郝王丽计算机组成原理教案Word文档格式.docx
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0学时
实习:
学分数
4
课型
专业基础必修课
任课教师
郝王丽
职称
助教
授课对象
软件1301-1306
基本教材和主要参考资料
使用教材:
《计算机组成原理》(第2版),唐朔飞编著,高等教育出版社
参考资料:
[1]《计算机组成原理》,白中英编著,科学出版社,2000.1
[2]《计算机组成原理》,张新荣,李雪威,于瑞国著,机械工业出版社,2009.3
[3]《计算机组成原理》(第2版),罗克露,俸志刚编著,电子工业出版社,2010.2
[4]《电子计算机组成原理》,蒋本珊著,北京理工大学出版社,2004.8
[5]《计算机组成原理》(第2版),蒋本珊编著,清华大学出版社,2008.9
[6]JohnL.HennessyandDavidA.Patterson,"
Computerorganizationanddesign,thehardware/softwareinterface"
MorganKaufmann,SecondEdition,1998
[7]PattersonandHennessy,"
ComputerOrganization&
Design:
theHardware/SoftwareInterface(2ndedition)"
MorganKaufmannPublishers.
教学目的和要求
《计算机组成原理》是软件工程专业本科教学中的一门重要专业基础课,是《计算机系统结构》、《操作系统》、《嵌入式系统原理及应用》等课程的先驱课程。
在计算机、网络工程和软件工程等专业的教学计划中占有重要地位和作用。
学习本课程旨在使学生掌握运算器、控制器、存储器的构成原理、指令流程、组合逻辑控制、微程序控制、I/O控制等内容;
了解数据信息的表示、运算方法与各类半导体存储器、辅助存储器,为更深入地学习后继课程打下基础。
教学重点、难点
了解:
计算机的软硬件概念,计算机系统的层次结构,计算机的发展史,总线概念及分类,RISC技术,CPU的功能和内部结构,微操作命令的分析,微程序设计。
理解:
计算机的工作过程,总线特性及性能指标,静态和动态RAM、ROM、Cache,I/O设备与主机的联系方式和信息传送控制方式,组合逻辑设计。
掌握:
冯诺依曼计算机的特点,总线结构,存储器的分类和层次结构,I/O接口的功能和组成及类型,机器指令的一般格式及其在存储器中的存放方式,机器指令中的寻址方式。
熟练掌握:
计算机硬件的主要技术指标,总线的判优控制和通信控制,Cache-主存地址映射及替换策略,主机与I/O交换的三种控制方式,计算机的运算方法,指令周期,指令流水及多发技术,中断系统的处理过程,控制单元的功能。
教学方式
●电子讲义为主:
概念和原理、程序及说明;
教材为辅。
●通过典型例题讲授基本概念和原理
教学进程
章序
讲课时数
实验时数
共计时数
第1章计算机系统概述
2
第2章计算机的发展及应用
第3章系统总线
6
第4章存储器
第5章输入输出系统
8
第6章计算机的运算方法
10
第7章指令系统
第8章CPU的结构和功能
第9章控制单元的功能
第10章控制单元的设计
总计
备注:
该课程在讲授期间,结合实例进行分析,所以对应的课时安排中需要灵活安排,具体放在哪次课中,根据学生的实际接受情况而定。
教案1
第1次课2学时
课目、课题
第一章计算机系统概论
教学目的
和要求
教学目的:
使学生对计算机的基本组成有个大概的认知,为以后各个部分具体的知识讲解奠定基础。
教学要求:
要求学生掌握计算机软硬件的概念,计算机系统的层次结构,了解计算机组成和计算机体系结构,掌握冯.诺依曼计算机的特点,熟悉计算机的硬件框图,了解计算机的工作步骤。
掌握计算机硬件主要技术指标的原理及运算方法。
重点
难点
重点:
●计算机软硬件的概念
●计算机系统的层次结构
●冯.诺依曼计算机的特点
●计算机硬件的主要技术指标
难点:
●计算机硬件主要技术指标的运算方法
教学内容
辅助手段
教学方法
时间分配
计算机软硬件的概念
多媒体
讲授法
5min
计算机系统的层次结构
举例法
15min
计算机组成和体系结构
10min
冯.诺依曼计算机特点
计算机的硬件框图
计算机解决问题上机前的准确
计算机解决问题上机运行
25min
计算机的硬件指标
小结
作业布置
1.3,1.4,1.5,1.7,1.11,1.12
主要
参考资料
《计算机系统概论》,YaleN.Patt,SanjayJ.Patel主编,梁阿磊等译,机械工业出版社
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讲解+
实例
1.1计算机系统简介
1、计算机的软硬件概念
计算机系统由软件和硬件两大部分组成。
硬件指计算机的实体部分。
软件是具有各类特殊功能的程序。
软件分为系统软件和应用软件。
系统软件的作用是管理整个计算机系统,监视服务,使系统资源得到合理调度,高效运行。
应用软件是用户根据需要所编写的程序。
2.计算机系统的层次结构
微程序机器M0(微指令系统)
传统机器M1(机器语言机器)
操作系统M2
虚拟机器M3(汇编语言机器)
虚拟机器M4(高级语言机器)
3.计算机组成和计算机体系结构的区别
结构是程序员所能看到的计算机系统的属性,如指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O处理。
组成是如何实现这些属性。
1.2计算机的基本组成
1.冯.诺依曼计算机的特点
2.计算机的硬件框图
3.计算机的工作步骤
上机前准备
建立模型
确定计算方法
编写程序
上机运行
1.3计算机硬件指标
机器字长
CPU一次能处理的信息的位数,通常与CPU内寄存器的位数有关。
各种语言的例子
存储容量
主存容量=存储字长*存储单元个数
赋存容量
运算速度
1.4本书结构
本书分四篇:
第一篇:
计算机系统概论
第二篇:
计算机的组成,包括CPU,存储器,I/O以及连接它们的系统总线。
第三篇:
CPU
第四篇:
控制单元
自顶向下,由表及里的层次结构,向读者战士计算机的组成及其工作原理。
课后自我总结分析
教案3
第3次课2学时
第三章系统总线
要求学生能对系统总线在计算机硬件结构中的地位和作用有所了解
要求学生掌握总线概念,总线作用,总线连接部件的方式(两种);
掌握总线的分类:
片内总线,系统总线,通信总线。
掌握总线的特性,性能指标,总线标准的概念,了解各个标准总线。
总线的作用,概念,连接各部件的方式
总线的分类:
片内总线,系统总线,通信总线
总线的特性及性能指标
总线中的系统总线
总线的作用及概念
各部件之间的互联方式
总线的分类:
片内总线
系统总线
通信总线
总线的功能
20min
总线的性能指标
总线标准
3.1,3.2,3.5,3.10,3.13,3.14
上来直接分析这三种组合逻辑的电路图,让学生有些疑惑,下次应先介绍背景,再分析电路图,再写真值表。
教案8
第8次课2学时
第三章存储单元
讲授计算机中N型和P-型MOS晶体管的基本原理以及由它们组成的逻辑门,逻辑结构。
通过本章的学习,使同学们理解N型和P-型MOS晶体管的基本原理,掌握由P型和N型MOS晶体管如何组成逻辑门,包括非门、或门、或非门、与门和与非门。
掌握两种逻辑结构,组合逻辑结构和存储单元。
掌握如何由组合逻辑与存储单元构成时序逻辑电路。
掌握有限状态机。
最后,使同学们会看电路图,以及根据真值表会画电路图。
R-S锁存器的三种状态,门控D锁存器,由门控D锁存器组成的寄存器及内存。
由门控D锁存器组成的内存的读写和存取。
R-S锁存器的简介
R-S锁存器三种有效状态
门控D锁存器的简介
门控D锁存器的两种状态,写和读
寄存器的简介
寄存器的写
寄存器的读取
内存的简介
内存的写与读取
23,27
只分析了R-S锁存器和门控D锁存器的电路图,没有介绍它们的区别,下次课复习的时候加上。
教案9
第9次课2学时
第三章时序逻辑电路
通过本章的学习,使同学们理解N型和P-型MOS晶体管的基本原理,掌握由P型和N型MOS晶体管如何组成逻辑门,包括非门、或门、或非门
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