一、课程性质、地位与任务

《计算机组成原理》是电子信息科学与技术（信息安全方向）专业的核心专业基础课程，是一门核心课程，在本专业的各门课程中起着承上启下的重要作用。学习本课程旨在使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术，建立计算机系统的整体概念，对培养学生设计开发计算机系统的能力有重要作用。学生通过本课程的学习，可以从系统的观点，理解提高计算机整机的硬软件性能和部件性能的各种可行途径，了解计算机系统中硬件、软件的功能划分和相互配合关系，进而初步了解从计算机系统结构的角度进一步提高系统性能的主体思想，能站在更高层次上思考和解决工作中遇到的问题。学生通过本课程的学习，还可以培养学生从形象思维向抽象思维过渡，掌握自顶向下分析和解决问题的能力，提高温故知新、举一反三和自主学习的能力，最终建立计算机整机系统的完整概念。

二、课程教学的基本要求

 计算机组成是依据计算机体系结构，在确定并分配了硬件子系统的概念和结构、功能特性的基础上，设计计算机各部件的具体组成及它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特点。即计算机组成是计算机体系结构的逻辑实现。依据本课程的性质、目的及任务，教学基本要求是紧扣多媒体教学、课后答疑、教学计算机实验几个主要环节，要求学生达到以下基本要求：

1、理论知识方面：使学生掌握计算机原理的基本概念、基本原理、基本设计和分析方法。系统地了解、熟悉和掌握以下几部分内容：计算机系统的基本概念及层次结构，计算机部件的基本概念及组成原理，计算机整机的基本概念及构成原理。

2、实验技能方面：通过实验教学努力提高学生在计算机硬件设计和实现方面的能力，适当了解提高计算机的部件和整机硬件性能的各种可能途径，为下一步学习计算机体系结构奠定基础，并能对当前计算机的最新研究、发展与应用趋势有一般性的了解。

三、教学内容

    1. 计算机系统的基本概念：计算机的软硬件概念、系统层次结构、组成与体系结构，冯·诺伊曼计算机特点、工作步骤，计算机硬件主要技术指标。

    2.计算机的发展及应用：计算机的产生、发展、应用的简要历史。

    3.系统总线：总线的概念，总线的分类 ，总线特性及性能指标，总线结构，总线控制。

    4.存储器：存储器分类及层次结构、主存分类，CPU与存储器的连接、存储器校验、提高防存速度，Cache-主存地址映射机制、替换策略 ，辅助存贮器。

    5. 输入输出系统：输入输出系统组成、与主机的联系方式、与主机传输的控制方式，IO设备 ，IO接口，程序程序方式、程序中断方式、DMA方式。

    6.计算机的运算方法：进位计数制基本概念，原码、反码、补码、移码表示方法及其相互转换，定点数、浮点数的表示方法，定点数加、减、乘、除法运算规则，浮点数加减运算方法，算术逻辑部件基本单元的工作原理和多位ALU的构成方法。

    7.指令系统 ：指令的基本格式，定长操作码指令格式，扩展操作码指令格式，扩展操作码指令集设计的基本方法，指令的寻址方式，CISC和RISC的基本概念。

    8. CPU 的结构和功能：CPU的功能和基本组成结构，指令的执行过程，指令流实现的基本概念，流水CPU的工作原理，中断系统和中断系统所需解决的共性问题。

    9.控制单元：微操作命令的分析，控制单元的功能。

    10.控制单元的设计：组合逻辑设计和微程序设计两种方法设计控制单元。

四、课程学时

    64学时

掌握计算机系统中的信息表示与基本运算，理解计算机硬件系统（CPU、存储系统、I/O系统和外围设备】的工作原理与基本逻辑结构。

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数字电路设计

1、选用教材：

教材：

    计算机组成原理（第2版），唐朔飞，高等教育出版社，2008年

习题指导教材：

计算机组成原理——学习指导与习题解答（第2版）唐朔飞  编著”高等教育出版社  2012年7月

2、参考书：

（1）计算机组成原理-面向实践能力培养（第4版），纪禄平、罗克露、刘辉、张建，北京：电子工业出版社，2017年2月

（2）（美）帕特森，（美）亨尼斯　著，王党辉等译。计算机组成与设计：硬件/软件接口（原书第5版）. 机械工业出版社，2015年7月

（3） 计算机组成与设计（第4版），David A. Patterson, John L. Hennessy编著，康继昌，樊晓桠，安建峰等译，北京：机械工业出版社，2011

（4） (美)布赖恩特(Bryant,R.E.).深入理解计算机系统，机械工业出版社，2016年出版

（5）袁春风. 计算机组织与结构。清华大学出版社，2010年出版

 （6）蒋本珊，计算机组成原理（第3版），清华大学出版社，2013.8

（7）白中英、戴志涛，计算机组成原理（第5版），科学出版社，2013.3