《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)大綱（本科）

1、計(jì)算機(jī)組成原理（Computer Organization）課程編號(hào)：06410051學(xué)分：4學(xué)時(shí)：72 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：56,實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：16）先修課程：數(shù)字邏輯，電工電子學(xué)適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材：計(jì)算機(jī)組成原理，秦磊華等，清華大學(xué)出版社，2018年第2版一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)計(jì)算機(jī)組成原理是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，培 養(yǎng)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)各大部件的基本組成、基本原理，各部件間的相互聯(lián)系，以及各部件在整機(jī)中的 作用；培養(yǎng)學(xué)生具有初步的硬件系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和使用的能力；并為學(xué)習(xí)后繼課程、從事科學(xué)研究 和工程技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)

2、1.知識(shí)方面課程目標(biāo)1.1掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成，掌握計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)。課程目標(biāo)1.2掌握計(jì)算機(jī)中信息的表示方法。課程目標(biāo)1.3掌握運(yùn)算器的基本組成和基本原理。課程口標(biāo)1.4掌握存儲(chǔ)器的基本組成和基本原理。課程目標(biāo)1.5理解指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握基本尋址方式，熟悉指令和匯編語(yǔ)言。課程目標(biāo)1.6掌握控制器的基本組成和基本原理；掌握計(jì)算機(jī)主機(jī)的工作原理。課程目標(biāo)1.7掌握RISC處理器的基本概念和基本原理；掌握指令流水線的基本原理。課程目標(biāo)L8理解存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次和作用，掌握高速緩存和虛擬存儲(chǔ)的基本組成和基本原 理。課程目標(biāo)1.9掌握輸入輸出和系統(tǒng)總線的基本組成和基本原理。2.能力與素質(zhì)方面實(shí)驗(yàn)1基

3、本邏輯電路I.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)理解總線的三態(tài)傳輸特性；(2) 了解數(shù)字電路設(shè)計(jì)的基本方法；(3)掌握三態(tài)門電路等基本邏輯電路的HDL描述方法；2.實(shí)驗(yàn)要求(1)熟悉實(shí)驗(yàn)板，熟悉數(shù)字電路開發(fā)工具和仿真工具，熟悉實(shí)驗(yàn)調(diào)試工具；2)理解實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)給定的基本邏輯電路實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，能夠閱讀并分析HDL代碼，獨(dú)立設(shè) 計(jì)驗(yàn)證方案并實(shí)施驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，表述實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)2加減運(yùn)算電路.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)理解二進(jìn)制加法，掌握補(bǔ)碼與真值的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(2)理解使用加法器電路和輔助控制邏輯實(shí)現(xiàn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算；(3)理解標(biāo)志位的含義；(4)掌握加減運(yùn)算電路的HDL描述方法；.實(shí)驗(yàn)要求(1)熟練使用實(shí)驗(yàn)板、數(shù)字電路開發(fā)工具及實(shí)

4、驗(yàn)調(diào)試工具；2)理解實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)給定的加減運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，能夠使用HDL進(jìn)行加減運(yùn)算電路的 描述，對(duì)完成后的電路能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案并實(shí)施驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，表述實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)3 ALU電路.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)理解ALU控制編碼；(2)理解使用加法器電路和移位寄存器實(shí)現(xiàn)補(bǔ)碼乘2、除2運(yùn)算；(3)理解ALU運(yùn)算器結(jié)構(gòu)；(4)掌握ALU運(yùn)算電路的HDL描述方法；.實(shí)驗(yàn)要求(1)熟練使用實(shí)驗(yàn)板、數(shù)字電路開發(fā)工具以及實(shí)驗(yàn)調(diào)試工具；(2)理解實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)給定的ALU運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停軌蛴肏DL進(jìn)行ALU電路描述， 對(duì)完成后的電路能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案并實(shí)施驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，表述實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)4數(shù)據(jù)通路1

5、.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)理解運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路的組成結(jié)構(gòu)；(2)掌握運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路中信息傳遞的控制過程；(3)掌握HDL與原理圖混合輸入的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通路電路的描述；2 .實(shí)驗(yàn)要求(1)熟練使用實(shí)驗(yàn)板、數(shù)字電路開發(fā)工具以及實(shí)驗(yàn)調(diào)試工具；(2)理解實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)給定的數(shù)據(jù)通路電路實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停軌蛴肏DL與原理圖混合輸入的方 式進(jìn)行電路描述，對(duì)完成后的電路能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案并實(shí)施驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，表述實(shí) 驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)5主存儲(chǔ)器.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)理解CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀、寫過程；(2)掌握使用HDL描述和IP核方式實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器電路的方法；.實(shí)驗(yàn)要求(1)熟練使用實(shí)驗(yàn)板、數(shù)字電路開發(fā)工具以及實(shí)驗(yàn)調(diào)試工具；(2)理解實(shí)驗(yàn)

6、任務(wù)，對(duì)給定的存儲(chǔ)器電路實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，能夠使用HDL描述和IP核方式進(jìn)行主 存儲(chǔ)器電路描述，對(duì)完成后的電路能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案并實(shí)施驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，表述實(shí) 驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)6指令系統(tǒng).實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫釰UC-II模型機(jī)數(shù)據(jù)通路；(2)理解JUC-II指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)；(3)理解JUC-II指令集各條指令功能。.實(shí)驗(yàn)要求熟練使用實(shí)驗(yàn)板以及FPGA下載工具，學(xué)會(huì)使用JULAB實(shí)驗(yàn)調(diào)試軟件調(diào)試匯編指令程 序；(2)理解實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)給定的JUC-II硬件電路模型和指令系統(tǒng)，對(duì)JUC-II指令集中各條指 令，能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)調(diào)試驗(yàn)證方案并實(shí)施驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解指令功能，表述實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)7微程序控制.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

7、1)理解微程序控制器的組成；(2)理解微程序控制器的時(shí)序；(3)理解微程序控制信號(hào)的產(chǎn)生原理；(4)能夠使用HDL描述微程序控制器結(jié)構(gòu)。.實(shí)驗(yàn)要求(1)熟練使用實(shí)驗(yàn)板、數(shù)字電路開發(fā)工具以及實(shí)驗(yàn)調(diào)試工具；(2)理解實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)給定的微程序控制器結(jié)構(gòu)，能夠使用HDL進(jìn)行控制器描述，能夠獨(dú) 立設(shè)計(jì)調(diào)試驗(yàn)證方案并實(shí)施驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，表述實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)8硬布線控制.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握硬布線控制器的設(shè)計(jì)方法；(2)掌握硬布線控制器的HDL描述方法。.實(shí)驗(yàn)要求(1)熟練使用實(shí)驗(yàn)板、數(shù)字電路開發(fā)工具以及實(shí)驗(yàn)調(diào)試工具；(2)理解實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)給定的數(shù)據(jù)通路，能夠使用HDL進(jìn)行控制器描述，完成對(duì)指令集中 各條指

8、令的執(zhí)行，能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)調(diào)試驗(yàn)證方案并實(shí)施驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，表述實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)9高速緩沖存儲(chǔ)器.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)理解高速緩存的結(jié)構(gòu)和原理；(2)掌握直接映像方式的地址變換過程；(3)掌握訪問和置換過程；(4)能夠使用HDL描述高速緩存控制器。.實(shí)驗(yàn)要求(1)熟練使用實(shí)驗(yàn)板，F(xiàn)PGA下載工具以及JULAB調(diào)試軟件；(2)理解實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)給定的直接映像方式的高速緩沖存儲(chǔ)器電路實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，能夠使用HDL 進(jìn)行高速緩存控制器設(shè)計(jì)，能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案并實(shí)施驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，表述實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)10中斷電路.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)理解中斷的基本概念；了解中斷控制器的結(jié)構(gòu)；(2)掌握中斷請(qǐng)求、中斷響應(yīng)、中斷處理的

9、過程；(3)掌握中斷屏蔽在中斷過程中的作用。(4)掌握中斷排優(yōu)電路和中斷屏蔽的HDL描述方法。.實(shí)驗(yàn)要求(1)熟練使用實(shí)驗(yàn)板、數(shù)字電路開發(fā)工具以及實(shí)驗(yàn)調(diào)試工具；(2)理解實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)給定的中斷電路實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，能夠使用HDL完成中斷控制器排優(yōu)和屏 蔽功能的描述，對(duì)完成后的中斷電路制定驗(yàn)證方案并實(shí)施驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，表述實(shí)驗(yàn)結(jié)論。四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí)驗(yàn)上機(jī)課程 實(shí)踐小 計(jì)第一章概論325講授法1.1, 2.1第一章信息表示33講授法1.2第三章運(yùn)算器8614講授法、研究型教學(xué)方法1.3, 2.1, 2.2,2.3, 2.4, 2.5第四章

10、存儲(chǔ)器729講授法1.4, 2.1, 2.2,2.3, 2.4, 2.5第五章指令系統(tǒng)8210講授法1.5, 2.1, 2.2,2.3, 2.4, 2.5第六章控制器729講授法、演示法、 研究型教學(xué)方法1.6, 2.1, 2.2第七章RISC處理器77講授法1.7, 2.1, 2.2,2.3, 2.4, 2.5第八章存儲(chǔ)系統(tǒng)55講授法1.8, 2.1, 2.2,2.3, 2.4, 2.5第九章輸入輸出8210講授法1.9, 2.1, 222.3, 2.4, 2.5合計(jì)561672：1 .課程實(shí)踐學(xué)時(shí)按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃列入表格；2.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法(基于問

11、題、項(xiàng)目、案例 等教學(xué)方法)等。六、課程考核（一）考核方式考核形式考核要求考核權(quán)重備注平時(shí)作業(yè)、測(cè)試至少7次作業(yè)或測(cè)驗(yàn)15%實(shí)驗(yàn)8個(gè)實(shí)驗(yàn)15%期末考試閉卷70%注：1 .分學(xué)期設(shè)置和考核的課程應(yīng)按學(xué)期分別填寫上表。.考核形式主要包括課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、階段測(cè)試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小 論文、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和作品等。.考核要求包括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開卷、閉卷）、項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求等。.考核權(quán)重指該考核方式或途徑在總成績(jī)中所占比重。七、參考書目及學(xué)習(xí)資料計(jì)算機(jī)組成原理（第二版），肖鐵軍等，清華大學(xué)出版社，2015年第2版。.計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)：硬件/軟件接口（原書第5版），美戴維A.帕特森等，機(jī)械工業(yè)

12、出版 社，2015年6月第1版。.Computer Organization and Design RISC-V Edition: The Hardware Software Interface，David A. Patterson, John L. Hennessy. Morgan Kaufmann. 2017.4.計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（第2版），袁春風(fēng)，清華大學(xué)出版社，2015年第2版。5,計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，劉子良，高等教育出版社，2016年2月第1版。八、大綱說明.采用多媒體授課，運(yùn)用講授、啟發(fā)式、案例式等多種教學(xué)手段。.課后需要完成一定數(shù)量的習(xí)題或測(cè)試，以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解

13、和掌握。.課程教學(xué)輔助資料發(fā)布在842T課程網(wǎng)，2017年8月20日 課程目標(biāo)2.1具備計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和各組成模塊的基本分析與設(shè)計(jì)能力。課程目標(biāo)2.2能夠綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和分析方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中 的理論和實(shí)際問題進(jìn)行求解。課程目標(biāo)2.3能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成原理的基本理論和知識(shí)，對(duì)計(jì)算機(jī)的功能部件進(jìn)行分析、 研究，制定實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)2.4能夠熟練使用開發(fā)、調(diào)試工具實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。課程目標(biāo)2.5能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、討論，通過思考與總結(jié)得出結(jié)論，并能正確表述。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3-1, 3-

14、2, 5-3, 5-5o 1 .畢業(yè)要求3-1:具備對(duì)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行識(shí)別和有效分解的能力。.畢業(yè)要求3-2:具備對(duì)分解后的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行表達(dá)與建模的能力。.畢業(yè)要求5-3:能夠基于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)原理并采用科學(xué)方法對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，制定實(shí)驗(yàn)方案。4.畢業(yè)要求5-5:能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并通過信息綜合得到有效結(jié)論。求指標(biāo)點(diǎn) 課程目焉畢業(yè)要求3-1畢業(yè)要求3-2畢業(yè)要求5-3畢業(yè)要求5-5課程目標(biāo)1.1V課程目標(biāo)1.2V課程目標(biāo)1.3V課程目標(biāo)1.4V課程目標(biāo)1.5V課程目標(biāo)L6V課程目標(biāo)1.7V課程目標(biāo)L8V課程目標(biāo)1.9V課程目標(biāo)2.1V課

15、程目標(biāo)2.2V課程目標(biāo)2.3V課程目標(biāo)2.4V課程目標(biāo)2.5V三、課程內(nèi)容及要求第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述本章支持課程目標(biāo)：L1掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成，掌握計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)；2.1掌握計(jì)算機(jī) 硬件系統(tǒng)和各組成模塊的基本分析與設(shè)計(jì)方法。(-)課程內(nèi)容.本課程的性質(zhì)、目的、任務(wù)及學(xué)習(xí)方法.數(shù)字電子計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)況.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成.計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo).計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展趨向(二)教學(xué)要求了解本課程的性質(zhì)、目的、任務(wù)及學(xué)習(xí)方法；了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展趨向；了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，掌握計(jì)算機(jī)硬件的基本組成、計(jì)算機(jī)軟件的分類和計(jì)算機(jī) 的基本工作過程；掌握計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)及不同指標(biāo)

16、之間的相互關(guān)系。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。.難點(diǎn)計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)及相互關(guān)系。第二章信息表示本章支持課程目標(biāo)：L2掌握計(jì)算機(jī)中信息的表示方法。(-)課程內(nèi)容.數(shù)制與編碼.數(shù)值數(shù)據(jù)的表示.非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示.數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼（二）教學(xué)要求.掌握進(jìn)位計(jì)數(shù)制，能夠進(jìn)行不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換；. 了解真值和機(jī)器數(shù)的概念，能夠?qū)⒄嬷当硎緸樵a、反碼、補(bǔ)碼和移碼形式的機(jī)器數(shù)， 或反之；.掌握定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的表示方法；能夠理解C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型在計(jì)算機(jī)中的表示；. 了解字符與字符串在計(jì)算機(jī)中的表示方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的表示。.難點(diǎn)C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型在計(jì)算機(jī)中的表示。第三章運(yùn)算方法和

17、運(yùn)算器本章支持課程目標(biāo)：1.3掌握運(yùn)算器的基本組成和基本原理；2.1掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和各組 成模塊的基本分析與設(shè)計(jì)方法；2.2能夠綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和分析方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算 機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問題進(jìn)行求解。（一）課程內(nèi)容.定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法和運(yùn)算電路.浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法和運(yùn)算電路.運(yùn)算器的組成與結(jié)構(gòu)（二）教學(xué)要求.能夠進(jìn)行定點(diǎn)數(shù)的四則運(yùn)算并分析運(yùn)算結(jié)果是否溢出等特征，理解運(yùn)算方法的硬件實(shí)現(xiàn), 并根據(jù)運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)，分析數(shù)據(jù)加工的過程；.能夠進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)的四則運(yùn)算并規(guī)格化；了解浮點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算的硬件實(shí)現(xiàn)；.能夠分析運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路的信息加工過程，具有初步的ALU和運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路的設(shè)計(jì)

18、能力。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)運(yùn)算方法和溢出判斷。.難點(diǎn)運(yùn)算方法的硬件實(shí)現(xiàn)。第四章存儲(chǔ)器本章支持課程目標(biāo)：1.4掌握存儲(chǔ)器的基本組成和基本原理；2.1掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和各組成 模塊的基本分析與設(shè)計(jì)方法；2.2能夠綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和分析方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī) 硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問題進(jìn)行求解。（一）課程內(nèi)容.存儲(chǔ)器的種類與主要性能指標(biāo).半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和芯片.非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器.主存儲(chǔ)器的組織.輔助存儲(chǔ)器（二）教學(xué)要求1.理解存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)中的作用；了解存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)；存儲(chǔ)器的分類；2,理解SRAM和DRAM存儲(chǔ)器的工作原理；掌握存儲(chǔ)器芯片的外部特性，能夠根據(jù)應(yīng)用 需求選擇合適

19、的存儲(chǔ)器芯片；.掌握非易失性存儲(chǔ)器的特點(diǎn)，能夠根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合選擇合適的非易失性存儲(chǔ)器；.掌握主存儲(chǔ)器的組織方法，具有初步的設(shè)計(jì)能力。. 了解磁盤的工作原理。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)主存儲(chǔ)器的組織。.難點(diǎn)主存儲(chǔ)器與CPU的連接。第五章指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言本章支持課程目標(biāo)：L5理解指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握基本尋址方式，熟悉指令和匯編語(yǔ)言；2.1掌 握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和各組成模塊的基本分析與設(shè)計(jì)方法；2.2能夠綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理 和分析方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問題進(jìn)行求解。（-）課程內(nèi)容L指令格式.尋址方式.匯編語(yǔ)言（二）教學(xué)要求.掌握指令的基本格式與基本功能；.掌握基本尋址方式；.掌

20、握匯編語(yǔ)言的基本概念，能夠讀懂簡(jiǎn)單的匯編語(yǔ)言程序；（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)指令格式和尋址方式.難點(diǎn)不同尋址方式的理解第六章控制器和中央處理器本章支持課程目標(biāo)：1.6掌握控制器的基本組成和基本原理；掌握計(jì)算機(jī)主機(jī)的工作原理；掌握 指令流水線的基本原理；2.1掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和各組成模塊的基本分析與設(shè)計(jì)方法；2.2能夠綜 合運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和分析方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問題進(jìn)行求解。（一）課程內(nèi)容.控制器概述. CPU數(shù)據(jù)通路.指令執(zhí)行流程.微程序控制器.模型機(jī)微程序控制器的設(shè)計(jì)（二）教學(xué)要求.掌握控制器基本組成，指令控制的基本概念，理解時(shí)序系統(tǒng)的基本概念，同步、異步控 制

21、方式；.掌握CPU數(shù)據(jù)通路的基本組成和信息加工處理的基本方法；.掌握指令流程的分析方法，能夠依據(jù)數(shù)據(jù)通路分析信息加工的過程，也就是指令的執(zhí)行 過程；.掌握微程序控制器的基本組成及工作原理；.理解控制器與運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、指令系統(tǒng)的聯(lián)系，能夠綜合運(yùn)用尋址方式、指令執(zhí)行流程、CPU數(shù)據(jù)通路等知識(shí)進(jìn)行微程序設(shè)計(jì)；.掌握指令流水線的基本概念、性能指標(biāo)和基本原理。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)指令執(zhí)行流程，微程序控制器.難點(diǎn)微程序設(shè)計(jì)第七章RISC處理器和流水線技術(shù)本章支持課程目標(biāo)：1.7掌握RISC處理器的基本概念和基本原理;掌握指令流水線的基本原理； 2.1掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和各組成模塊的基本分析與設(shè)計(jì)方法；

22、2.2能夠綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本 原理和分析方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問題進(jìn)行求解。（-）課程內(nèi)容.CISC和RISC的基本概念. RISC指令系統(tǒng). RISC處理器的數(shù)據(jù)通路.硬布線控制器.指令流水線（二）教學(xué)要求. 了解RISC的基本思想；.通過典型RISC處理器（如MIPS、RISC-V） 了解RISC指令系統(tǒng)；.理解單周期、多周期處理器典型操作的數(shù)據(jù)通路；.了解硬布線控制器的基本組成和設(shè)計(jì)原理；.掌握指令流水線的基本概念、性能指標(biāo)和基本原理。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)RISC處理器的數(shù)據(jù)通路和典型操作；流水線的性能指標(biāo)。.難點(diǎn)多周期流水線重疊執(zhí)行。第八章存儲(chǔ)體系本章支持課程目標(biāo)：1.8理解存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次和作用，掌握高速緩存和虛擬存儲(chǔ)的基本組成和基 本原理；2.1掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和各組成模塊的基本分析與設(shè)計(jì)方法；2.2能夠綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)組 成的基本原理和分析方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問題進(jìn)行求解。（一）課程內(nèi)容.高速緩沖存儲(chǔ)器.虛擬存儲(chǔ)技術(shù).存儲(chǔ)系統(tǒng)（二）教學(xué)要求.掌握高速緩存（Cache）的基本組成和工作原理，能夠根據(jù)Cache和主存之間的映射方 式、Cache中主存塊的替換算法，分析CPU訪問主存時(shí)Cache的工作過程；.掌握虛擬存儲(chǔ)器的基本概念，了解頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器、段式虛擬存儲(chǔ)器和段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)