計(jì)算機(jī)組成原理(含服務(wù)器)教學(xué)大綱

1、計(jì)算機(jī)組成原理（含服務(wù)器）教學(xué)大綱計(jì)算機(jī)組成原理（含服務(wù)器）教學(xué)大綱適用對(duì)象：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)時(shí)：78學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課課程編號(hào)：071174執(zhí)筆人：鐘偉成審定人：余明輝說(shuō)明部分前言計(jì)算機(jī)技術(shù)系計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)根據(jù)2003年6月新修訂的教學(xué)計(jì)劃編寫(xiě)了計(jì)算機(jī)組成及工作原理課程教學(xué)大綱這一教學(xué)文件，在此之前，也有一份舊版本的計(jì)算機(jī)組成及工作原理課程教學(xué)大綱，但是根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)近兩年計(jì)算機(jī)組成及工作原理課程的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，特別是就業(yè)市場(chǎng)的反饋情況，我們得到這樣一個(gè)結(jié)論，就是企業(yè)需要網(wǎng)管人員具有一定的服務(wù)器硬件方面的知識(shí)。為了盡量滿(mǎn)足就業(yè)市場(chǎng)對(duì)人才知識(shí)的要求

2、，使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)盡量能跟上網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的發(fā)展，并且由于近幾年服務(wù)器的發(fā)展很迅速，已經(jīng)具有了相當(dāng)多的技術(shù)內(nèi)容，因此我們決定修改計(jì)算機(jī)組成及工作原理教學(xué)大綱，加入服務(wù)器硬件方面的內(nèi)容，減少一些計(jì)算機(jī)組成原理課程中比較偏深而不影響主干的內(nèi)容，將計(jì)算機(jī)組成原理與服務(wù)器硬件部分內(nèi)容進(jìn)行整合，從而形成了計(jì)算機(jī)組成原理（含服務(wù)器）課程教學(xué)大綱。它以綱要的形式具體制定了課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)、教學(xué)基本要求、教學(xué)的基本內(nèi)容、技能訓(xùn)練要求、考核的形式要求等內(nèi)容，同時(shí)指明了教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題、教學(xué)方法和手段的建議，是組織該課程教學(xué)的指導(dǎo)性教學(xué)文件。課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)計(jì)算機(jī)組成原理（含服務(wù)器）是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)一

3、門(mén)核心專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。從課程地位來(lái)說(shuō)，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的基石課程之一，起著承上啟下的作用。本課程將較全面、系統(tǒng)地介紹計(jì)算機(jī)組成原理的基礎(chǔ)知識(shí)與內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理以及服務(wù)器的基礎(chǔ)知識(shí)、服務(wù)器的各種技術(shù)。通過(guò)該課程的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理和服務(wù)器技術(shù)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用方面具備一定的知識(shí)，能夠清楚理解計(jì)算機(jī)的工作方法與工作原理，特別是具有相當(dāng)服務(wù)器方面的硬件知識(shí)。使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)常用的邏輯器件、部件的原理、參數(shù)及使用方法，學(xué)懂簡(jiǎn)單、完備的單臺(tái)計(jì)算機(jī)的基本組成原理，掌握服務(wù)器的架構(gòu)與服務(wù)器技術(shù)，具有服務(wù)器選型、服務(wù)器簡(jiǎn)單配置的基本技能。為學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)后繼課程和進(jìn)行與硬件有關(guān)的技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)本課程之

4、前應(yīng)當(dāng)具的預(yù)備知識(shí)5、必要的數(shù)學(xué)知識(shí)：離散數(shù)學(xué)與數(shù)字邏輯的基礎(chǔ)知識(shí)；2、必要的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)：數(shù)的進(jìn)制及轉(zhuǎn)換、編碼知識(shí)；3、較多的數(shù)字電路知識(shí)：全加器、觸發(fā)器、寄存器、時(shí)序電路；本課程具體任務(wù)：使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的組成和工作原理有一個(gè)較為全面和具體的了解認(rèn)識(shí)。使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)部件的工作原理與工作過(guò)程。使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)以及常用部件的參數(shù)和使用方法。提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。掌握服務(wù)器的基本概念與基本技術(shù)。掌握服務(wù)器的基本應(yīng)用。三、教學(xué)基本要求1、熟悉計(jì)算機(jī)硬件的主要技術(shù)指標(biāo)。2、熟悉指令系統(tǒng)和掌握數(shù)據(jù)的尋址方式。3、掌握CPU的結(jié)構(gòu)和功能。4、掌握存儲(chǔ)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)。5、掌握幾種主要的總線結(jié)構(gòu)以

5、及熟悉總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響。6、掌握輸入輸出系統(tǒng)的組成。7、掌握服務(wù)器的基本概念。8、掌握服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)。9、掌握各種服務(wù)器技術(shù)。10、了解服務(wù)器的選型與測(cè)試。11、了解各種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)。12、掌握一定的服務(wù)器應(yīng)用方面的知識(shí)。四、教學(xué)中需要注意的問(wèn)題1、本課程理論和概念比較多，教學(xué)中應(yīng)該注意理論聯(lián)系實(shí)際。2、教學(xué)中應(yīng)該注意與其他相關(guān)課程的聯(lián)系與銜接，避免重復(fù)與各自分離的教學(xué)。3、教學(xué)方法要靈活多樣，使課堂氣氛活躍，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)的潛能。文本部分一、課程教學(xué)內(nèi)容1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(1)計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與發(fā)展；計(jì)算機(jī)的分類(lèi)；計(jì)算機(jī)的發(fā)展；(2)計(jì)算機(jī)的(硬件)基

6、本組成；(3)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)；計(jì)算機(jī)的硬件框圖；計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程；非馮諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)(4)計(jì)算機(jī)的軟件；軟件的組成與分類(lèi)；軟件的發(fā)展演變；計(jì)算機(jī)的硬件和軟件及其相互間的關(guān)系(5)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)；軟件與硬件的邏輯等價(jià)性；(6)計(jì)算機(jī)硬件的主要技術(shù)指標(biāo)；機(jī)器字長(zhǎng)；存儲(chǔ)容量；運(yùn)算速度；教學(xué)要求：對(duì)(3)、(4)、(6)正確理解和認(rèn)識(shí);2、存儲(chǔ)系統(tǒng)(1)存儲(chǔ)器的概述存儲(chǔ)器的分類(lèi)；存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)；主存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)；(2)主存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器(RAM);只讀存儲(chǔ)器(ROM)和閃速存儲(chǔ)器；存儲(chǔ)器與CPU的連接；存儲(chǔ)器的校驗(yàn)；提高訪存速度的措施；(3

7、)高速存儲(chǔ)器雙端口存儲(chǔ)器；多模塊交叉存儲(chǔ)器；相聯(lián)存儲(chǔ)器；(4)高速緩沖存儲(chǔ)器cache基本原理；主存與cache的地址映射；替換算法；cache的寫(xiě)操作策略；（5）輔助存儲(chǔ)器磁記錄原理和記錄方式；硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器；軟磁盤(pán)存儲(chǔ)器；磁帶存儲(chǔ)器；循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC碼）；光盤(pán)存儲(chǔ)器；教學(xué)要求：對(duì)（1）、（3）、（4）正確理解和認(rèn)識(shí)；對(duì)（2）的熟練掌握3、指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能要求指令系統(tǒng)的發(fā)展；對(duì)指令系統(tǒng)性能的要求；低級(jí)語(yǔ)言與硬件結(jié)構(gòu)的關(guān)系；指令格式指令的一般格式；操作碼；地址碼；指令字長(zhǎng)；指令助記符；操作數(shù)類(lèi)型和操作類(lèi)型操作數(shù)類(lèi)型；數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的存放方式；操作類(lèi)型；指令和數(shù)據(jù)的尋址方式指令的

8、尋址方式；操作數(shù)尋址方式；尋址方式舉例；RISC技術(shù)RISC的產(chǎn)生和發(fā)展；RISC的主要特征；RISC和CISC的比較；教學(xué)要求：對(duì)（1）、（2）、（3）正確理解認(rèn)識(shí)；對(duì)（4）的熟練掌握。4、CPU的結(jié)構(gòu)和功能（1）CPU的結(jié)構(gòu)CPU的功能；CPU結(jié)構(gòu)框圖；CPU的寄存器；控制單元CU;(2)指令周期指令周期的基本概念；指令周期的數(shù)據(jù)流；用方框圖語(yǔ)言表示指令周期；(3)指令流水線指令流水線原理；影響流水線性能的因素；流水線中的多發(fā)技術(shù)；流水線結(jié)構(gòu)；(4)中斷系統(tǒng)概述；中斷請(qǐng)求標(biāo)記和中斷判優(yōu)邏輯；中斷服務(wù)程序入口地址的尋址；中斷響應(yīng)；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；中斷屏蔽技術(shù)；教學(xué)要求：對(duì)(1)、(2)、

9、(3)、(4)正確理解和認(rèn)識(shí)。5、總線系統(tǒng)總線的基本概念和結(jié)構(gòu)形態(tài)總線的基本概念；總線的連接方式；總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響；總線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；總線結(jié)構(gòu)實(shí)例；總線的分類(lèi)片內(nèi)總線；系統(tǒng)總線；通信總線；總線的特性及性能指標(biāo)總線特性；總線性能指標(biāo)；總線標(biāo)準(zhǔn)；總線結(jié)構(gòu)單總線結(jié)構(gòu)；多總線結(jié)構(gòu)；總線結(jié)構(gòu)舉例；總線控制總線判優(yōu)控制；總線通信控制；總線仲裁；總線數(shù)據(jù)傳送模式；總線的通信總線通信方式；總線同步方式；總線周期操作；教學(xué)要求：對(duì)(1)、(2)、(3)、(4)、(5)正確理解。6、輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況；輸入輸出系統(tǒng)的組成；I/O設(shè)備與主機(jī)的聯(lián)系方式；I/O與主機(jī)信息傳送的控制方式；

10、I/O接口概述；接口的功能和組成；接口類(lèi)型；程序查詢(xún)方式程序查詢(xún)方式的流程；程序查詢(xún)方式的接口電路；程序中斷方式中斷的概念；I/O中斷的產(chǎn)生；程序中斷方式的接口電路；I/O中斷的處理過(guò)程；中斷服務(wù)程序的流程；DMA方式DMA方式的特點(diǎn)；DMA接口的功能和組成；DMA的工作過(guò)程；DMA接口的類(lèi)型；通道方式通道的基本概念；通道的類(lèi)型；通道的工作過(guò)程；教學(xué)要求：對(duì)(1)、(2)、(3)、(6)正確理解；(4)、(5)熟練掌握7、服務(wù)器的基本概念什么是服務(wù)器服務(wù)器與PC機(jī)的區(qū)別；什么是服務(wù)器；服務(wù)器的分類(lèi)服務(wù)器的性能指標(biāo)刀片式服務(wù)器8、服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)高性能計(jì)算機(jī)的分類(lèi)法Flynn分類(lèi)法；按照內(nèi)存共享

11、模式來(lái)分類(lèi)；服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)SMP(對(duì)稱(chēng)多處理)；MPP;NUMA;SMP、MPP與NUMA體系結(jié)構(gòu)的比較；服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的組成服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)組成的模型；服務(wù)器的硬件構(gòu)成；9、各種服務(wù)器技術(shù)服務(wù)器的子系統(tǒng)處理子系統(tǒng)一一處理器；芯片組；內(nèi)存子系統(tǒng)；I/O子系統(tǒng)(I/O總線)；存儲(chǔ)子系統(tǒng)和接口；網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)；小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)RAID技術(shù)雙機(jī)容錯(cuò)光纖通道FC磁帶機(jī)服務(wù)器集群服務(wù)器機(jī)箱技術(shù)服務(wù)器電源技術(shù)服務(wù)器的選型與測(cè)試影響服務(wù)器選型的內(nèi)部和外部因素區(qū)分五種不同的應(yīng)用對(duì)服務(wù)器選型的影響典型服務(wù)器應(yīng)用的選型服務(wù)器基準(zhǔn)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)DASNASSANDAS、NAS和SAN存儲(chǔ)方案的比較統(tǒng)一網(wǎng)

12、絡(luò)存儲(chǔ)FAS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方案介紹二、技能訓(xùn)練要求計(jì)算機(jī)組成原理(含服務(wù)器)課程是一門(mén)理論性較強(qiáng)的課程，但是也必須有一定的實(shí)踐操作課時(shí)來(lái)消化、鞏固和提高課堂教學(xué)的效果，并在實(shí)驗(yàn)中加深對(duì)計(jì)算機(jī)的工作原理的認(rèn)識(shí)。原則上實(shí)踐教學(xué)時(shí)數(shù)不應(yīng)少于課堂教學(xué)時(shí)數(shù)的1/5。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)1:CPU的結(jié)構(gòu)和功能(4學(xué)時(shí))要求：通過(guò)軟件的方法，了解CPU中各個(gè)寄存器的工作過(guò)程，從而了解CPU的結(jié)構(gòu)和功能，加深對(duì)CPU的結(jié)構(gòu)以及工作過(guò)程的理解。實(shí)驗(yàn)2:擴(kuò)展存儲(chǔ)器(4學(xué)時(shí))要求：掌握CPU與存儲(chǔ)器之間的連接方法，掌握擴(kuò)展存儲(chǔ)器的方法。實(shí)驗(yàn)3:服務(wù)器的RAID的配置(6學(xué)時(shí))要求：掌握使用軟件的方法進(jìn)行RAID的配置方法；能夠

13、安裝使用SCSI卡，能夠使用SCSI卡配置各個(gè)級(jí)別的RAID。熟悉各級(jí)別RAID的優(yōu)缺點(diǎn)，能夠根據(jù)需要自己確定RAID的級(jí)別。試驗(yàn)4:Win2000服務(wù)器版雙機(jī)熱備的實(shí)現(xiàn)(2學(xué)時(shí))要求：能夠使用Win2000服務(wù)器版實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備的功能，并進(jìn)行性能的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)5:服務(wù)器的性能測(cè)試(4學(xué)時(shí))要求：掌握服務(wù)器性能的判斷方法，能簡(jiǎn)單對(duì)服務(wù)器進(jìn)行性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：TEC教學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)、CPU結(jié)構(gòu)仿真軟件、服務(wù)器、SCSI卡、RAID卡。三、教學(xué)方法和手段提示及建議計(jì)算機(jī)組成原理（含服務(wù)器）課程是一門(mén)理論性較強(qiáng)的課程，教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注意理論聯(lián)系實(shí)際，教學(xué)方式要靈活多樣，采用多種媒體加深學(xué)生的印象，要注意計(jì)算

14、機(jī)各種子系統(tǒng)和部件的最新發(fā)展，盡量進(jìn)行一些實(shí)物教學(xué)。教學(xué)中組織學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行上網(wǎng)查詢(xún)，了解計(jì)算機(jī)各種硬件的最新發(fā)展，并寫(xiě)出報(bào)告。課堂教學(xué)中安排了4個(gè)試驗(yàn)，用來(lái)消化、鞏固和提高課堂教學(xué)的效果，并在實(shí)驗(yàn)中加深對(duì)計(jì)算機(jī)工作原理的認(rèn)識(shí)。四、考核考核性質(zhì)：考試考核方式：閉卷在總成績(jī)中，期末考核筆試成績(jī)占總成績(jī)的60%,實(shí)驗(yàn)成績(jī)占總成績(jī)的20%,平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的20%。五、教材及教學(xué)參考書(shū)所選教材應(yīng)滿(mǎn)足教學(xué)大綱指定內(nèi)容的絕大部分，并由教師向教學(xué)對(duì)象指定教學(xué)主要參考書(shū)目。教材：計(jì)算機(jī)組成原理高等教育出版社面向21世紀(jì)課程教材唐朔飛編著參考書(shū)：計(jì)算機(jī)組成原理（第二版）清華大學(xué)出版社王誠(chéng)主編計(jì)算機(jī)組成原理（第四版）科學(xué)出版社白中英主編計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清華大學(xué)出版社侯炳輝主編計(jì)算機(jī)組成原理中央廣播電視大學(xué)出版社李明慧主編計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)清華大學(xué)出版社王愛(ài)英主編計(jì)算機(jī)組成原理與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中央廣播電視大學(xué)出版社俸遠(yuǎn)禎32位微型計(jì)算機(jī)原