【文章內容簡介】 、實驗、研究性專題、作業(yè)和答疑。分數(shù)比例見下表。 平時作業(yè),研究性專題實驗 期末考試 30％ 20％ 50％ 二、章節(jié)教學設計 第一章 計算機系統(tǒng)概論教學設計（1）計算機的發(fā)展與應用。（2）計算機系統(tǒng)的層次結構。（3）計算機的特點：快速性、通用性、準確性和邏輯性。（4）性能指標。（5）計算機的分類方法。理解馮諾依曼計算機中的五大部件在計算機系統(tǒng)中所起的作用，每個部件的基本工作原理。掌握存儲器地址和存儲單元的關系。理解計算機系統(tǒng)的層次結構及各個層次間的相互依存關系。教學重點：（1） 計算機的層次結構。（2） 存儲器地址和單元的關系。 通過對兩種機器結構：馮諾依曼的基本結構和改進型的馮諾依曼結構的分析和對比，說明兩種結構的區(qū)別和各自的特點，從并行性角度，分析不同系統(tǒng)結構對機器性能的影響。1）用視圖的方法，讓學生對計算機各個部件的關系和原理建立直觀和形象的認識。2）采用啟發(fā)式教學法，從數(shù)字電子技術課程已經(jīng)學過的對基本運算部件的控制，引導學生理解從一般器件層依次向更高的層次：匯編語言層次、操作系統(tǒng)層次和高級語言層次。再從組合邏輯和時序電路控制角度，啟發(fā)學生由一般機器層次向下理解微程序控制層次。（1）從系統(tǒng)的觀點，理解計算機的層次結構。計算機系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分所構成，而如果按功能再細分，可分為第零級是硬聯(lián)邏輯級，第一級是微程序級，第二級是傳統(tǒng)機器級，第三級是操作系統(tǒng)級，第四級是匯編語言級，第五級是高級語言級，第六級是應用語言級。把計算機系統(tǒng)按功能分為多級層次結構，就是有利于正確理解計算機系統(tǒng)的工作過程，明確軟件，硬件在計算機系統(tǒng)中的地位和作用。（2）隨著計算機的發(fā)展計算機的常用指標會不斷的提高。（3）組成原理是講解計算機的一般組成方法，而不是針對某一類計算機而言。 計算機系統(tǒng)從功能上可劃分為哪些層次？各層次在計算機系統(tǒng)中起什么作用？ ？按照此思想設計的計算機硬件系統(tǒng)應由哪些部件組成？各起什么作用？. 指令和數(shù)據(jù)都存于存儲器中，計算機如何區(qū)分它們？【計算機內部由哪兩種信息在流動？它們彼此有什么關系？】 第二章 計算機的發(fā)展及應用教學設計（1）計算機的發(fā)展史；（2）計算機的應用領域；（3）計算機的展望。（1）了解計算機的發(fā)展史（2）了解計算機的應用領域（3）了解計算機的發(fā)展趨勢 自學 第三章 系統(tǒng)總線教學設計（1）總線及分類。（2）總線特性及性能指標。（3）總線結構:單總線結構、雙總線結構和三總線結構。（4）總線連接方式: 串行傳送、并行傳送和分時傳送。（5）總線的控制：鏈式查詢方式、計數(shù)定時查詢方式和獨立請求方式。（6）總線的通信：同步通信和異步通信。①了解總線的功能、分類、性能指標和典型的結構。②了解集中仲裁方式和分布仲裁方式。③掌握總線的控制方式④了解同步、異步、半同步通信、分離式通信方式。使用總線的關鍵在于判別連接到總線的各個設備或部件的優(yōu)先權；設備或部件取得總線控制權后，以什么通信方式與總線進行數(shù)據(jù)交換?？偩€的控制包括鏈式查詢方式、計數(shù)定時查詢方式和獨立請求方式。要講清楚他們的工作原理和總線的控制過程，并比較它們的優(yōu)缺點。鏈式查詢方式：使用的線數(shù)少，優(yōu)先級固定不能改變，對查詢鏈的敏感性強。計數(shù)定時查詢方式：使用的線數(shù)中，優(yōu)先級容易改變，但速度比較慢。獨立請求方式：使用的線數(shù)多，優(yōu)先級容易改變，速度也快。總線的通信方式包括：同步、半同步、異步等通信方式。同步通信由統(tǒng)一時標控制數(shù)據(jù)傳送；異步通信采用應答方式 ，沒有公共時鐘；半同步通信方式是同步和異步的結合。介紹微機系統(tǒng)中常用的PCI總線。PCI的中文意思是“外圍器件互聯(lián)”是一種局部并行總線標準，由ISA總線發(fā)展而來的，ISA并行總線有8位和16位兩種模式，時鐘頻率為8MHz，工作頻率為33MHz/66MHz。是一種同步的獨立于處理器的32位或64位局部總線。從結構上看，PCI是在CPU的供應商和原來的系統(tǒng)總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現(xiàn)對這一層的管理，并實現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調數(shù)據(jù)的傳送。PCI總線已成為了計算機的一種標準總線。已成為局部總線的新標準，主要用于連接顯示卡、網(wǎng)卡、聲卡。（1）結合圖片形象地演示總線的結構，幫助學生理解總線的工作原理。（2）結合案例教學，理解總線在實際系統(tǒng)中的應用。（3）采用翻轉教學的方法，留一定的時間，給同學進行討論和提問，促進學生自主學習和獨立思考，加深對于相關知識點的理解。總線是連接各個部件的信息傳輸線，總線包括：片內總線、系統(tǒng)總線和通信總線?？偩€的性能指標包括機械特性、電氣特性、功能特性和時間特性?？偩€結構：單總線，雙總線，三總線?？偩€判優(yōu)有兩種方法：集中仲裁方式和分布仲裁方式。集中仲裁方式的具體實現(xiàn)有三種：包括鏈式查詢方式、計數(shù)定時查詢方式和獨立請求方式。總線的通信方式包括：同步、半同步、異步等通信方式。 第3章題 14 第四章 存儲器教學設計存儲器是現(xiàn)代計算機的五大組成部分之一,本章主要介紹存儲器的基本工作原理。首先從存儲器概述入手，介紹存儲器的分類和層次結構，通過主存的單元、地址、技術指標等概念引入半導體存儲器芯片，靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM的讀寫時序以及動態(tài)刷新的基本原理。重點介紹存儲器與 CPU 的連接，掌握主存儲器的組織方法。然后介紹提高訪存速度的兩個措施：Cache和多體交叉存儲器，重點掌握Cache的原理和地址映射方法。本章教學的目的是通過對主存儲器，高速緩沖存儲器，輔助存儲器等的介紹，使得學生掌握主存儲器的技術指標、基本結構和基本操作，掌握主存儲器組織，掌握CACHE的功能、基本原理、地址映像（直接映像方式）和替換策略，掌握多體交叉存儲器的基本原理及地址交叉方法。具體要求為：（1）理解存儲器的分類和分級結構；（2）掌握主存儲器的技術指標、基本結構和基本操作；（3）理解半導體存儲器的基本組成和工作原理；（4）掌握主存儲器組織；（5）掌握CACHE的功能、基本原理、地址映像（直接映像方式）和替換策略；（6）掌握多體交叉存儲器的基本原理及地址交叉方法。重點：緩存主存及主存輔存結構的特點、讀寫時序、存儲器字位擴展時與CPU的連接方式、Cache的原理和地址映像方法、多體并行系統(tǒng)的高位交叉編址的多體存儲器和低位交叉編址的多體存儲器的存儲原理、編址方式以及對存儲帶寬的影響。難點：靜態(tài)RAM的讀寫時序、動態(tài)RAM的刷新原理以及Cache的地址映像方法。（1）RAM和ROM的讀寫時序案例：靜態(tài)RAM (SRAM)：Intel2114外特性、Intel2114 RAM矩陣、靜態(tài)RAM (2114)讀寫時序；動態(tài)RAM芯片：三管動態(tài)RAM芯片(Intel 1103)讀寫、單管動態(tài)RAM 4116外特性、4116芯片讀寫原理；（2）存儲器組織案例：通過位并聯(lián)法和地址串聯(lián)法實現(xiàn)小容量的存儲芯片構成大容量的存儲空間。（3）Cache地址映像案例：直接映像和全相聯(lián)映像方式下，CPU與Cache和主存的連接方式和訪問方式。（1）結合多媒體資源，形象地演示存儲器的結構和訪存過程，幫助學生理解存儲器的工作原理。（2）結合案例教學，通過讀寫時序案例、存儲器組織案例、Cache地址映像案例從理論到實踐，由簡入難的遞進理解基本原理，并掌握實際設計方法。（3）結合實驗教學，通過存儲器擴展實驗提高實際動手能力，掌握實踐技能。（4）采用混合式教學，充分利用數(shù)字化教學資源包括文本、電子課件、視頻等幫助學生提高自學習能力，加深對于相關知識點的理解。本章主要講授存儲器的分類和分級結構、主存儲器的技術指標、基本結構和基本操作、半導體存儲器的基本組成和工作原理、主存儲器組織、CACHE的功能、基本原理、地址映像（直接映像方式）和替換策略、多體交叉存儲器的基本原理及地址交叉方法等。配合知識點（緩存主存及主存輔存結構的特點、靜態(tài)RAM的讀寫時序、存儲器字位擴展時與CPU的連接方式、Cache的原理和地址映射方法等）完成配套教材習題。習題：第4章題1111222231。 第五章輸入輸出系統(tǒng)教學設計輸入輸出是計算機中的重要組成部件，它提供了人與計算機的交互的接口。本章主要內容是計算機輸入輸出系統(tǒng)的硬件工作原理和軟件設計思路。首先介紹了輸入輸出系統(tǒng)的概念和組成，I/O設備和主機的信息傳輸與控制方式；在此基礎上對查詢方式、中斷方式和DMA方式的硬件組成和接口的數(shù)據(jù)傳輸控制過程進行了討論，重點針對中斷的概念、中斷排隊、中斷入口地址的形成、中斷系統(tǒng)的分級和中斷的屏蔽技術進行了講解。本章教學的目的是通過對輸入輸出系統(tǒng)的介紹，使學生掌握計算機中信息交互過程中的控制方式以及硬件接口電路的工作原理。具體要求為：（1）理解輸入輸出系統(tǒng)的概念和組成，I/O設備和主機的信息傳輸與控制方式；（2）掌握程序查詢方式的工作流程和查詢接口電路的工作原理；（3）掌握中斷的基本概念、中斷排隊、中斷向量地址的形成方法；（4）掌握中斷接口電路的工作原理和數(shù)據(jù)傳輸過程；（5）掌握中斷系統(tǒng)的構成與中斷屏蔽技術；（6）理解DMA方式的特點、DMA的工作過程和DMA接口的功能與組成。重點：程序查詢方式的工作流程和查詢接口電路的工作原理，中斷的基本概念、中斷排隊、中斷向量地址的形成方法，中斷接口電路的工作原理和數(shù)據(jù)傳輸過程，中斷屏蔽技術，DMA控制數(shù)據(jù)傳輸特點等。難點：中斷向量地址的形成方法，中斷接口電路的工作原理和中斷屏蔽技術。（1）查詢接口案例：說明在程序查詢方式下，查詢接口如何完成數(shù)據(jù)的交換。（2）中斷向量地址的形成案例：通過中斷排隊電路、中斷向量地址形成部件和中斷向量表完成進入中斷服務程序的方法。（3）中斷接口案例：通過中斷接口電路輸入數(shù)據(jù)的工作過程，描述了當中斷發(fā)生時，外設的數(shù)據(jù)如何通過中斷接口電路進入到CPU的全過程。（4）中斷屏蔽技術案例：通過屏蔽技術來改變中斷源的優(yōu)先級，從而改變CPU的運行軌跡。（5）DMA接口案例：通過多路外設（磁盤、磁帶、打印機）申請DMA請求，描述多路型 DMA 接口的工作原理。1，結合多媒體資源，形象地演示中斷入口地址的形成過程和進入中斷服務程序的方法，幫助學生理解中斷的過程和中斷接口的工作原理。2，結合案例教學，通過查詢接口案例、中斷向量地址的形成案例、中斷接口案例、中斷屏蔽技術案例、DMA接口案例，描述計算機輸入輸出接口的工作原理和數(shù)據(jù)空是方法。3，結合實驗教學，通過中斷實驗加深了對中斷接口工作原理的認識，提高實際動手能力，掌握實踐技能。4，采用混合式教學，充分利用數(shù)字化教學資源包括文本、電子課件、視頻等幫助學生提高自學習能力，加深對于相關知識點的理解。本章主要講授了計算機輸入輸出系統(tǒng)的硬件工作原理和軟件設計思路。包括輸入輸出系統(tǒng)的概念和組成，I/O設備和主機的信息傳輸與控制方式；查詢方式、中斷方式和DMA方式的硬件組成和接口的數(shù)據(jù)傳輸控制過程，中斷的概念、中斷排隊、中斷入口地址的形成、中斷系統(tǒng)的分級和中斷的屏蔽技術等內容。配合知識點（查詢方式、中斷方式和DMA方式的硬件組成和接口的數(shù)據(jù)傳輸控制過程，中斷的概念、中斷排隊、中斷入口地址的形成、中斷系統(tǒng)的分級和中斷的屏蔽技術）完成配套教材習題。習題：第5章題1111222222333；習題：第8章題222228； 第六章 計算機的運算方法教學設計計算機之所以能夠有效地進行運算是由于CPU中有快速地ALU，以及ALU采用了高效的運算方法。本章主要討論了運算方法和運算器的工作原理。首先介紹了原碼、補碼、反碼和移碼的表示方法，各種碼制與真值間的轉換關系和它們的表示范圍，以及定點數(shù)和浮點數(shù)的格式和范圍。在此基礎上介紹了加減運算方法、原碼和補碼的乘法運算，浮點數(shù)的加減乘運算，討論了定點數(shù)溢出和浮點數(shù)溢出的判斷方法。最后從硬件的角度講解了影響ALU運算速度的進位過程，介紹了提高進位速度的各種手段。本章教學的目的是通過對運算方法和運算器的介紹，使得學生掌握計算機中數(shù)的表示，定點數(shù)和浮點數(shù)的加、減、乘等運算方法，定點數(shù)和浮點數(shù)的溢出判別，以及提高進位速度的ALU的工作原理。具體要求為：（1）掌握定點數(shù)的真值、原碼、補碼、反碼和移碼的表示和相互轉換方法；（2）掌握定點數(shù)的移位運算、原碼及補碼加減運算以及溢出的概念與檢測方法；（3）掌握定點原碼和補碼的乘法運算方法；（4）掌握浮點數(shù)的表示和規(guī)格化表示方法，浮點數(shù)的運算方法；（5）掌握ALU的功能、設計方法和工作原理。重點：定點數(shù)的原碼、補碼、反碼和移碼的表示和相互轉換方法，補碼加減運算以及溢出的概念與檢測方法，原碼和補碼的乘法運算方法，浮點數(shù)的表示和規(guī)格化表示方法，浮點數(shù)的運算方法，ALU的設計方法和工作原理。難點：原碼和補碼的乘法運算、浮點數(shù)的規(guī)格化、ALU的設計方法和工作原理。（1）真值轉換成原碼、補碼、反碼和移碼案例：通過這些案例，理解真值到各種碼制的變換以及各種碼制的轉換方法；（2）定點數(shù)的加減及溢出判別案例：通過補碼加減運算來深化理解判斷溢出的“一位符號法”和“二位符號法”的含義，理解運算溢出后的現(xiàn)象以及運算溢出的實質。（3）定點數(shù)原碼一位乘法案例：通過原碼乘法運算過程描述原碼的符號位和數(shù)值為分開運算，移位是按邏輯右移進行。（4）定點數(shù)補碼一位乘法案例：通過補碼乘法運算過程描述補碼的符號位和數(shù)值為一起參加運算，移位是按算術右移進行。（5）浮點數(shù)補碼加減運算案例：通過浮點數(shù)補碼加減運算過程描述了對階、尾數(shù)加減、規(guī)格化、舍入等過程。1，結合多媒體資源，形象地演示運算方法的具體步驟，ALU的進位過程，幫助學生理解運算方法和ALU的工作