計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)大綱

計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)大綱課程編碼：08120250課程名稱：計(jì)算機(jī)組成原理/ComputerOrganization總學(xué)時(shí)：56/3.5學(xué)分（理論學(xué)時(shí)：46，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：10）適用專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)工程一、課程目標(biāo)通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到如下目標(biāo)：目標(biāo)1.描述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各部件的組成、基本功能及相互聯(lián)系，闡述計(jì)算機(jī)理論和CPU統(tǒng)的工作原理及特性。目標(biāo)2.理解計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方式、運(yùn)算器的工作原理和方法，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器。目標(biāo)3.理解指令系統(tǒng)的基本原理和方法，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)；理解計(jì)算機(jī)控制器原理及控制方式，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制器。目標(biāo)4.使用仿真軟件或系統(tǒng)來模擬運(yùn)算器，指令系統(tǒng)和控制器的運(yùn)行，并分析結(jié)果。二、課程目標(biāo)能力要求及權(quán)重課程目標(biāo)權(quán)重(∑=1)初始程度要求程度目標(biāo)10.3L1L2目標(biāo)20.2L1L3目標(biāo)30.3L1L4目標(biāo)40.2L1L3L1(認(rèn)知)L2(理解)L3(應(yīng)用L4(分析)L5(綜合)L6(創(chuàng)造)來表示對(duì)此項(xiàng)能力要求達(dá)到的程度，無要求則留空。三、教學(xué)過程安排序號(hào)知識(shí)模塊教學(xué)內(nèi)容課時(shí)課程目標(biāo)教學(xué)方法1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)不同領(lǐng)域的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)4目標(biāo)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(biāo)總線結(jié)構(gòu)和總線的判優(yōu)控制及通信控制4目標(biāo)2課堂講授+測驗(yàn)3存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器分類和存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器6目標(biāo)2課堂講授+測驗(yàn)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(shè)備分類及簡介DMA方式6目標(biāo)2課堂講授+大作業(yè)5計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示計(jì)算機(jī)中定點(diǎn)數(shù)表示和定點(diǎn)運(yùn)算計(jì)算機(jī)中浮點(diǎn)數(shù)表示和浮點(diǎn)運(yùn)算6目標(biāo)3課堂講授+測驗(yàn)+討論6指令系統(tǒng)機(jī)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(biāo)4課堂講授+作業(yè)7CPU的結(jié)構(gòu)和功能CPU的功能及結(jié)構(gòu)指令周期指令流水中斷系統(tǒng)4目標(biāo)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(biāo)5課堂講授+作業(yè)9控制單元設(shè)計(jì)組合邏輯設(shè)計(jì)微程序設(shè)計(jì)6目標(biāo)6課堂講授+作業(yè)10實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.寄存器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2.運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)3.EM4.中斷實(shí)驗(yàn)10目標(biāo)7學(xué)生操作+教師指導(dǎo)四、具體實(shí)施細(xì)節(jié)1、大作業(yè)知識(shí)，獨(dú)立完成任務(wù)。撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告（OD文檔，電子版1500。2、討論課討論課主題為計(jì)算機(jī)組成原理中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，全班按不同應(yīng)用任務(wù)分成若干小組。每組討論前提交設(shè)計(jì)報(bào)告和匯報(bào)ppt。討論課的實(shí)施分兩個(gè)環(huán)節(jié)：學(xué)生上臺(tái)匯報(bào)以小組為單位進(jìn)行設(shè)計(jì)匯報(bào)，陳述時(shí)間為8分鐘左右，小組其他成員補(bǔ)充。其它小組互評(píng)序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)1寄存器實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饽Ｐ蜋C(jī)中各種寄存器結(jié)構(gòu)、工作原理及其控制方法。任務(wù)：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(shè)計(jì)型12運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饽Ｐ蜋C(jī)中算術(shù)、邏輯運(yùn)算單元的控制方法。任務(wù)：將數(shù)據(jù)寫累加器A和工作寄存器W，并用開關(guān)控制ALU的運(yùn)算方式，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算器的功能。3設(shè)計(jì)型13存儲(chǔ)器目的：了解模型機(jī)中程序存儲(chǔ)器EM的工作原理及控制方3設(shè)計(jì)1EM實(shí)驗(yàn)法。任務(wù)：利用K16..K23開關(guān)做為DBUS的數(shù)據(jù)，其它開關(guān)做為控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)程序存儲(chǔ)器EM的讀寫操作。型目的：了解模型機(jī)的中斷功能的工作原理及中斷過程中，申4中斷實(shí)驗(yàn)請、響應(yīng)、處理、返回各階段時(shí)序。任務(wù)：利用CPP226實(shí)驗(yàn)儀上的開關(guān)做控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)中斷2設(shè)計(jì)型1功能。五、課程目標(biāo)達(dá)成方法教學(xué)目標(biāo)課時(shí)評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)依據(jù)達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)(分)目標(biāo)14期末考試（100%）試卷68目標(biāo)216+大作業(yè)（20%）試卷+大作業(yè)+測驗(yàn)68目標(biāo)38+討論（15%）試卷+作業(yè)68目標(biāo)412（20%）試卷+作業(yè)68目標(biāo)56（20%）試卷+作業(yè)68目標(biāo)6（20%）試卷+作業(yè)68目標(biāo)710實(shí)驗(yàn)報(bào)告（60%）+實(shí)驗(yàn)操作（40%）實(shí)驗(yàn)報(bào)告68合計(jì)56六、考核標(biāo)準(zhǔn)5具體要求及評(píng)分方法如下：1、期末考試試卷知識(shí)點(diǎn)要求：序號(hào)知識(shí)模塊考核內(nèi)容試題比例目標(biāo)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)域的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)10%目標(biāo)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(biāo)制15%存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器分類和存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)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(shè)備分類及簡介DMA方式15%目標(biāo)3計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示計(jì)算機(jī)中定點(diǎn)數(shù)表示和定點(diǎn)運(yùn)算計(jì)算機(jī)中浮點(diǎn)數(shù)表示和浮點(diǎn)運(yùn)算15%目標(biāo)4CPU結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)機(jī)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(biāo)5控制單元功能操作命令分析控制單元功能10%目標(biāo)6控制單元設(shè)計(jì)組合邏輯設(shè)計(jì)微程序設(shè)計(jì)10%2、測驗(yàn)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(shí)完成；格式工按時(shí)完成，方案能不能按時(shí)完成，方不能按時(shí)完成。方不能按時(shí)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(duì)不通的解決方案案，且比較有效。解決方案。進(jìn)行比較分析。3、實(shí)驗(yàn)（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(wù)操作較熟練，能按時(shí)完成任務(wù)操作基本熟練，基本按時(shí)完成任務(wù)操作基本熟練，不能按時(shí)完成任務(wù)操作生疏，不能按時(shí)完成任務(wù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告按時(shí)完成；格式工整；能提出多按時(shí)完成，方案能解決主要問不能按時(shí)完成，方案能解決主要不能按時(shí)完成。方案能解決部分不能按時(shí)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(duì)不通的種解決方案，且足。足。能提出解決方解決方案進(jìn)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(shí)完成；格式工整；能提出多種不同的解決方案，并對(duì)不通的解決方案進(jìn)行比較分析。能解決主要問比較有效。不能按時(shí)完成，方案能解決主要問題，有效性不足。不能按時(shí)完成。方案能解決部分問題，有效性不足。不能按時(shí)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(jié)論有結(jié)論且有效有結(jié)論且基本有效有結(jié)論且基本有效有結(jié)論且基本有效無結(jié)論5、課堂討論設(shè)置討論課一次，要求學(xué)生按照討論題目分組查閱資料，歸納總結(jié)，撰寫報(bào)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(zhǔn)確較準(zhǔn)確基本準(zhǔn)確基本準(zhǔn)確不準(zhǔn)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(hào)材料名稱備注1期末試卷按學(xué)院要求裝訂2大作業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告電子檔或紙質(zhì)檔3測驗(yàn)電子檔或紙質(zhì)檔4作業(yè)電子檔或紙質(zhì)檔5實(shí)驗(yàn)報(bào)告電子檔或紙質(zhì)檔180180八