一、課程的性質(zhì)和任務(wù)

《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。是為進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備的重要必修課程，是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域高級(jí)工程技術(shù)人才的一門主干課程。本課程的主要任務(wù)是向?qū)W生傳授計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)概念、基本組成原理和基本設(shè)計(jì)分析方法，使學(xué)生掌握一般計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要部件工作原理及其相互聯(lián)系，以數(shù)據(jù)流和控制流這兩股信息流在計(jì)算機(jī)各部件間的流動(dòng)為線索，掌握計(jì)算機(jī)內(nèi)部是怎樣進(jìn)行信息處理，完成給定任務(wù)的。從而為進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

二、考核內(nèi)容的基本要求

1、對(duì)計(jì)算機(jī)硬件軟件組成與層次結(jié)構(gòu)有較清晰的認(rèn)識(shí)。正確認(rèn)識(shí)馮.諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)的含義。

2、能按要求為數(shù)據(jù)配置奇偶校驗(yàn)碼、海明校驗(yàn)碼、CRC校驗(yàn)碼。弄懂計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示。能熟練的在真值及其原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼表示之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

3、掌握補(bǔ)碼運(yùn)算基本公式，掌握原碼、補(bǔ)碼四則運(yùn)算，能用芯片組成需要的二進(jìn)制、十進(jìn)制運(yùn)算器。

4、了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器類型、特點(diǎn)、用途，用芯片連成存儲(chǔ)器，并與CPU連接。明確Cache、虛存、存儲(chǔ)體系概念。

5、能正確評(píng)述計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)與CPU組織。

6、了解整機(jī)工作流程，有清晰的整機(jī)概念。從軟件和硬件的密切結(jié)合上認(rèn)識(shí)主機(jī)與外圍設(shè)備之間數(shù)據(jù)交換方式類型、特點(diǎn)和相應(yīng)接口基本組成。

7、熟練掌握8086/8088指令系統(tǒng)，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的匯編語言程序設(shè)計(jì)。

三、考核的主要內(nèi)容

1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

計(jì)算機(jī)的發(fā)展、特點(diǎn)、性能指標(biāo)。計(jì)算機(jī)的基本組成。存儲(chǔ)程序概念與馮.諾依曼計(jì)算機(jī)。總線、典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)層次結(jié)構(gòu)模型。計(jì)算機(jī)主要性能指標(biāo)的含義。

2、數(shù)據(jù)的表示

進(jìn)位數(shù)制。數(shù)的機(jī)器碼表示——原碼、補(bǔ)碼、反碼、移碼。數(shù)據(jù)格式——定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)。編碼——BCD碼、ASCII碼、漢字編碼?？煽啃跃幋a——奇偶校驗(yàn)碼、海明校驗(yàn)碼、CRC校驗(yàn)碼。

3、運(yùn)算方法與運(yùn)算器

算術(shù)定點(diǎn)運(yùn)算方法及運(yùn)算部件——原碼加減、補(bǔ)碼加減、原碼乘法、補(bǔ)碼乘法、原碼除法、補(bǔ)碼除法等運(yùn)算的基本運(yùn)算公式、溢出判斷，二進(jìn)制加法/減法器、十進(jìn)制加法器、陣列乘法器、陣列除法器。

定點(diǎn)運(yùn)算器的組成與結(jié)構(gòu)——基本結(jié)構(gòu)、多功能ALU、內(nèi)部總線。

4、存儲(chǔ)系統(tǒng)

存儲(chǔ)器系統(tǒng)概述——分類、地址、存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)空間、存儲(chǔ)器性能指標(biāo)、存儲(chǔ)系統(tǒng)組織。

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器——SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM等。主存儲(chǔ)器系統(tǒng)與CPU連接。

三級(jí)存儲(chǔ)體系與存取方式。

高速緩沖存儲(chǔ)器Cache——概念、地址映射方法、替換算法、讀/寫過程。

虛擬存儲(chǔ)器——概念、頁(yè)式虛存、段式虛存、段頁(yè)式虛存。

5、指令系統(tǒng)

指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能指標(biāo)、指令格式、尋址方式、堆棧尋址方式、指令分類與功能、RISC的概念與技術(shù)。

8086/8088的尋址方式與指令系統(tǒng)。

8086/8088匯編語言及程序設(shè)計(jì)基本技術(shù)。

6、中央處理器

中央處理器——CPU功能與組成、指令周期及其表示方法。

指令流程與微操作時(shí)間表。

微程序控制器——微指令、微操作、微地址、微程序及微程序設(shè)計(jì)技術(shù)。

流水線處理器——流水線原理、分類、結(jié)構(gòu)。

7、接口與總線

接口的功能與分類。傳送方式、串行總線接口、并行總線接口。

總線的功能與分類。總線控制方式、總線通信方式。

8、輸入/輸出系統(tǒng)

輸入/輸出系統(tǒng)——概念、定時(shí)方式與信息交換方式。

程序查詢方式與接口。

程序中斷方式——中斷概念、中斷接口、單級(jí)與多級(jí)中斷。

DMA方式——DMA概念、傳送方式、基本DMA控制器、選擇型DMA控制器、多路型DMA控制器。

通道方式——分類、功能、結(jié)構(gòu)。

四、參考教材

1、《計(jì)算機(jī)組成原理與匯編語言程序設(shè)計(jì)》徐潔、俸遠(yuǎn)禎等，電子工業(yè)出版社，2005年1月第2版。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)

2010年12月

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