計算機組成原理課程教學大綱

計算機組成原理課程教學大綱課程編碼：08120250課程名稱：計算機組成原理/ComputerOrganization總學時：56/3.5學分（理論學時：46，實驗學時：10）適用專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)工程一、課程目標通過本課程學習，學生應達到如下目標：目標1.描述計算機系統(tǒng)各部件的組成、基本功能及相互聯(lián)系，闡述計算機理論和CPU統(tǒng)的工作原理及特性。目標2.理解計算機中數(shù)的表示方式、運算器的工作原理和方法，設計計算機的運算器。目標3.理解指令系統(tǒng)的基本原理和方法，設計計算機指令系統(tǒng)；理解計算機控制器原理及控制方式，設計計算機控制器。目標4.使用仿真軟件或系統(tǒng)來模擬運算器，指令系統(tǒng)和控制器的運行，并分析結果。二、課程目標能力要求及權重課程目標權重(∑=1)初始程度要求程度目標10.3L1L2目標20.2L1L3目標30.3L1L4目標40.2L1L3L1(認知)L2(理解)L3(應用L4(分析)L5(綜合)L6(創(chuàng)造)來表示對此項能力要求達到的程度，無要求則留空。三、教學過程安排序號知識模塊教學內(nèi)容課時課程目標教學方法1計算機系統(tǒng)概論計算機系統(tǒng)的層次結構不同領域的應用計算機的性能指標4目標1課堂講授2系統(tǒng)總線總線的基本概念總線的分類總線特性及性能指標總線結構和總線的判優(yōu)控制及通信控制4目標2課堂講授+測驗3存儲器存儲器分類和存儲器的層次結構主存儲器高速緩沖存儲器輔助存儲器6目標2課堂講授+測驗4輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況及組成I/O接口的功能及基本組成外部設備分類及簡介DMA方式6目標2課堂講授+大作業(yè)5計算機的運算方法計算機中數(shù)的表示計算機中定點數(shù)表示和定點運算計算機中浮點數(shù)表示和浮點運算6目標3課堂講授+測驗+討論6指令系統(tǒng)機器指令的一般格式操作數(shù)類型和操作類型指令的地址格式和尋址方式指令格式舉例RISCCISC6目標4課堂講授+作業(yè)7CPU的結構和功能CPU的功能及結構指令周期指令流水中斷系統(tǒng)4目標4課堂講授+作業(yè)8控制單元的功能操作命令分析控制單元功能4目標5課堂講授+作業(yè)9控制單元設計組合邏輯設計微程序設計6目標6課堂講授+作業(yè)10實驗實驗1.寄存器實驗實驗2.運算器實驗3.EM4.中斷實驗10目標7學生操作+教師指導四、具體實施細節(jié)1、大作業(yè)知識，獨立完成任務。撰寫設計報告（OD文檔，電子版1500。2、討論課討論課主題為計算機組成原理中相關知識點的應用，全班按不同應用任務分成若干小組。每組討論前提交設計報告和匯報ppt。討論課的實施分兩個環(huán)節(jié)：學生上臺匯報以小組為單位進行設計匯報，陳述時間為8分鐘左右，小組其他成員補充。其它小組互評序號實驗項目名稱實驗目的和任務實驗學時實驗序號實驗項目名稱實驗目的和任務實驗學時實驗類型每組人數(shù)1寄存器實驗目的：了解模型機中各種寄存器結構、工作原理及其控制方法。任務：將數(shù)據(jù)寫入寄存器，這些寄存器包括累加器A，工作STOUT。2設計型12運算器實驗目的：了解模型機中算術、邏輯運算單元的控制方法。任務：將數(shù)據(jù)寫累加器A和工作寄存器W，并用開關控制ALU的運算方式，實現(xiàn)運算器的功能。3設計型13存儲器目的：了解模型機中程序存儲器EM的工作原理及控制方3設計1EM實驗法。任務：利用K16..K23開關做為DBUS的數(shù)據(jù)，其它開關做為控制信號，實現(xiàn)程序存儲器EM的讀寫操作。型目的：了解模型機的中斷功能的工作原理及中斷過程中，申4中斷實驗請、響應、處理、返回各階段時序。任務：利用CPP226實驗儀上的開關做控制信號，實現(xiàn)中斷2設計型1功能。五、課程目標達成方法教學目標課時評價方法評價依據(jù)達成標準(分)目標14期末考試（100%）試卷68目標216+大作業(yè)（20%）試卷+大作業(yè)+測驗68目標38+討論（15%）試卷+作業(yè)68目標412（20%）試卷+作業(yè)68目標56（20%）試卷+作業(yè)68目標6（20%）試卷+作業(yè)68目標710實驗報告（60%）+實驗操作（40%）實驗報告68合計56六、考核標準5具體要求及評分方法如下：1、期末考試試卷知識點要求：序號知識模塊考核內(nèi)容試題比例目標1計算機系統(tǒng)概論計算機系統(tǒng)的層次結構域的應用計算機的性能指標10%目標2系統(tǒng)總線總線的基本概念總線的分類總線特性及性能指標制15%存儲器存儲器分類和存儲器的層次結構主存儲器高速緩沖存儲器輔助存儲器15%輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況及組成I/O接口的功能及基本組成外部設備分類及簡介DMA方式15%目標3計算機的運算方法計算機中數(shù)的表示計算機中定點數(shù)表示和定點運算計算機中浮點數(shù)表示和浮點運算15%目標4CPU結構與指令系統(tǒng)機器指令的一般格式操作數(shù)類型和操作類型指令的地址格式和尋址方式RISCCISC指令周期與指令流水中斷系統(tǒng)10%目標5控制單元功能操作命令分析控制單元功能10%目標6控制單元設計組合邏輯設計微程序設計10%2、測驗優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）按時完成；格式工按時完成，方案能不能按時完成，方不能按時完成。方不能按時完成。方整；能提出多種不解決主要問題。只案能解決主要問案能解決部分問案基本不能解決主同的解決方案，并能提出一種解決方題，有效性不足。題，有效性不足。要問題或不能提出對不通的解決方案案，且比較有效。解決方案。進行比較分析。3、實驗（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）操作操作熟練，能提前完成任務操作較熟練，能按時完成任務操作基本熟練，基本按時完成任務操作基本熟練，不能按時完成任務操作生疏，不能按時完成任務實驗報告按時完成；格式工整；能提出多按時完成，方案能解決主要問不能按時完成，方案能解決主要不能按時完成。方案能解決部分不能按時完成。方案基本不能解種不同的解決方題。只能提出一問題，有效性不問題，有效性不決主要問題或不案，并對不通的種解決方案，且足。足。能提出解決方解決方案進行比比較有效。案。有抄襲（雷較分析。同）現(xiàn)象。4、大作業(yè)（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）格式規(guī)范規(guī)范基本規(guī)范基本規(guī)范不規(guī)范內(nèi)容按時完成；格式工整；能提出多種不同的解決方案，并對不通的解決方案進行比較分析。能解決主要問比較有效。不能按時完成，方案能解決主要問題，有效性不足。不能按時完成。方案能解決部分問題，有效性不足。不能按時完成。方案基本不能解決主要問題或不能提出解決方（同）現(xiàn)象。結論有結論且有效有結論且基本有效有結論且基本有效有結論且基本有效無結論5、課堂討論設置討論課一次，要求學生按照討論題目分組查閱資料，歸納總結，撰寫報告。（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）講述清楚，內(nèi)容符合要求清楚，內(nèi)容符合要求較清楚，內(nèi)容基本符合要求基本清楚，內(nèi)容基本符合要求不清楚，內(nèi)容不符合要求回答問題準確較準確基本準確基本準確不準確發(fā)言次數(shù)>5次4-5次2-3次1次1次或0次七、歸檔材料序號材料名稱備注1期末試卷按學院要求裝訂2大作業(yè)設計報告電子檔或紙質(zhì)檔3測驗電子檔或紙質(zhì)檔4作業(yè)電子檔或紙質(zhì)檔5實驗報告電子檔或紙質(zhì)檔180180八