案 3.3.4 补码一位乘法、除法和加速乘除法运算的有关思路重难点讲析、自学要求重点掌握内容：1、计算机实现原码一位乘法、除法与手工算法的不同及解决方案；2、要求掌握用手工模拟计算机进行原码一位乘法、除法运算；3、在除法运算中，掌握不恢复余数法、恢复余数法和加减交替法。自学内容：了解补码一位乘法、除法和加速乘除法运算的有关思路。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm第8周 3.4 运算器部件的组成与设计 3.4 浮点运算与浮点运算器包含实验一：计算机逻辑器件与运算器。重难点讲析、自学、实验要求重点掌握内容：1、运算器的功能与组成；2、浮点数加减法运算步骤及实例；3、浮点数乘除法运算步骤及实例。自学内容：1、了解AM2901芯片，TEC-2000运算器设计与实现，为实验做准备。2、了解80286、80287浮点运算器。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm第9周 4.1 指令格式和指令系统概述 4.2 寻址方式概述与应用实例详细讲授要求重点掌握内容：1、指令的概念、功能、格式；2、操作码、操作数的安排方案；3、指令的分类；4、常见的八种寻址方式；5、IBM 360、P2机寻址方式。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm第10周 4.3 指令系统和汇编语言程序设计举例 4.4 控制器的功能、组成与指令执行步骤重难点讲析、自学要求重点掌握内容：1、TEC-2000的指令系统；2、TEC-2000的五种指令格式；3、控制部件的功能与组成；4、指令的执行过程;5、利用教学机的指令系统进行简单的汇编语言程序设计。自学内容：1、了解TEC-2000的汇编语言程序设计思想。2、了解P2 的指令系统。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/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 硬连线控制器部件包含实验二：微程序控制器。重难点讲析、自学、实验要求重点掌握内容：1、微程序控制器的基本组成；2、微程序控制器的工作原理；3、硬连线控制器的基本组成；4、硬连线控制器的工作原理。自学内容：1、了解TEC-2000微程序控制器的组成、设计与实现。2、了解TEC-2000硬连线控制器的组成、设计与实现。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm第13周 5.1 三级结构的存储器系统概述 5.2 主存储器部件的组成与设计 5.3 外存储器设备与磁盘阵列技术包含实验三：扩展存储器重难点讲析、自学、实验要求重点掌握内容：1、三级结构的存储器系统的特点；2、主存储器的组成、功能；3、RAM和ROM的特性比较；4、提高主存性能的有效途径；5、外存储器的主要技术指标；6、磁盘的工作原理；7、磁盘阵列技术。自学内容：1、了解TEC-2000的存储器。2、了解光盘、磁带机的原理。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm第14周 5.4 高速缓冲存储器 5.5 虚拟存储器部件详细讲授要求重点掌握内容：1、高速缓冲存储器的运行原理；2、高速缓冲存储器的三种映像方式；3、CACHE的命中率问题；4、虚拟存储器的三种管理方式。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm第15周第六章 输入输出设备与输入输出系统包含实验四：教学机汇编实验选作实验：中断实验重难点讲析、自学、实验要求重点掌握内容：1、输入输出系统的概念；2、计算机总线的功能与分类；3、计算机总线的构成；4、总线的仲裁与传输控制；5、接口的概念、功能；6、常用的五种输入输出方式；7、中断处理过程；8、教学机总线系统；9、intel 8251芯片。自学内容：1、显示设备、打印设备、键盘、鼠标的工作原理。网上学习资源：http:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja2/zcyl.htmlhttp:/61.178.59.213/jsjzcyl/ja1/total.files/frame.htm第16周总复习作业辅导和讲评、小组讨论、课程串讲对教学内容梳理，进行重点问题归纳，针对作业错误进行讲评，详细讲解练习册，做考前复习附表：实验项目实验实验要求一、计算机逻辑器件与运算器1、实验要求在4学时的时间内完成。2、实验完成后要求写出实验报告并交辅导教师（本实验具体要求见实验辅导用书）。二、微程序控制器1、实验要求在3学时的时间内完成。2、要求学生自行设计35条指令。3、实验完成后要求写出实验报告并交辅导教师（本实验具体要求见实验辅导用书）。三、扩展存储器 1、实验要求在3学时的时间内完成。2、实验完成后要求写出实验报告并交辅导教师（本实验具体要求见实验辅导用书）。四、教学机汇编实验1、实验要求在4学时的时间内完成。2、要求学生编I/O、查询方式。3、实验完成后要求写出实验报告并交辅导教师（本实验具体要求见实验辅导用书）。五、中断实验1、实验要求在3学时的时间内完成。2、实验完成后要求写出实验报告并交辅导教师（本实验具体要求见实验辅导用书）。注：1、 本实验项目的前四个实验为必做实验，第五个实验为选做实验。2、 本实验项目的所有实验都是在TEC-2000教学实验机上进行。7