计算机组成原理课程教学大纲

计算机组成原理课程大纲一、课程简介本课程旨在介绍计算机组成的基本原理和体系结构，以及计算机硬件和软件之间的关系。

通过本课程的学习，学生将深入了解计算机的组成、工作原理以及各个组成部分之间的互联关系，为进一步学习和研究计算机科学相关领域奠定坚实基础。

二、教学目标1. 掌握计算机体系结构的基本概念和关键技术；2. 理解计算机硬件与软件之间的协同工作原理；3. 掌握冯·诺依曼体系结构及其相关技术；4. 理解计算机的运行原理和数据表示方式；5. 掌握计算机指令系统的设计与实现方法；6. 了解计算机存储器和输入输出设备的工作原理；7. 熟悉计算机的中央处理器（CPU）和指令执行过程；8. 理解计算机系统的性能评价和优化方法。

三、教学内容1. 计算机组成与发展历程1.1 计算机组成的概念和基本原理1.2 计算机体系结构的历史演变1.3 计算机发展的趋势和前沿技术2. 冯·诺依曼体系结构2.1 冯·诺依曼计算机模型与体系结构2.2 存储程序与指令执行过程2.3 冯·诺依曼计算机的优缺点与应用3. 计算机硬件组成与工作原理3.1 中央处理器（CPU）的组成与工作原理 3.2 存储器的类型、层次结构与访问方式3.3 输入输出设备的分类和接口技术4. 数据表示与运算4.1 数字系统和编码方式4.2 二进制运算与逻辑电路4.3 浮点数表示和运算5. 计算机指令系统的设计与实现5.1 指令系统的概念和分类5.2 指令的格式和编码方式5.3 指令的执行和流水线技术6. 计算机性能评价与优化6.1 计算机系统性能指标6.2 程序和算法的性能优化6.3 计算机系统的并行处理与分布式计算四、教学方法本课程采用多种教学方法，包括：1. 讲授：通过系统的理论讲解，向学生介绍计算机组成原理的基本概念和关键知识点；2. 实践：通过实验、案例分析等实践活动，加深学生对计算机组成原理的理解和应用能力；3. 讨论：组织小组讨论、学术研讨等形式，促使学生思考和交流，提高综合素质；4. 课堂互动：通过提问、答疑等方式，加强学生与教师之间的互动和参与。

《计算机组成原理》课程教学大纲一、教学大纲说明(一)、课程的地位、作用与任务《计算机组成原理》是信息类计算机应用专业学生必修的公共基础课之一，是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。

在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。

其特点是概念多、内容全面、涉及硬件内容，系统性强，其整体实现思想和技术理解有点难度。

(二)、课程的教学目的要求计算机组成原理对建立计算机整体概念，因此本课程的目的是使学生通过本课程的学习，理解计算机系统的基本概念和主要结构，掌握其工作原理，了解它的发展的新技术、新动向，从而为学生以后在各类计算机上从事开发和应用的需要。

掌握：基本概念包括：计算机系统组成及层次结构、运算方法和运算器、存储系统与指令系统、中央处理器、总线系统、外围设备、输入输出系统等。

基本知识：计算机系统的基本结构和工作原理以及有关的新技术。

理解重点：运算器结构、存储系统的管理方法、指令格式、中央处理器的结构和控制、外围设备通信控制方式。

难点：运算方法及运算器、中央处理器、输入输出控制方式。

(三)、课程的教学方法和手段１、本课程概念多、较抽象、涉及面广，因此教学形式以讲授方式为主。

２、为加强和落实动手能力的培养，应充分重视实践性教学环节，配合主教材、辅助教材、CAI、网络教材、试题库、实验教材综合使用，力求形成理论、抽象、设计三过程相统一的课程体系。

３、对关键性概念、整体实现思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。

４、如条件许可，应利用网络技术进行授课、答疑和讨论。

(四)、课程与其它课程的联系先修课为：计算机应用基础、操作系统原理、电子电路基础的知识(五)、教材与教学参考书教材：白中英，《计算机组成原理》(第三版、网络版) ，清华大学出版社，2008年3月二、课程的教学内容、重点和难点1.课程以文字教材为主(包括主教材和实验教材两部分),文字教材担负起形成整个课程体系系统性和完整性的任务，是学生学习的主要媒体形式。

《计算机组成原理》课程教学大纲
一、课程简介
课程编号：09464004
课程名称：[计算机组成原理]（Computer Organization and Principle）
学时64 学分 4
开课学期：6
参考教材：计算机组成原理（第三版），白中英，科学出版社：2000，11
开课对象：计算机类本科
先修课程：数字逻辑
内容提要：本课程以计算机的主要组成部分：运算器、存储器、控制器、输入输出设备和总线为线索，详细系统地讲解了各组成部分的工作原理，在此基础上整个计算机系
统的工作原理。

二、教学目的和要求
通过本课程的学习，使学生了解计算机系统的组织结构，计算机的工作原理，掌握ALU,组合逻辑控制器和微程序控制器等设计原理和方法，了解存储器、外设接口等工作原理，为《计算机系统结构》课程打下基础。

三、教学方法与教学手段
本课程的教学方法主要采用课堂教学，以多媒体教学为主要手段。

根据各章节的内容的特点因章节施教，启发式教学贯穿始终。

四、教学内容安排和教学要求
（教学要求：A——掌握；B——理解；C——了解）
五、建议实验项目及学时分配
1．运算器实验（2学时）
2．存储器实验（2学时）
3．微控制器实验（4学时）
4．基本模型机设计与实现（2学时）
六、教学参考书
1.计算机组成与结构，王爱英主编，清华大学出版社，1993
2.计算机组成原理，俸远帧，电子工业出版社，1989
起草人：刘宏申审核人：日期：。

《计算机组成原理》教学大纲一、课程概述《计算机组成原理》是计算机科学与技术、电子信息工程等专业的一门重要基础课。

本课程主要介绍计算机的基本组成和工作原理，使学生全面了解计算机硬件体系结构，包括计算机历史发展、指令系统、CPU设计、存储器层次结构、输入输出系统、总线结构等内容。

二、教学目标1.了解计算机硬件的组成和工作原理。

2.理解计算机的历史发展过程，掌握计算机的分类和体系结构。

3.掌握计算机指令系统的设计原则和常见指令的执行过程。

4.熟悉CPU的基本组成和工作原理，能够设计简单的CPU。

5.理解存储器层次结构的原理，熟悉常见的存储器技术。

6.了解输入输出系统的原理和常见的接口技术。

7.掌握计算机总线的分类和工作原理。

三、课程具体内容及教学安排1.计算机硬件体系结构（2周）-计算机硬件的分类和功能-冯·诺依曼计算机体系结构-CISC和RISC指令集架构2.指令系统设计与实现（3周）-指令系统的基本要求-ISA的设计原则-MIPS指令系统设计与实现3.CPU设计与实现（4周）-CPU的基本结构和功能-数据通路和控制器的设计与实现-单周期CPU与多周期CPU的设计比较4.存储器层次结构（3周）-存储器的分类和特点-存储器的层次结构和映射方式- Cache的设计原理和优化策略5.输入输出系统（2周）-输入输出设备的分类和特点-输入输出接口的工作原理与设计-DMA和中断的处理机制6.总线结构（2周）-总线的分类和特点-总线的时序与仲裁机制-PCI和PCIe总线的基本原理四、教学方法1.理论授课：介绍计算机的基本原理和概念。

2.实践操作：通过实验课程，让学生动手操作实际的计算机硬件和软件，加深对计算机组成原理的理解。

3.讨论与研讨：组织学生进行小组讨论和报告汇报，共同探讨计算机组成原理的相关问题。

4.相关案例分析：通过实际案例分析计算机组成原理在实际应用中的作用和影响。

五、教材和参考书教材：参考书：1. 《计算机组成与设计：硬件/软件接口》（原书第4版）（Patterson和Hennessy编著）2. 《计算机组成与体系结构》（英文版）（David A. Patterson和John L. Hennessy编著）3.《计算机组成原理及其实践》（胡伟编著）六、评分方式1.平时成绩：包括出勤情况、作业完成情况和课堂表现等。

408计组大纲2024408计算机组成原理大纲（2024）一、课程目标计算机组成原理是计算机科学与技术专业的核心课程之一，旨在通过对计算机硬件组成和工作原理的学习，培养学生对计算机系统的整体了解和深入理解。

本课程将通过教授计算机系统硬件、指令系统、中央处理器、存储器、输入输出系统等相关内容，使学生能够掌握计算机系统的基本知识和原理，并能够对计算机硬件进行合理选择和优化。

二、教学内容1.计算机系统基本概念1.1计算机系统组成1.2计算机系统的层次结构1.3计算机系统性能指标2.计算机硬件2.1计算机硬件概述2.2中央处理器（CPU）2.3存储器（内存）2.4输入输出设备3.指令系统3.1指令系统的概念3.2指令格式与寻址方式3.3指令的执行过程4.中央处理器4.1中央处理器的功能与架构4.2数据通路和控制器4.3指令的执行和流水线技术5.存储器5.1存储器的类型与层次结构5.2随机访问存储器（RAM）5.3只读存储器（ROM）5.4高速缓存存储器（Cache）6.输入输出系统6.1输入输出设备的分类和特性6.2输入输出接口与控制6.3外设与总线7.计算机系统性能评价与优化7.1性能指标7.2提升计算机系统性能的方法7.3计算机系统设计的优化技术三、教学方法与要求本课程采用理论教学与实践相结合的教学方法。

理论教学部分主要通过课堂讲授、文献阅读与讨论等方式进行，实践部分将引导学生进行计算机硬件的实际操作和设计。

学生需要在掌握基本理论知识的基础上，参与实验操作，完成相关实践任务。

学生通过实践能够更深入地理解计算机组成原理，并掌握计算机系统的基本分析和设计能力。

四、考核方式与评分标准本课程的考核方式主要包括以下几个方面：1.平时表现：包括课堂参与、实验报告等。

（占总评成绩的30%）2.实验：完成相关的实验操作和设计任务。

（占总评成绩的30%）3.期末考试：对学生对所学内容的理解和应用能力进行考核。

（占总评成绩的40%）评分标准将根据学生的表现和成绩进行评定，具体细则将在教学过程中公布。

计算机组成原理教学大纲计算机组成原理教学大纲引言：计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的各个方面，包括计算机的基本组成、运算器、控制器、存储器、输入输出系统等。

本文将从计算机组成原理的教学大纲出发，探讨该课程的内容和教学方法。

一、课程概述1.1 课程名称：计算机组成原理1.2 课程性质：必修课1.3 学时安排：理论课2学时/周，实验课2学时/周1.4 前置课程：计算机基础、数字电路1.5 后续课程：计算机体系结构、操作系统二、课程目标2.1 理论目标：- 理解计算机的基本组成和工作原理- 掌握计算机硬件的各个组成部分的功能和特点- 理解计算机的运算器、控制器和存储器的工作原理- 掌握计算机的输入输出系统的原理和技术2.2 实践目标：- 能够使用硬件描述语言进行计算机硬件的设计和实现- 能够进行计算机系统的组装和调试- 能够使用计算机硬件开发工具进行硬件设计和仿真三、教学内容3.1 计算机的基本组成- 计算机的五大组成部分：运算器、控制器、存储器、输入输出设备、总线- 计算机的层次结构：硬件层次、体系结构层次、指令集架构层次3.2 运算器- 运算器的功能和特点- 运算器的设计原理和实现方法- 运算器的运算方式：定点运算、浮点运算3.3 控制器- 控制器的功能和特点- 控制器的设计原理和实现方法- 控制器的指令执行过程：取指令、译码、执行、访存、写回3.4 存储器- 存储器的功能和特点- 存储器的分类：主存储器、辅助存储器- 存储器的组织结构：存储单元、存储地址、存储器的访问方式3.5 输入输出系统- 输入输出设备的分类和特点- 输入输出接口的功能和设计- 输入输出的数据传输方式：程序控制方式、中断方式、DMA方式四、教学方法4.1 理论教学- 通过讲授基本概念和原理，引导学生理解计算机组成原理的基本知识- 结合案例分析和实际应用，加深学生对计算机组成原理的理解和应用能力- 引导学生进行课堂讨论和小组讨论，培养学生的分析和解决问题的能力4.2 实验教学- 设计并实现一些简单的计算机硬件模块，加深学生对计算机组成原理的理解和实践能力- 进行计算机系统的组装和调试，培养学生的动手能力和团队合作精神- 使用计算机硬件开发工具进行硬件设计和仿真，提高学生的实践能力和创新能力五、教学评价5.1 理论考核- 闭卷考试：考察学生对计算机组成原理的理论知识的掌握程度和应用能力- 开卷考试：考察学生对计算机组成原理的综合分析和解决问题的能力5.2 实验考核- 实验报告：考察学生对计算机硬件设计和实现的理解和实践能力- 实验成果展示：考察学生对计算机系统组装和调试的能力和团队合作精神结语：计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程，通过对计算机硬件的各个方面的学习和实践，可以帮助学生全面理解计算机的工作原理和设计方法。

《计算机组成原理》教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：计算机组成原理课程英文名称：Principles of Computer Composition课程编码：课程类型：学科基础课总学时：64理论学时：52 实验学时：12学分：4适用专业：计算机类专业先修课程：数字逻辑开课院（部）：计算机科学与工程学院二、课程的性质与任务《计算机组成基础》是计算机类专业必修的一门学科基础课。

本课程介绍计算机系统的组成原理及内部工作机制，包括计算机各大部件的结构、工作原理、逻辑实现、设计方法及其互连构成计算机整机的技术，旨在使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术，深刻理解程序在计算机硬件上被执行的过程，建立计算机系统的整体概念，对培养学生设计开发计算机系统的能力有重要作用。

为今后计算机网络、操作系统、计算机体系结构及专业方向课程的学习打好基础。

三、课程教学基本要求1、计算机组成原理课程的内容比较抽象，教学中需要结合实际例子进行讲授。

2、讲授比较复杂的过程，如指令周期的步骤，可以通过动画演示，帮助学生理解。

也可以结合实验，讲解数据通路。

3、要求学生课前预习，课后复习，尽量完成课后所有习题，帮助消化理解教学内容。

对于典型的习题，应该在习题课上详细讲解。

选讲一些综合性的考研试题，帮助学生开拓思路。

4、注重实验的教学效果，实验不能仅仅停留在做出结果，一定要让学生知其所以然，并且能初步进行一些设计。

四、理论教学内容和基本要求第一章计算机系统概论（一）讲授内容：1.1 计算机的分类1.2 计算机的发展简史1.3 计算机的硬件1.4 计算机的软件1.5 计算机系统的层次结构（二）基本要求：（1）了解计算机软硬件的概念，软件的分类；（2）理解计算机的系统层次结构，包括计算机硬件的基本组成(五大部件的构成)，以及计算机的基本工作过程；（3）掌握计算机的工作原理、硬件的主要技术指标。

（三）重点及难点：重点：计算机的工作原理、计算机的层次结构第二章运算方法和运算器（一）讲授内容：2.1 数据与文字的表示方法2.2 定点加法、减法运算2.3 定点乘法运算2.4 定点除法运算2.5 定点运算器的组成2.6 浮点运算方法和浮点运算器（二）基本要求：（1）掌握各种数制及其相互转换的方法、无符号数和有符号数的表示方法。