《计算机组成原理》教学大纲
本门课程的教学目标和要求：
《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握计算机系统的基本组成、计算机中数据的表示方法、计算机各硬件部件的功能和工作原理等，为学生学习计算机专业课打下坚实的基础。要求学生：
1. 从总体上了解计算机硬件、软件、计算机主要部件的基本概念； 2. 掌握计算机中各种数据的表示方法； 3. 掌握运算器的功能、组成和工作原理；
4. 掌握广泛使用的各类半导体存储器的工作原理和特性、主存储器系统的设计、多级存储器层次结构；
5. 掌握CPU的组成、CPU各个部件在计算机运行过程中的作用、如何实现各条指令的功能；
6. 掌握指令的格式、常见的寻址方式和指令的主要类型； 7. 掌握总线的概念、特性和几种常用的总线标准；
8. 掌握几种基本的信息交换方式和常用的外围设备的工作原理。
教学重点和难点：
本课程重点是：运算方法和运算器、存储系统、中央处理器。 本课程难点是：存储系统和中央处理器。
教学对象：计算机科学与技术专业本科大学生。 教学方式：采用多媒体教学。 教学时数：60学时。 教学具体内容及学时分配：
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第一章 概论（2学时）
教学目标和要求：
通过学习本章，使学生了解计算机硬件、软件的概念和计算机的基本组成，从总体上认识计算机。要求学生：
1. 了解计算机的分类和应用领域； 2. 了解计算机硬件的概念和基本组成； 3. 了解计算机层次结构。 教学重点和难点：
本章重点：计算机硬件、软件的概念和计算机的基本组成。 无难点。
教学方式：课堂讲授2学时。
第一节 计算机系统简介（0.5学时）
一、计算机系统简介 计算机软件、硬件概念。 二、计算机层次结构 将计算机的层次结构。
第二节 计算机的基本组成（1学时）
一、数字计算机的硬件组成 介绍数字计算机的基本组成。 二、计算机的工作步骤 介绍数字计算机的工作步骤。
第三节 计算机硬件的主要技术指标（0.5学时）
计算机硬件的主要技术指标。
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复习与思考题：
1. 数字计算机如何分类？ 2. 数字计算机主要应用有哪些？ 3. 数字计算机的主要组成部分有哪些？ 4. 计算机的系统软件包括哪几类？
第二章 总线系统 （2学时）
教学目标和要求：
通过学习本章，使学生掌握总线的概念和基本技术，掌握当前流行的PCI总线的结构。要求学生：
1. 掌握总线的特性和性能指标；
2. 掌握单机系统中总线结构的基本类型； 3. 掌握总线传送信息的方式； 教学重点和难点： 本章重点：
1. 总线的特性和性能指标； 2. 总线的仲裁方式和定时方式； 本章难点：总线的仲裁方式和定时方式。 教学方式：课堂讲授2学时。
第一节 总线的概念 （1学时）
一、总线的基本概念 介绍总线的特性和总线带宽。 二、总线的连接方式
介绍单机系统总线结构的三种类型。 三、总线结构对计算机系统性能的影响
介绍总线结构对计算机的最大存储容量、指令系统和吞吐量的影响。
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第二节 总线分类 （1学时）
介绍片内总线、系统总线、通信总线。 复习与思考题：
1. 总线的特性有哪些？如何计算总线带宽？ 2. 片内总线、系统总线、通信总线区别。
第三章 运算方法和运算器（16学时）
教学目标和要求：
通过学习本章，使学生掌握各种数据、字符在计算机中的表示方法，掌握运算器的功能、组成和工作原理。要求学生：
1. 掌握定点数、浮点数、字符和汉字的表示方法，数的机器码表示； 2. 掌握定点加、减法运算、定点乘除法运算、浮点加、减法运算的实现方法；
3. 掌握定点运算器、浮点运算器的基本结构和工作原理。 教学重点和难点： 本章重点：
1. 定点数、浮点数的表示方法、数的机器码表示； 2. 定点加减法运算、定点乘除法运算、浮点加减法运算； 3. 定点运算器。
本章难点：定点乘除法运算、浮点加减法运算。 教学方式：课堂讲授14学时，习题课2学时。
第一节 无符号数和有符号数 （1学时）
一、无符号数 介绍无符号数表示法 二、有符号数 介绍无符号数表示法
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第二节 数的定点表示和浮点表示 （2学时）
一、数的定点表示 介绍数的定点表示。 二、数的浮点表示 介绍数的浮点表示。
第三节 定点运算 （8学时）
一、补码加法 介绍补码加法公式。 二、补码减法 介绍补码减法公式。 三、溢出概念与检测方法
介绍溢出的概念、溢出的两种检测方法：双符号位法和单符号位法。 四、基本的二进制加法/减法器 介绍行波进位的补码加法/减法器。 五、原码乘法
介绍原码乘法运算过程。 六、原码除法
介绍原码除法运算过程。
第四节 浮点四则运算 （2学时）
一、浮点加法、减法运算
介绍浮点加、减法运算的操作过程。 二、浮点乘法、除法运算
介绍浮点乘法、除法运算规则和浮点乘、除法运算步骤。
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