展示柜货号:未知 计算机组成原理（课程教学大纲）
“计算机组成原理”是高等学校计算机类专业的一门技术基础必修课。通过本课程的学习，培养学生掌握计算机各大部件的基本组成、基本原理，各部件间的相互联系，以及各部件在整机中的作用；培养学生具有初步的硬件系统分析、设计和使用的能力；并为学习后继课程、从事科学研究和工程技术工作打下基础尊龙备用网址入口。
课程目标1：了解计算机系统结构发展现状和趋势，基于计算机组成的基本原理和分析方法，通过文献研究，达到对计算机系统结构领域的问题进行调研和分析尊龙备用网址入口、提出解决方案的能力。
课程目标3：掌握运算器的基本组成、基本原理和基本分析方法，分析相关领域复杂工程问题的解决过程的影响因素，达到对相关的理论和实际问题进行求解的能力尊龙备用网址入口。
课程目标4：掌握存储器的基本组成尊龙备用网址入口、基本原理和基本分析方法，理解存储系统的层次和作用，分析相关领域复杂工程问题的解决过程的影响因素，达到对相关的理论和实际问题进行求解的能力。
课程目标5：掌握控制器的基本组成尊龙备用网址入口、基本原理和基本分析方法，理解指令系统和指令执行过程，掌握指令流水线的基本原理，分析相关领域复杂工程问题的解决过程的影响因素，达到对相关的理论和实际问题进行求解的能力。
课程目标6：掌握输入输出和系统总线的基本组成和基本原理，分析相关领域复杂工程问题的解决过程的影响因素，达到对相关的理论和实际问题进行求解的能力。
注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准。
指标点2.4：能够借助文献研究，分析计算机领域复杂工程问题的解决过程的影响因素，论证解决方案的合理性，以获得有效结论。
指标点4.2：了解计算机科学与技术发展现状和趋势，能够基于科学原理，通过文献研究，对计算机领域复杂工程问题的解决方案进行调研和分析。
2. 了解计算机的发展历史、计算机的应用与发展趋向；利用辩证主义唯物法分析计算机的发展规律；
3. 了解计算机系统的层次结构，掌握计算机硬件的基本组成尊龙备用网址入口、计算机软件的分类和计算机的基本工作过程；培养学生全面、系统和辩证地分析问题解决问题的能力；
2. 了解真值和机器数的概念，能够将真值表示为原码、反码、补码和移码形式的机器数，或反之；
3. 掌握定点数和浮点数的表示方法；能够理解C语言的数据类型在计算机中的表示；
1. 分析不同的运算方法，选择合适的设计方案，尽量优化性能、成本等设计目标尊龙备用网址入口，培养学生运用辩证主义唯物法基本原理和方法的能力；
2. 能够进行定点数的四则运算并分析运算结果是否溢出等特征，理解运算方法的硬件实现，并根据运算电路的结构，分析数据加工的过程；
3. 能够进行浮点数的四则运算并规格化；了解浮点数的加/减运算的硬件实现；
4. 能够分析运算器数据通路的信息加工过程，具有初步的ALU和运算器数据通路的设计能力尊龙备用网址入口。
2. 理解SRAM和DRAM存储器的工作原理；掌握存储器芯片的外部特性，能够根据应用需求选择合适的存储器芯片；
3. 掌握非易失性存储器的特点，能够根据应用场合选择合适的非易失性存储器；
2. 掌握控制器基本组成，指令控制的基本概念，理解时序系统的基本概念，同步、异步控制方式；
4. 掌握指令流程的分析方法，能够依据数据通路分析信息加工的过程，也就是指令的执行过程；
6. 理解控制器与运算器、存储器、指令系统的联系，能够综合运用寻址方式、指令执行流程、CPU数据通路等知识进行微程序设计；
2. 理解单周期数据通路、多周期数据通路和流水线数据通路的硬布线. 掌握RISC-V指令集和寻址方法，了解RV32I指令；
5. 理解流水线的基本原理，掌握RISC-V的流水线的数据通路和控制器的设计方法；
6. 理解流水线的性能指标，理解指令流水线的相关与冲突和流水线的指令调度。
1. 重点：RISC-V的单周期微架构设计尊龙备用网址入口，RISC-V的流水线. 难点：指令流水线的相关与冲突。
1. 掌握高速缓存（Cache）的基本组成和工作原理尊龙备用网址入口，能够根据Cache和主存之间的映射方式、Cache中主存块的替换算法，分析CPU访问主存时Cache的工作过程；
2. 掌握虚拟存储器的基本概念，了解页式虚拟存储器、段式虚拟存储器和段页式虚拟存储器；
5. 掌握总线的基本概念尊龙备用网址入口尊龙备用网址入口、总线的仲裁方式总线. 能够根据主机和输入输出的指标分析主机与输入输出的传输性能。
1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格尊龙备用网址入口。2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。
课程目标达成值是由全部被评价学生的各评价项的平均考核成绩来计算的。计算方法为该课程目标各评价项的平均得分与对应权重系数的乘积之和除以各评价项的应得分与对应权重系数的乘积之和尊龙备用网址入口。其中，评价项平均分=评价项对应项目的全班平均分尊龙备用网址入口，为该评价项的数量，为该评价项的考核权重。
毕业要求指标点达成值为支撑该指标点的所有课程对该指标的目标权重乘以课程目标达成值之和。
1.《计算机组成与设计：硬件/软件接口（原书第5版·RISC-V版）》， [美]戴维·A. 帕特森（David A. Patterson） 约翰·L. 亨尼斯（John L. Hennessy） 著，易江芳 刘先华 等译，机械工业出版社，2020年5月第1版尊龙备用网址入口尊龙备用网址入口。
2.《计算机硬件系统设计原理》，刘子良，高等教育出版社尊龙备用网址入口，2016年2月第1版。
3.《数字设计和计算机体系结构（原书第2版）》，戴维·莫尼·哈里斯，机械工业出版社出版, 2016
2. 课后需要完成一定数量的习题或测试，以加深学生对所学内容的理解和掌握。
本书系统地介绍了计算机的基本组成、基本原理和基本分析方法。本书共9章尊龙备用网址入口，分别是计算机系统概述、信息表示、逻辑电路基础、运算方法与运算器、存储器、微程序控制计算机尊龙备用网址入口、精简指令集计算机、存储体系、输入输出系统，讲述计算机从部件到整机的组织结构和工作原理。本书内容深入浅出，每章均附有习题，可作为高等院校计算机类各专业及相关专业本科生的教材，也可作为相关技术人员的参考书。
7.5RISCV的流水线RISCV流水线RISCV流水线RISCV流水线超标量与超流水线存储体系的层次结构
- 上一篇：解构：区块链的组成原理
- 下一篇：升级大学软件实践教育-软件通识实践教育升级
