1、XXX学 校教 案X X 学年 第 学期 课 程 名 称 计算机组成原理 课 程 性 质 专业必修课 授 课 对 象 X 授 课 教 师 XXXX 职 称 XX 使 用 教 材 计算机组成原理 （第 2 版）高等教育出版社 唐朔飞 编著 授 课 时 数 XX X 年 X 月 X 日1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
2、，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： 计算机系统的层次结构 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 多媒体 讲授法举例法 15min计算机组成和体系结构 多媒体 讲授法举例法 10min冯.诺依曼计算机特点 多媒体 讲授法举例法 15min计算机的硬件框图 多媒体 讲授法举例法 5min计算机解决问题上机前的准确 多媒体 讲授法举例法 5min计算机解
3、决问题上机运行 多媒体 讲授法 25min计算机的硬件指标 多媒体 讲授法 15min教学进程小结 多媒体 讲授法 5min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 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社2PPT+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
4、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3存储容量主存容量=
5、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。课后自我总结分析实例程序的讲解应该着重原理，先把原理讲清楚，例子的讲解会容易一些，学生理解起来也轻松一些。4教 案 2第 2 次 课 2 学 时课目、课题 计算机的基本组成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：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
6、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： 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 时间分配冯诺依曼计算机的特点 多媒体 讲授法 15min计算机的硬件框图 多媒体 讲授法举例法 10min机器字长 多媒体 讲授法举例法 15min存储容量 多媒体 讲授法举例法 5min运算速度 多媒体 讲授法举例法 5min计算机产生和发展 多媒体 讲授法 25min计算机的硬件指标 多媒体 讲授法 15min教学进程小结 多媒体 讲授法 5min作业布置 1.3，1.4，1.5，1.7，1.
7、11，1.12主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析 冯诺依曼体系结构是重点，要学生要反复记忆。课后自我总结分析实例程序的讲解应该着重原理，先把原理讲清楚，例子的讲解会容易一些，学生理解起来也轻松一些。5教 案 3第 3 次 课 2 学 时课目、课题 第三章 系统总线教学目的和要求教学目的：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教学要求：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
8、标准的概念，了解各个标准总线。重 点难 点重点： 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难点： 总线中的系统总线教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配总线的作用及概念 多媒体 讲授法 10min各部件之间的互联方式 多媒体 讲授法举例法 25min总线的分类：片内总线 多媒体 讲授法举例法 5min总线的分类：系统总线 多媒体 讲授法举例法 15min总线的分类：通信总线 多媒体 讲授法举例法 5min总线的功能 多媒体 讲授法举例法 20min总线的性能指标 多媒体 讲授法举例法 10min总线标准 多媒体 讲授法举例法 5min教学进
9、程小结 多媒体 讲授法 5min6作业布置 3.1, 3.2, 3.5, 3.10, 3.13, 3.14主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析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 4第 4 次 课 2 学 时课目、课题 计算机的应用教学目的和要求教学目的：了解计算机的应用教学要求：要求学生掌握应用的方式和方法重 点难 点重点：计算机的应用和方法难点： 计算机的应用方式教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配科学计算和数据处理 多
10、媒体 讲授法 10min工业控制和实时控制 多媒体 讲授法举例法 25min网络技术的应用 多媒体 讲授法举例法 5min虚拟现实 多媒体 讲授法举例法 15min办公自动化和管理信息系统 多媒体 讲授法举例法 5minCAD/CAM/CIMS 多媒体 讲授法举例法 20min多媒体技术 多媒体 讲授法举例法 10min教学进程人工智能 多媒体 讲授法举例法 5min7小结 多媒体 讲授法 5min作业布置 3.1, 3.2, 3.5, 3.10, 3.13, 3.14主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课
11、后自我总结分析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 5第 5 次 课 2 学 时课目、课题 第三章 总线的基本分类和性能结构教学目的和要求 讲授计算机总线的概念和分类、总显得特性及性能指标总线结构、总线的控制。 。重 点难 点重点：总线的分类难点：总线的结构。教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配内片总线 多媒体 讲授法 5min系统总线 多媒体 讲授法举例法 5min通信总线 多媒体 讲授法举例法 20min总线特性 多媒体 讲授法举例法 5min总线的性能指标 多媒体 讲授法举例法 5min总线的标准 多媒体 讲授法举例法
12、20min单总线标准 多媒体 讲授法举例法 5min教学进程多总线结构 多媒体 讲授法 5min8总线结构举例 多媒体 讲授法 25min小结 多媒体 讲授法 5min作业布置 3.4 3.6 主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析 总线的非常重要，要多举实例有利于学生记忆。教 案 6第 6 次 课 2 学 时课目、课题 存储器的概念教学目的和要求讲授计算机中分类和存储器的层次结构、主存储器的概述，随机存储器和只读存储器， 。高速缓冲存储器，概念及 cache 主存地址映射，辅助存储器。 。重
13、 点难 点重点：存储器的分类难点：主存储器和高速缓冲存储器教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配存储器分类 多媒体 讲授法 5min存储器的层次结构 多媒体 讲授法举例法 5min半导体存储器芯片 多媒体 讲授法举例法 20min随机存储器 多媒体 讲授法举例法 5min只读存储器 多媒体 讲授法举例法 5min存储器与 CPU 连接 多媒体 讲授法举例法 20min存储器的校验 多媒体 讲授法举例法 5minCache 主存地址映射 多媒体 讲授法 5min教学进程替换策略 多媒体 讲授法 25min9小结 多媒体 讲授法 5min作业布置 6.2 6.3主要参考资料 计算机系统概论 ，Ya
14、le N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析 存储器的内容比较抽象，为此要多带领学生预习复习有利于记忆。教 案 7第 6 次 课 2 学 时课目、课题 第五章输入输出系统教学目的和要求讲授计算机中输入输出系统的发展和组成，I/O 设备与主机信息传送的控制方式其他 I/O 设备重 点难 点重点：I/O 设备。难点：I/O 接口。教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配输入输出系统的发展 多媒体 讲授法 5min输入输出系统的组成 多媒体 讲授法举例法 5min输入设备 多媒体 讲授法举例法 20min输出系统 多媒体 讲授法举例法 5mi
15、n接口的功能和组成 多媒体 讲授法举例法 5min接口类型 多媒体 讲授法举例法 20min程序查询流程 多媒体 讲授法举例法 5min程序查询方式的接口电路 多媒体 讲授法 5min中断概念 多媒体 讲授法 25min教学进程小结 多媒体 讲授法 5min10作业布置 5.8 5.9主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析输入输出系统的作用很大，在讲课时要多给予学生讲解实例和项目，让学生有目的学。教 案 8第 8 次 课 2 学 时课目、课题 I/O 接口教学目的和要求讲授计算机 I/O 接口
16、：接口的功能和组成、接口类型，程序的查询方式的接口电路，程序的中断方式和 DMA 方式。 。重 点难 点重点：接口的功能和组成。难点：DMA 方式教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配复习上节课内容 多媒体 讲授法 5min接口的功能和组成 多媒体 讲授法举例法 5min教学进程接口类型 多媒体 讲授法举例法 20min11程序的查询流程 多媒体 讲授法举例法 5min程序查询方式的接口电路 多媒体 讲授法举例法 5min中断的概念 多媒体 讲授法举例法 20minI/O 中断的产生 多媒体 讲授法举例法 5min程序中断方式接口 多媒体 讲授法 5minDMA 的过程和类型 多媒体 讲授法
17、25min小结 多媒体 讲授法 5min作业布置 6.10 6.11主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析只分析了 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。12教 案 9第 9 次 课 2 学 时课目、课题 第六章计算机的运算方法教学目的和要求无符号数和有符号数、数的定点表示和浮点表示、定点运算方法、浮点四则运算、算数逻辑单元。重 点难 点重点：计算机的运算方法。难点：指令系统。教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配无符号数和有符号数 多媒体 讲授法
18、 5min数的定点表示和浮点表示 多媒体 讲授法举例法 15min定点数和浮点数的比较 多媒体 讲授法举例法 10min定点运算 多媒体 讲授法举例法 5min移位运算 多媒体 讲授法举例法 15min加法与减法运算 多媒体 讲授法举例法 10min浮点运算 多媒体 讲授法举例法 5min浮点加减运算 多媒体 讲授法 5min算数逻辑单元 多媒体 讲授法 25min教学进程小结 多媒体 讲授法 5min作业布置 6.3 6.5 6.9 6.10主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析基本讲述清楚
19、，计算机的运算是重点，多带领学生计算，课后留作业。教 案 1013第 10 次 课 2 学 时课目、课题 第七章指令系统教学目的和要求讲授机器指令、操作数类型和操作类型、寻址方式：指令寻址和数据寻址、指令格式举例、RISC 技术重 点难 点重点：机器指令。难点：寻址方式。教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配复习上节课内容 多媒体 讲授法 5min指令的一般格式 多媒体 讲授法举例法 15min操作数类型和操作类型 多媒体 讲授法举例法 10min寻址方式 多媒体 讲授法举例法 25min数据在存储器中的存放方式 多媒体 讲授法举例法 20min指令格式举例 多媒体 讲授法举例法 15minR
20、ISC 计算 多媒体 讲授法举例法 10min教学进程小结 多媒体 讲授法 10min作业布置 7.1 7.2 7.3 主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析该部分讲述比较清楚，下次让学生自己介绍指令，增强他们的理解。教 案 11第 11 次 课 2 学 时14课目、课题 第八章 CPU 的结构和功能教学目的和要求 讲授 CPU 的结构的功能、结构框图和寄存器、控制单元和中断系统。重 点难 点重点：CPU 的结构和功能。难点：控制单元和中断系统。教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配复习上节课
21、内容 多媒体 讲授法 5minCPU 的功能 多媒体 讲授法举例法 15minCPU 的结构框图 多媒体 讲授法举例法 10minCPU 的寄存器 多媒体 讲授法举例法 25min指令周期的概念 多媒体 讲授法举例法 20min指令流水原理 多媒体 讲授法举例法 15min流水线性能 多媒体 讲授法举例法 10min教学进程小结 多媒体 讲授法 10min作业布置 8.2 8.3 8.4主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析CPU 的功能和结构不好理解，所以要对学生耐心讲解，并且多带领学生练习
22、。教 案 12第 12 次 课 2 学 时课目、课题 指令周期15教学目的和要求通过本节课的学习，学生需要掌握指令周期：指令周期的基本概念、指令周期的数据流、指令流水的原理和影响流水性能的因素重 点难 点重点：指令周期。难点：指令集的数据类型和寻址模式。教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配指令周期的基本概念 多媒体 讲授法 15min指令流水原理 多媒体 讲授法举例法 5min影响流水性能的因素 多媒体 讲授法举例法 20min流水线中的多发技术 多媒体 讲授法举例法 15min流水线性能 多媒体 讲授法举例法 20min流水线的结构 多媒体 讲授法举例法 25min教学进程小结 多媒体 讲
23、授法 10min作业布置 8.5 8.6 8.7主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析指令集的数据类型都是补码，下次将为什么是补码详细介绍一下，并再复习一下补码的表示方法。教 案 13第 13 次 课 2 学 时课目、课题 中断系统16教学目的和要求通过本节课的学习，使学生们掌握中断系统的概念中断响应和中断服务程序入口地址的寻址重 点难 点重点：中断请求标记和中断判优逻辑。难点：中断响应教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配复习上节课内容 多媒体 讲授法 5min中断的概念 多媒体 讲授法举例
24、法 15min中断服务程序入口地址的寻址 多媒体 讲授法举例法 10min中断请求标记和中断判优逻辑 多媒体 讲授法举例法 15min中断响应 多媒体 讲授法举例法 20min保护现场和恢复现场 多媒体 讲授法举例法 10min教学进程中断屏蔽技术现场 多媒体 讲授法举例法 20min小结 多媒体 讲授法举例法 10min作业布置 8.9 8.10主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析讲述清楚，下次引领学生分析指令的结构。教 案 14第 14 次 课 2 学 时课目、课题 第九章控制单元的功能
25、教学目的和要求通过本节课的学习，使学生们掌握微操作命令的分析：取指周期、间址周期、执行周期、中断周期，控制单元的功能。 。重 点难 点重点：条微操作命令的分析难点：控制单元的功能。17教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配复习上节课内容 多媒体 讲授法 5min取指令周期 多媒体 讲授法举例法 15min执行周期 多媒体 讲授法举例法 10min中断周期 多媒体 讲授法举例法 25min控制单元的外特性） 多媒体 讲授法举例法 20min控制信号的举例 多媒体 讲授法举例法 15min控制方式 多媒体 讲授法举例法 10min教学进程小结 多媒体 讲授法 10min作业布置 9.1 9.2主要
26、参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析 控制单元的作用和功能晦涩难懂，因此要就要教师仔细讲解。教 案 15第 15 次 课 2 学 时课目、课题 第十章控制单元的设计教学目的和要求通过本节课组合逻辑的设计、组合逻辑单元框图、组合逻辑设计步骤、微操作的节拍安排。 。重 点难 点重点：组合逻辑的设计。难点：微程序的设计。教学进程 教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配18复习上节课内容 多媒体 讲授法 5min组合逻辑控制单元框图 多媒体 讲授法举例法 15min微操作的节拍安排 多媒体 讲授法举例法
27、 15min组合逻辑设计步骤 多媒体 讲授法举例法 20min字符数统计的指令分析 多媒体 讲授法举例法 20min小结 多媒体 讲授法 10min作业布置 10.1 10.2主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析实例程序的讲解应该着重原理，先把原理讲清楚，例子的讲解会容易一些，学生理解起来也轻松一些。教 案 16第 16 次 课 2 学 时课目、课题 微程序设计教学目的和要求通过本节课的学习，了解程序设计：微程序设计思想的产生、微程序控制单元框图及工作原理、微指令的编码方式、微程序的设计举例
28、。重 点难 点重点：数据通路的基本部件。难点：指令周期内个部件的工作流程。教学内容 辅助手段 教学方法 时间分配复习上节课内容 多媒体 讲授法 5min教学进程微指令的编码方式 多媒体 讲授法举例法 15min19微指令序列地址的形式 多媒体 讲授法举例法 15min微指令格式 多媒体 讲授法举例法 10min微程序设计思想 多媒体 讲授法举例法 15min微程序控制单元框图及工作原理 多媒体 讲授法举例法 10min微程序设计举例 多媒体 讲授法举例法 20min小结 多媒体 讲授法 10min作业布置 10.6 10.7主要参考资料 计算机系统概论 ，Yale N. Patt, Sanjay J. Patel 主编，梁阿磊等译，机械工业出版社课后自我总结分析基本清楚，需要学生自己多分析，给学生一些独立思考的时间。
