1、计算机组成与结构课程教学大纲课程名称：计算机组成与结构/Computer Organization and Architecture学时/学分：80 学时/5 学分（其中课内教学 64学时，实验上机 16学时）先修课程：电路与模拟电子技术、数字逻辑与数字系统设计适用专业：信息与计算科学开课院（系、部、室）：数学与计算机科学学院一、课程的性质与任务本课程是信息与计算科学专业的一门专业主干课。本课程的任务是介绍计算机（单机）系统的硬件组成原理及计算机的并行组织理论。通过本课程的学习，使学生掌握计算机各功能部件的关系与作用，建立计算机的整机概念，了解计算机并行处理技术，为后续计算机课程的学习奠定理论
2、基础。二、课程内容、基本要求与学时分配（一）数据的表示和数据校验 6学时1、掌握定点机器数：原码、反码和补码。2、掌握浮点机器数：浮点数的规格化和值域、IEEE 标准浮点数。3、掌握非数字信息的表示：西文字符、汉字字符、十进制数等。4、掌握常用数据校验方法：奇/偶校验、海明码校验、CRC 校验。重点：定点数和浮点数。难点：浮点数的值域、海明码和 CRC码的校验。（二）运算方法及运算器 10学时1、掌握定点加减法运算，了解定点乘除法运算，了解浮点四则运算。2、理解加减法运算器、 （并行）乘法运算器、 （并行）除法运算器的实现原理。3、理解并行进位加法器逻辑，了解定点运算器（ALU）的组成。重点：
3、定点数的加减法运算、运算器原理。难点：浮点数运算、并行进位加法器逻辑。（三）存储系统 8 学时1、熟悉常用半导体存储器芯片及主要技术指标，熟悉 SRAM、DRAM 和各种 ROM芯片的特点及用途。2、掌握计算机存储系统的层次结构，掌握计算机主存储器的组织与设计。3、理解 Cache技术和虚拟存储技术的原理。重点：计算机存储器的层次结构。难点：Cache 技术和虚拟存储技术。（四）指令系统 4学时1、掌握指令格式、指令类型及寻址方式。2、了解 RISC的特点及设计原则。（五）中央处理器 8 学时1、熟悉 CPU的基本组成及 CPU内部主要寄存器的功能。2、熟悉 CPU的多级时序及控制方法。3、掌
4、握组合逻辑控制器的原理。4、掌握微程序控制器的原理。重点：组合逻辑控制器和微程序控制器，难点：组合逻辑控制器和微程序控制器。（六）总线系统 4学时1、掌握常见计算机的总线结构，总线的性能指标。2、了解总线控制方式。3、熟悉常见总线的特点。（七）外围设备 6学时1、熟悉外围设备的分类2、熟悉键盘、鼠标、显示器、打印机等常用外设的原理和技术指标。3、掌握磁盘存储设备的记录原理、记录方式、技术指标等。4、了解光盘存储设备的记录原理。重点：显示器的主要技术指标、磁盘存储器的主要技术指标。难点：键盘控制电路的原理、磁记录的原理及方式。（八）输入/输出系统 8学时1、熟悉 I/O接口的基本功能。2、掌握程
5、序查寻方式、程序中断方式和 DMA方式的基本原理。3、了解通道方式、外围处理机方式的基本原理。4、了解通用 I/O接口标准。重点：程序中断方式和 DMA方式的基本原理。难点：程序中断方式（九）流水线技术与并行组织 10学时1、理解流水线的基本概念，掌握流水线的性能指标、相关处理和调度。2、理解并行处理的基本概念，掌握向量处理机的处理方式。了解阵列处理机、多处理机和机群系统等并行组织的发展方向。重点：流水线的性能指标、相关处理和调度，向量处理机的处理方式。难点：流水线的调度。三、推荐教材和主要参考书1、推荐教材：（1）白中英，计算机组成与体系结构，北京：科学出版社，2003。2、推荐参考书：（1）王爱英，计算机组成与结构，北京：清华大学出版社，2001。（2）唐朔飞，计算机组成原理，北京：高等教育出版社，2000。大纲制订者：蒋万君大纲审定者：刘福明
