《计算机组成原理》51学时教学大纲.docx

计算机组成原理课程教学大纲课程名称（中文）计算机组成原理课程名称（英文）ComputerOrganization课程编号420418授课语言中文学分3课内学时51课程性质专业基础课考试/考查考试先修课程无是否有全英语课程否大纲执笔人一大纲审核人一、课程定位和基本要求1 .课程定位本课程是软件工程专业的门重要专业基础课，包含“数字逻辑”与“计算机组成原理”两个部分内容，面向大二以及以上年级学生开设。通过学习本课程，学生系统掌握组合逻辑电路和同步时序逻辑电路的分析与设计方法，掌握用中规模集成电路设计数字系统的方法，掌握计算机各组成部件的基本概念、基本结构、工作原理及设计方法，最终了解和掌握计算机整机的组成和工作原理，并具有初步的CPlJ及其部件的设计能力。2 .课程教学目标课程教学目标L掌握计算机系统组成的基本概念。课程教学目标2：掌握计算机中数的表示方法。课程教学目标3：掌握组合逻辑电路和同步时序逻辑电路的分析与设计方法。课程教学目标4：掌握指令的格式、寻址方式、指令的功能和指令系统的基本要求。课程教学目标5：掌握CPU的功能和基本组成，掌握硬连控制的CPU设计方法和微程序控制的CPU设计方法。课程教学目标6：掌握计算机针对不同数值格式的数据进行算术运算的算法和硬件实现。课程教学目标7：掌握存储系统的分类、主存储器的技术指标，了解存储器芯片的结构,掌握存储器子系统实现方法。课程教学目标8：掌握1/0的基本功能、I/O数据传输的方法。3.课程所支撑的毕业要求指标点序号毕业要求指标点毕业要求指标点内容11-1掌握和运用从事本专业工作所需的，对复杂工程问题特别是信息工程问题进行分析的自然科学和工程基础知识。24-3具有查阅和整合各类资源，探索和发现本专业前沿技术、创新方法和发展趋势的能力，掌握通过信息综合得到合理有效的结论的能力312-1强调知识的发展规律和动态应用，对于自我探索和学习的必要性有正确的认识。412-2掌握高效科学的学习方法，具备自主和终身的自我学习能力，具备跟踪国内外软件工程领域前沿技术及发展趋势的能力，通过学习发展自身能力，适应社会、经济和科技的不断发展。4.课程教学目标与毕业要求对应关系教学、标毕业嬴、课程教学目标1课程教学目标2课程教学目标3课程教学目标4课程教学目标5课程教学目标6课程教学目标7课程教学目标81-14-312-112-2二、课程内容、教学要求、学时分配和教学手段本课程的内容共包含12方面,分别是：计算机系统概论，数制与编码，布尔代数基础，组合逻辑电路，时序逻辑电路，计算机执行程序的过程，指令系统，中央处理器，微程序控制器，运算方法与运算器，存储器，输入输出系统。课程学习分为理论教学和实验教学两部分，实验教学部分作为实践环节单独列出，本课程课内学时为51课时。序号知识单元序号知识点/能力点要求撑程标支课目教学手段课内学时课外学时1计算机系统概论1计算机系统硬件组成掌握课程目标1理论教学2O2计算机系统性能指标熟悉序号知识单元序号知识点/能力点要求撑程标支课目教学手段课内学时课外学时3计算机系统发展历史、分类与应用了解2数制与编码1进位记数制与数制转换掌握罐课目理论教学4O2带符号数的表示方法熟悉3数的定点表示与浮点表示掌握4常用的其他编码了解3布尔代数基础1布尔代数的基本概念熟悉课程目标3理论教学4O2公式，定理，规则掌握3函数基本形式与化简4组合逻辑电路1布尔函数的实现熟悉课程目标3理论教学4O2组合逻辑电路分析与设计掌握3常见组合逻辑电路及器件掌握5时序逻辑电路1时序逻辑电路的基本概念熟悉课程目标3理论教学4O2触发器掌握3同步时序电路分析与设计掌握4常用时序电路掌握6计算机执行程序的过程I计算机执行程序过程掌握课程目标4理论教学2O2样例程序指令执行过程熟悉7指令系统1指令格式，寻址方式掌握课程目标4理论教学4O2指令系统的设计方法掌握3指令系统的发展过程了解8中央处理器1CPU功能与组成熟悉课程理论8O序号知识单元序号知识点/能力点要求撑程标支课目教学手段课内学时课外学时2构建数据通路设计方法掌握目标5教学3控制器设计方法掌握9微程序控制器1微程序控制器基本原理掌握课程目标5理论教学602微程序控制器基本构成掌握3微程序设计技术掌握4微程序控制器的设计熟悉10运算方法与运算器1定点数的加减运算掌握课程目标6理论教学402定点数的乘除法运算了解3定点运算器的构成了解4浮点加减运算掌握11存储器1存储器基本组成与分类掌握课程目标7理论教学602随机存储器及只读存储器熟悉3存储器的组成及设计方法掌握4辅助存储器了解12输入输出系统1输入输出系统基本概念掌握课程目标8理论教学302程序查询方式了解3中断技术和DMA技术概念掌握三、课程“立德树人”内涵计算机组成原理是软件工程专业重要的专业课程，掌握最基本的计算机组成原理以及实现方法，有助于我国计算机系统设计的创新驱动发展。在课程学习过程中，讲授计算机以及CPU发展历史以及发展历史和趋势，引导学生了解行业动态以及杰出人物的技术贡献和影响，为提升我国计算机研究能力以及系统级设计人才培养做好知识储备。四、考核、成绩评定方式及重修要求课程采取课堂表现、过程考核和期末闭卷考试相结合进行，其成绩占分比例为：课堂表现10%,平时作业30%,期末闭卷考试60%。重新修读采用免修不免考的方式进行。考核方式占比支撑课程目标备注课堂表现10%课程目标1出勤及提问课程目标2课程目标3课程目标4课程目标5课程目标6课程目标7课程目标8平时作业115%课程目标3作业提交时间作业完成质量作业完成数量课程目标4课程目标5平时作业215%课程目标6作业提交时间作业完成质量作业完成数量课程目标7期末闭卷60%课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4课程目标5课程目标6课程目标7课程目标8五、评价标准1.平时作业评价标准支撑课程目标评价细则及得分100-9089-8079-7069-6059-0按时交作业；按时交作业；按时交作业；短时迟交作不交或严重超时迟交作业；概念解释、分析问题、计算过程等不清晰，结果正确率低于合格水平；表述不合理，书写不规范等。概念解释清概念解释、分概念解释、分业；概念解释、晰，分析问题析问题、计算析问题、计算分析问题、计目标37条理清楚，计过程等比较清过程等基本清算过程等基本算过程层次清晰，结果正确晰，结果正确清晰，结果正晰，结果正确率不低于80%；率不低于70%；确率不低于率高于90%：表表述比较合表述比较合60%：表述基本述合理，书写理，书写比较理，书写基本合理，书写基规范等。规范等。规范等。本规范等。2.课堂表现评价标准支撑评价细则及得夕程标课目100-9089-8079-7069-6059-0目标18满勤；积极参与课程问答和讨论；回答问题正确。缺勤1次：较积极参与课程问答和讨论；回答问题正确率不低于80%o缺勒2次；参与课程问答和讨论；回答问题正确率不低于70%。缺勒3次；较少参与课程问答和讨论；回答问题正确率不低于60%o缺勤4次及以上；很少参与课程问答和讨论；回答问题正确率低于合格水平。3.期末考试评价标准支撑评价细则及得分程标课目100-9089-8079-7069-6059-0概念解释清概念解释、分概念解释、分概念解释、分概念解释、分晰，分析问题析问题、计算析问题、计算析问题、计算析问题、计算条理清楚，计过程等比较清过程等基本清过程等基本清过程等不清目标算过程层次清晰，结果正确晰，结果正确晰，结果正确晰，结果正确18晰，结果正确率不低于80%；率不低于70%；率不低于60%；率低于合格水率高于90%；表表述比较合表述比较合表述基本合平；表述不合述合理，书写理，书写比较理，书写基本理，书写基本理，书写不规规范等。规范等。规范等。规范等。范等。六、教材与主要参考书教学用书名称主编出版社版次ISBN教材/主要参考书计算机组成原理张晨曦/张惠娟清华大学出版社2023年12月第2版978730265教材计算机组成与设（MIPS版.原书第6版）DavidA.Patterson/JohnL.Hennessy工业出版社2022-79787nHO8865.参考书