计算机组成原理视频教程 50讲 清华大学 精品课程

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计算机组成原理视频教程 50讲 清华大学 精品课程

计算机组成原理教学大纲
课程名称：计算机组成原理
英文课名：Computer Organization
学分：4（课内周学时：4   课内总学时：64，  其中讲课48，实验32）
（注：实验占用16个课内学时和16个实验学时）
学期：秋季
先修课程要求：汇编语言程序设计、数字逻辑及数字集成电路
课程大纲：
一、            计算机组成概述（2学时）
1.      计算机系统的基本组成和它的层次结构
2.      计算机系统的体系结构、组成和实现概述
3.      课程的教学目标和学习建议
二、            数据表示、运算和运算器部件（14学时）
1.      信息编码与码制转换，数据表示（2学时）
2.      数据运算算法（加、减、乘、除）及实现（2学时）
3.      运算器的功能及组成；位片结构的定点运算器芯片实例Am2901（2学时）
4.      教学计算机的运算器设计与实现，运算器教学实验说明（2学时）
5.      浮点运算和浮点运算器，检错纠错码（2学时）
6.      完成8位机的运算器部件设计（4学时）
三、            指令、指令系统和控制器部件（22学时）
1.      指令格式和寻址方式（2学时）
2.      教学计算机指令系统和监控程序的功能（2学时）
3.      完成8位机的指令系统设计（2学时）
4.      计算机控制器部件的功能及组成，指令执行步骤概述，控制器分类（2学时）
5.      微程序控制器的运行原理（2学时）
6.      教学计算机的微程序控制器设计与实现，微程序控制器教学实验说明（2学时）
7.      组合逻辑控制器运行原理（2学时）
8.      教学计算机组合逻辑控制器设计与实现（2学时）
9.      完成8位机的微程序控制器和硬连线控制器设计（6学时）
四、            多级结构的存储器系统（12学时）
1.      层次存储器系统概述，主存储器存储原理和特点（2学时）
2.      静态存储器芯片和动态存储芯片原理与特性，教学计算机存储器的设计与实现（2学时）
3.      高速缓冲存储器（CACHE  MEMORY）（2学时）
4.      虚拟存储器（VIRTUAL MEMORY）的运行原理（2学时）
5.      磁表面存储设备、光盘设备的存储原理及组成，磁盘阵列（2学时）
6.      存储器系统设计（2学时）
五、            输入/输出设备与输入/输出系统（12学时）
1.      输入/输出系统与输入/输出方式概述：输入输出系统的作用、功能、与其他部件的关系、组成、需要解决的问题；输入、输出方式：程序直接控制、中断、DMA、外围处理机（2学时）
2.      计算机总线：总线的作用、功能、构成；总线周期、总线仲裁、运行方式；总线的发展（无总线、单总线、双总线、多总线）；总线举例：ISA、EISA、SCSI、PCI（2学时）
3.      输入输出接口电路：接口电路的作用、构成；串行接口举例（串、并行接口、USB）（2学时）
4.      计算机输入设备：输入设备种类；典型输入设备（键盘、鼠标、扫描仪）运行原理（2学时）
5.      计算机输出设备：输出设备种类；典型输出设备（显示器、打印机）运行原理（2学时）
6.      总线与接口设计（2学时）
六、            总结与复习（2学时）
教学实验
教学实验占用16个课内学时、16个实验学时以及一些课外学时。教学实验分为两部分，第一部分为原理验证性实验，第二部分为工程设计项目。
验证性实验一：TEC-2000-16位机教学计算机的简单用法与运算器实验（2学时）
验证性实验二：TEC-2000-16位教学计算机的控制器实验（2学时）
工程设计项目：设计与实现TEC-2000 8位教学计算机系统（28学时）
教材及参考书：
主教材与实验指导书
1.      王诚主编，计算机组成与设计，清华大学出版社，2002（主教材）
   2.  王诚主编，计算机组成与设计实验指导，清华大学出版社，2002（实验指导书）

计算机组成原理教学内容
课程内容体系结构
基于我们多年来一直比较强调教学实践的认识，认为该课程不是听会的、也不是看会的，而是通过教学实验加深理解的。在教学过程中，在给出计算机组成的通用基本原理知识的同时，始终把一台组成比较完整的教学计算机系统的具体组成与设计技术贯穿于整个过程，既作为课堂授课的实例，也方便教学实验。在课程内容组织方面，把课程的理论知识和技术内容划分成如下3个层次：
（1）重点讲解简单、完整、单台计算机的基本组成原理和内部运行机制，
（2）适当说明当前国内外流行的最新计算机广泛采用的新技术、新工艺，
（3）顺便了解当前国内外计算机组成领域最新研究成果和发展应用趋势。
第一个层次的教学内容属于原理性的基础知识，其特点是内容相对稳定，同学可以动手实践。因此，同学在通过课堂教学学习过这些原理知识的基础上，可以通过教学实践环节，完成指定的教学实验题目，即参加并完成带有一定研究性的工程设计项目来加深对教学内容的理解程度，增长研究、开创性工作、通过实践获取知识的能力，从知识和能力两个方面全面提高学生的素质。
第二个层次体现的是教学内容的先进性，其特点是技术性较强，内容变化相对较快，由于设备条件的限制，同学难以动手实践，更多的是通过课堂教学来学习有关知识，适当的布置一些作业，重点锻炼学生的逻辑思维和创新思维能力。
第三个层次反映的是教学内容的前瞻性，其特点是技术上带有明显的不成熟性，可能尚未实用，有些甚至处于原理方案或者还只是一种思路，主要目的在于扩展学生的眼界和思考问题所站的高度。这部分内容不作为教学考试和评定成绩的必要要求。
教学内容组织方式
（1）从课堂教师讲授为主、学生完成验证性的教学实验为辅的传统教法，改变为在精简课堂授课内容的基础上，以完成一项计算机完整硬、软件系统的工程设计与实现的课题研究为重要支撑手段的新的教学途径；在课题研究过程中，要融入科学的世界观和方法论，引导理性思维和理性实践，还要养成严谨的科学作风，以及与人协同的竭诚合作精神。
（2）强调教学过程中学生为主体的观点，注重开发学生的潜能，以形成健全的人格为根本特征。改变学生听课为主的被动接收知识的学习模式，变成为结合课题研究与工程设计来主动学习的重大变革，给学生更多自由支配的时间，充分发挥学生自主学习的积极性；
（3）从传授知识为主变为传授知识与培养能力并重。清华大学应该重点关注开创意识和创新能力的培养，注重学生全面素质的提高。强调教学内容、理论体系完整的同时，增强教学内容的实用性，适当增强教学内容的趣味性，增强学习过程中的成就感。
（4）从卷面考核为主转变为实践成果为主、卷面考核为辅。期末考试试题主要考察工程实践中不易考核到或没有涉及到的知识点，注重对运用原理性知识解决实际问题的能力的考核。
计算机组成原理教学条件
一、           自行编写和翻译的教材、参考书
1．计算机组成与设计（第2版），王诚，刘卫东，宋佳兴，清华大学出版社，2004年6月，“十五”国家级规划教材，清华大学计算机系列教材，清华大学信息科学技术学院平台课教材
2．计算机组成与设计，王诚主编，清华大学出版社，2002年9月，清华大学计算机系列教材
3．计算机组成与设计实验指导，王诚，刘卫东，董长洪，清华大学出版社，2002年7月，清华大学计算机系列教材
4．计算机组成原理（第2版），（第3版），王诚，清华大学出版社，2001年2月，2004年1月，教育部人才培养模式改革和开放教育试点教材
5．计算机组成原理实验指导书，王诚宋佳兴，董长洪，清华大学出版社，2002年2月，教育部人才培养模式改革和开放教育试点教材
6．计算机组成与体系结构，王诚，宋佳兴，清华大学出版社，2004年1月，21世纪大学本科计算机专业系列教材
7．计算机组成与结构，刘卫东等编，机械工业出版社 2003年9月 高等学校计算机科学与技术“十五”规划教材
8．结构化计算机组成，Andrew S.Tanenbaum著，刘卫东、徐恪译 机械工业出版社，2001年10月
二、           自行编写的电子教案
1．计算机组成原理教学教案
2．计算机组成原理多媒体课件
三、           自行研制的教学设备和模拟软件
1．  TEC-2000教学计算机系统
2．  TEC-2000教学计算机16位组合逻辑模拟器
3．  TEC-2000教学计算机16位微程序模拟器
4．  TEC-2000教学计算机8位组合逻辑模拟器
5．  TEC-2000教学计算机8位微程序模拟器
四、           课程专用的教学实验室
面积120平方米，装备有70余套TEC-2000系列的教学计算机系统，和配套的PC机、示波器、逻辑分析仪、器件测试和编程设备、万用表、常用工具等。
    实验室有一名高级实验师和一名工程师具体管理，并承担部分教学实验辅导工作。

计算机组成原理课程发展历史沿革
计算机组成原理一直是一个比较难教、难学的课程。传统的做法，都是以教师课堂授课为主，学生被动地听课，学生还可以完成一些简单的验证性的教学实验。课程内容显得抽象枯燥，学生学习后总感到有些朦胧，甚至于觉得本课程没什么实用价值，不大喜欢学。这是多方面的原因造成的，其中最重要的原因，是教学理念和教学模式有问题，更深层次的问题是缺乏合理的教学条件。意图把一门内容中技术性、工程性很强的课程，主要通过教课方式向同学强行灌输，教学效果肯定存在问题。许多教学内容不是仅靠听课、看书学得到、学得懂的，要动手做，要真正练才行。正如同学游泳，只听教练讲解肯定学不会，讲解得越详细，听者反而越感到不得要领。计算机组成原理教学存在类似的问题。造成这种现象长期存在，是缺乏合理的教学条件，即没有非常适用的教材和教学实验设备，课程讲的和实验可以做的难以达到最佳的融合，教师也缺少设计制作一台完整计算机系统的经历，止步于按照教材的内容一般性地讲述一些原理的程度，与讲懂一个真实的计算机系统、解释设计计算机硬件系统的有关实际技术有明显的差距。这个问题大家都清楚，只是解决起来难度太大，很难变革，我们教学组长期以来也受到此困惑，探索多年企图有所突破，历尽艰难，在完成了相应的教材出版、教学实验设备研制和其他配套教学资源建设之后，最终提出新的教学改革模式，并开展了3轮试点和探索，取得了重要的成果。
2001年是第一轮，在计算机系6个教学班中，宣布采取自愿报名方式选择少部分学生按照新的教学模式进行试点，大部分学生沿用原来的教学模式。由于学生热情很高，报名人数太多，无法安排，最后由教师决定，选择其中2个班的全部学生（教师意向）和另外的4个班很少数学生（照顾不同教学班的心理平衡）进行试点，剩余4个班大部分学生沿用原来的教学模式。这样做出于两个目的，一是试点新教学方案的可行性，范围小一点容易处理；二是更便于对比新、老两种方案的优缺点。由于同时实行两种教学方案，上课的学时分配和教学内容都有一些差别，两部分学生上课过程中时合时分，教学实验安排也不一致，师生同时感到有点不适应。但总的教学效果表明新的教学方案优于原来方案，在期末组织的交流发言中，参加试点的学生发言中充满着自豪和成就感，不少学生感到硬件不再可怕，表示希望毕业后愿意承担硬软件结合的研究项目，初步改变了部分学生喜欢软件惧怕硬件的心理状态，坚定了我们坚持这一改革方向的决心，也发现了某些需要改进的（包括有些超学时）问题。考试和成绩评定办法对参加试点的和未参加试点的学生也体现出某些区别。
2002年是第二轮，在计算机系6个教学班中全部试行新的教学模式，考试对全体学生也采用相同办法，教学秩序明显好转。针对前一年存在问题，采取了某些改正措施，包括减少16个课内学时用于学生完成工程设计和实现。课程教学效果基本令人满意，但确实又发现一些新的问题。主要是对工程设计与实现的要求尚缺乏足够准确，平时的进度抓得不够紧，出现放掉了的课内学时被挪作他用，部分学生未能完成验证性的教学实验，到了学期末尾才忙于以突击方式完成工程项目的现象。考试作为“指挥棒”对教学目标、教学过程有着相当大的影响，我们对评价学生学习成绩的办法进行变化，首次把工程项目的完成情况作为评定成绩的主要依据（占50分），超过了期末笔试成绩（占40分），平时作业10分。
　　2003年是第三轮，在计算机系6个教学班中全部试行新的教学模式。继续前一年成功的做法，并针对遇到的问题进行了改进。例如，对工程设计与实现的内容和设计文档要求做出更明确说明，明确各个时间段的进度要求并且按时检查。规定验证性的教学实验必须在实验室完成，教师要检查并评定成绩，为学生开始自己的设计调试作了必要的技术准备。对减少的课内学时也不再采取停课方式，而是改由教师在课堂上指导并带领学生进行基本和重点的计算机部件和整机设计。参加教学辅导的高年级本科生在宿舍的辅导工作更到位，教师对理论教学内容的把握也更趋于合理。还有少数学生试用微体系结构模拟软件系统运行检查自己的设计结果，大大提高了硬件系统的调试进度。因此这一轮的教学改革成效更加显著，基本成型，教师和学生的满意程度较高。问题也有一点，还是有部分学生在硬件调试上花费了较多的时间，这需要通过完善并鼓励学生用好微体系结构模拟软件系统来最终解决。
总结前3轮的教学过程，结论是三年三大步，年年有进步，总体上完成了从小规模试点到基本成型的变革，2003年学生对课程的总体评价是“学习很有收获”，这一项进入全校教学评估的前5%。我们坚信下一轮的教学过程会进行得更好，更成功。
在2004年3月召开的由教育部主持的教学计算机研究成果鉴定会上，与会专家对本课程教学资源建设成果给予很高的评价，认为这种教学模式改革力度确实很大，希望教学组能把之一成果在更大的范围推广普及，推动更多的高等院校的计算机课程教学朝着更高的目标前进。

总体说明
从2000年～2003年，课程按照不同的教学模式和要求进行了探索，简单对比如下：
2000年，对全体同学执行传统的教学方法，教师讲课为主，课内授课64学时，学生开展14个学时的验证性的教学实验，教学效果还可以，但缺乏新意，距离“创办国际一流”和“办研究型大学”的要求差距较大。
2001年，4个班的同学沿用传统的教法。另外2个班的同学改用新的教学模式，48学时课内授课，48个学时完成教学计算机系统的设计实现，效果较好，证明该方案可行，由于缺乏经验，两种不同教学模式混合进行，教学秩序显得有点难以适应，参与新模式教学的同学平均有点超学时。
2002年，6个班的同学全部改用新的教学模式，48学时课内授课，48个学时完成教学计算机系统的设计实现，为照顾超学时停掉的16个课内学时未能发挥应用作用，教学实验的辅导力度也不够，总的教学效果基本满意，但存在一些遗憾。
2003年，6个班的同学全部改用新的教学模式，48学时课内授课，48个学时完成教学计算机系统的设计实现，规定两个验证性的实验必须到实验室完成并经过教师检查，16个课内学时不教授新的教学内容，改由教师带领同学完成关键的部件设计，又进一步加强了实验辅导力量，启用模拟软件系统，总的教学效果令人满意，新的教学模式和具体教学安排初步成型。
下面列出4年的教学日历，可以粗略地反映这4年中教学改革经历的变化。
           《计算机组成原理》教学日历    2000年9月
          第2章  数据表示、运算和运算器部件
9 月 13日  课程特点与教学计算机在教学中的作用；
            教学要求、内容与环节安排、成绩测评方法；
            信息编码，数据表示，码制转换，原/反/补码定义；
9 月 15日  补码加减运算的实现，原码一位乘、除法运算的算法和实现；
9 月 20日  补码一位乘、除法运算的算法和实现；
9 月 22日  定点运算器的功能与组成，
            位片结构的定点运算器芯片实例Am2901；
9 月 27日  教学计算机的运算器设计与实现；
9 月 29日  教学计算机的运算器设计与实现；布置运算器教学实验。
10月 9日   浮点运算与浮点运算器，PENTIUM处理机运算器介绍
10月11日  检错纠错码分类，三种常用的检错纠错码的原理与实现
10月13日  高速乘、除法运算的实现方案简介；第一单元内容复习与总结
          第3章   指令、指令系统和控制器部件
10月18日  计算机指令系统概述，16位、8位两种教学计算机的指令系统；
10月20日  PDP-11机的指令系统， NOVA 机的指令系统；
10月25日  计算机控制器部件的功能与组成，指令执行步骤概述，
            控制器分类：微程序的与组合逻辑的控制器；
10月27日  教学计算机的微程序控制器的基本组成的部分的设计与实现；
            教学计算机的微指令格式与下地址的处理技术；
11月 1 日  教学计算机控制器的微程序设计，
11月 3 日  教学计算机控制器的微程序设计（续），
11月 8 日  教学计算机控制器辅助组成的部分的设计与实现（续）；
            布置微程序控制器教学实验；
11月10日  8位教学计算机的指令系统，
            组合逻辑的控制器的设计与实现；
11月15日  组合逻辑的控制器的设计与实现；
11月17日  第二单元内容复习与总结
      第4章    多级结构的存储器系统
11月22日 多级存储器系统概述
          概念与追求的目标，   程序运行的局部性特性
              一致性、包含性原则，
           主存储器（MAIN  MEMORY）的组成与设计
          静态与动态存储器芯片的特性，存储器的分类
          静态存储器设计（字位扩展、多体结构）
       动态存储器的使用与刷新简介
11月27日 布置教学计算机存储器实验，
           高速缓冲存储器（CACHE  MEMORY）的组成与运行原理
       CACHE的组成与基本运行原理；
11月29日  CACHE的三种组成方式；
       CACHE接入系统的两种体系结构； 两种改写主存单元内容的策略；
           影响CACHE 命中率的有关因素。
       布置内存储器教学实验。
12月 1 日 虚拟存储器（VIRTUAL MEMORY）的运行原理概述
       段式存储管理；     页式存储管理。
12月 6 日 磁表面存储设备的存储原理与组成（DISK、TAPE）；
12月 8 日 光盘设备的存储原理与组成；
           磁盘阵列与容错技术。
         第5章    输入/输出设备 与 输入/输出系统
12月13日  输入/输出设备
        输入/输出设备概述
        常用输入设备的组成和运行原理   计算机终端  键盘  鼠标
        常用输出设备的组成和运行原理   计算机终端  显示器
                                       打印机（针式  喷墨式  激光）
12月15日  常用的输入/输出方式：
              程序直接控制方式；
              中断方式、 中断的处理过程，；
              DMA方式、DMA的处理过程；
              通道方式、 通道运行原理。
12月20日  讲解并布置中断教学实验。
12月22日  输入/输出系统概述；
        计算机的总线： 总线构成、总线周期、运行方式、等待状态
12月27日  计算机的接口电路： 功能及一般组成；
            串行接口INTEL8251实例
           《计算机组成原理》教学日历    2001年9月
    说明：参加工程项目试点的同学，可以不参加带双划线部分的课堂教学
          第2章  数据表示、运算和运算器部件
9 月 11日  课程特点与教学计算机在教学中的作用；
            教学要求、内容与环节安排、成绩测评方法；
信息编码，数据表示，码制转换，原/反/补码定义；
补码加减运算的实现。
9 月 14日  原码一位乘、除法运算的算法和实现；
9 月 18日  补码一位乘、除法运算的算法和实现；
高速乘、除法运算的实现方案简介；
9 月 21日  定点运算器的功能与组成，
            位片结构的定点运算器芯片实例Am2901；
9 月 25日  教学计算机的运算器设计与实现；
9 月 28日  教学计算机的运算器设计与实现；布置运算器教学实验。
9 月 ？日  浮点运算与浮点运算器，
10月 9日  检错纠错码分类，三种常用的检错纠错码的原理与实现
10月12日  第一单元内容复习与总结
            PENTIUM处理机运算器部件中的流水与并行处理概念
          第3章   指令、指令系统和控制器部件
10月16日  计算机指令系统概述，16位、8位两种教学计算机的指令系统；
10月19日  PDP-11机的指令系统， NOVA 机的指令系统；
10月23日  计算机控制器部件的功能与组成，指令执行步骤概述，
            控制器分类：微程序的与组合逻辑的控制器；
10月26日  教学计算机的微程序控制器的基本组成的部分的设计与实现；
            教学计算机的微指令格式与下地址的处理技术；
10月30 日  教学计算机控制器的微程序设计，
11月 2 日  教学计算机控制器的微程序设计（续），
11月 6 日  教学计算机控制器辅助组成的部分的设计与实现（续）；
            布置微程序控制器教学实验；
11月9日   16位教学计算机的组合逻辑的控制器的设计与实现；
11月13日  第二单元内容复习与总结
            流水线与并行处理入门性概念介绍
第4章             多级结构的存储器系统
11月16日 多级存储器系统概述
          概念与追求的目标，   程序运行的局部性特性
              一致性、包含性原则，
           主存储器（MAIN  MEMORY）的组成与设计
          静态与动态存储器芯片的特性，存储器的分类
          静态存储器设计（字位扩展、多体结构）
       动态存储器的使用与刷新简介
11月20日 布置教学计算机存储器实验，
           高速缓冲存储器（CACHE  MEMORY）的组成与运行原理
       CACHE的组成与基本运行原理；
11月23日  CACHE的三种组成方式；
       CACHE接入系统的两种体系结构； 两种改写主存单元内容的策略；
           影响CACHE 命中率的有关因素。
       布置内存储器教学实验。
11月 27日 虚拟存储器（VIRTUAL MEMORY）的运行原理概述
       段式存储管理；     页式存储管理。
11月 30日 磁表面存储设备的存储原理与组成（DISK、TAPE）；
12月 4 日 光盘设备的存储原理与组成；
           磁盘阵列与容错技术。
           存储器系统中的缓冲与并行存取概念介绍
         第5章    输入/输出设备 与 输入/输出系统
12月7 日  输入/输出设备
        输入/输出设备概述
        常用输入设备的组成和运行原理   计算机终端  键盘  鼠标
        常用输出设备的组成和运行原理   计算机终端  显示器
                                       打印机（针式  喷墨式  激光）
12月11日  常用的输入/输出方式：
              程序直接控制方式；
              中断方式、 中断的处理过程，；
              DMA方式、DMA的处理过程；
              通道方式、 通道运行原理。
12月14日  讲解并布置中断教学实验（分开上课）。
12月21日  计算机的接口电路： 功能及一般组成；
串行接口INTEL8251实例
12月18日  输入/输出系统概述；
        计算机的总线： 总线构成、总线周期、运行方式、等待状态
输入/输出系统中的缓冲与并行处理概念介绍
12月25日  复习、备用
12月28日  复习、备用
           《计算机组成原理》教学日历    2002年9月
第2章数据表示、运算和运算器部件
9月10日  课程特点；教学内容与环节安排、
教学要求和成绩测评办法；
计算机发展简史；计算机层次结构。
9月12日  运算器功能概述；数据表示
9月17日  运算功能（加法、减法、乘法、除法）及实现。
9月19日  定点运算器的功能及组成；
位片结构的定点运算器芯片实例Am2901。
9月24日    TEC-2000运算器设计与实现（进位、标志位、）。
9月26日  浮点运算和浮点运算器，检错纠错码。
10月8日  本单元小结。
用6学时（含课内2学时）完成8位机的运算器设计
用1学时针对运算器内容开展小班讨论。
第3章指令、指令系统和控制器部件
10月10日说明对工程设计与实现的项目安排与具体要求
计算机指令系统概述，
10月15日   16位、8位两种教学计算机的指令系统。
             [ PDP-11机的指令系统， NOVA 机的指令系统；]；
计算机控制器部件的功能及组成，指令执行步骤概述；
            控制器分类：微程序的与组合逻辑的控制器。
10月17日微程序控制器的运行原理，
微指令格式与下地址的处理技术；
教学计算机的微程序控制器组成、设计与实现。
10月22日教学计算机控制器的微程序设计。
10月24日16位教学计算机组合逻辑的控制器设计与实现。
10月29日静态存储器系统，计算机总线，串行接口电路。
10月31日同学用6学时完成8位机的运算器设计
同学用7学时完成8位机的指令系统设计
（指令功能选择，格式及编码）；
同学用15学时完成8位教学机控制器设计
（指令执行流程图和流程表）；
同学用3学时完成8位教学机存储器系统设计；
同学用3学时完成8位教学机总线系统、
串行接口电路设计；
同学用14学时完成8位教学机整机系统
的组装与调试。
（其中课内学时占三分之一，即16个学时）
11月26日依据硬件系统设计与实现的进展情况，随时完成软件系统的修改与完善。
11月28日指令流水技术介绍；
第二单元内容复习与总结。
用2学时针对控制器内容开展小班讨论。
第4章多级结构的存储器系统
12月3日  多级存储器系统概述；
概念与追求的目标，程序运行的局部性特性，、一致性、包含性原则；
主存储器（MAIN  MEMORY）的组成与设计；
静态与动态存储器芯片的特性，存储器的分类；
静态存储器设计（字位扩展、多体结构）；
动态存储器的使用与刷新简介。
12月5日  高速缓冲存储器（CACHE  MEMORY）的组成与运行原理；
CACHE的三种组成方式；
CACHE接入系统的两种体系结构；
两种改写主存单元内容的策略；
影响CACHE 命中率的有关因素。
12月10日虚拟存储器（VIRTUAL MEMORY）的运行原理概述；
段式存储管理；
页式存储管理。
12月12日磁表面存储设备的存储原理及组成
（DISK、[ TAPE ]）；
[光盘设备的存储原理及组成]；
磁盘阵列与容错技术；
第三单元内容复习与总结。
第5章输入/输出设备与输入/输出系统
12月17日1. 输入/输出系统概述；
2. 计算机的总线：总线构成、总线周期、
运行方式、等待状态，总线仲裁。
3. 计算机的接口电路：功能及一般组成；
4. 串行接口INTEL8251实例，
串行接口的初始化及输入输出操作；
12月19日   小班讨论（分成3次进行，每次两个班的同学参加）
12月24日输入/输出设备概述，点阵式设备的运行原理；
常用输入设备的组成和运行原理：
[计算机终端]，键盘，鼠标；
常用输出设备的组成和运行原理：
[计算机终端]，显示器，
打印机（针式，喷墨式，激光）。
12月26日常用的输入/输出方式：
程序直接控制方式；
中断方式、中断的处理过程；
DMA方式、DMA的处理过程；
[通道方式、通道运行原理、外围处理机方式 ]。
第四单元内容复习与总结。
用1学时的小班讨论：教学计算机的接口、总线的分析与设计。
           《计算机组成原理》教学日历    2003年9月
9月9日       课程特点；教学内容与环节安排、教学要求和成绩测评办法
对工程设计与实现项目的初步说明                       （45分钟）；
（发讲义）  计算机组成概述和层次结构，数字电路和计算机中的逻辑部件（45分钟）；
教材第2章      数据表示、运算和运算器部件
9月12日  信息编码与码制转换，数据表示，原码、反码、补码
9月16日  数据运算算法（加法、减法、乘法、除法）及实现
9月19日  定点运算器的功能及组成；位片结构的定点运算器芯片实例Am2901
9月23日    TEC-2000教学计算机的运算器设计与实现，运算器教学实验说明
9月26日  浮点运算和浮点运算器，检错纠错码，本章小结
9月28日    16位机的运算器部件实验，          完成8位机的运算器部件设计
9月30日    指令格式与寻址方式，16位计算机指令系统和监控程序的功能
教材第3章   指令、指令系统和控制器部件
10月10日指令格式和寻址方式
16位计算机指令系统和监控程序的功能
10月14日   说明对工程设计、实现项目的安排与具体要求，
16位、8位两种教学计算机的指令系统，完成8位机的指令系统设计
10月17日计算机控制器部件的功能及组成，指令执行步骤概述，
            控制器分类：微程序的与组合逻辑的控制器
10月21日   微程序控制器的运行原理，
微指令格式与下地址的处理技术
10月24日教学计算机的微程序控制器组成、设计与实现
10月28日教学计算机控制器的微程序设计，16微机的微程序控制器的教学实验说明
10月31日16位教学计算机硬连线控制器设计与实现
11月 4 日   16微机的微程序控制器的教学实验             （90分钟）
11月 7 日～14日（3次课）      完成8位机的微程序控制器和硬连线控制器设计
教材第4章   多级结构的存储器系统
11月18日层次存储器系统概述
主存储器存储原理和特点
静态存储器芯片的特性
11月21日   动态存储器
教学计算机的主存储器的组成与设计；
11月25日高速缓冲存储器（CACHE  MEMORY）
11月28日虚拟存储器（VIRTUAL MEMORY）的运行原理
12月2日  磁表面存储设备的存储原理及组成
磁盘阵列
12月5日     光盘设备的存储原理
  第三单元内容复习与总结
教材第5章   输入/输出设备与输入/输出系统
12月9日  输入/输出系统概述；输入/输出方式
            作用、功能、与其他部件的关系、组成、需要解决的问题（如何与设备交互）
            输入、输出方式：程序直接控制、中断、DMA、外围处理机
12月12日总线
总线的作用、功能能、构成
总线周期、总线仲裁、运行方式（同步、异步）、等待状态
            总线的发展（无总线、单总线、双总线、多总线）
            总线举例：ISA、EISA、SCSI、PCI
12月16日接口电路
接口电路的作用、构成
串行接口举例（串、并行接口、USB）
网络
12月19日   输入设备
  输入设备种类
键盘、鼠标、扫描仪（接口）
12月23日   输出设备
CRT显示器、液晶、打印机、激光打印机
12月26日   本单元小结及考试说明








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