计算机组成原理教案

计计算算机机组组成成原原理理教教案案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 计算机组成原理 教案 章节课题第一章概论课时3 教 学 目 的 1、 2、 3、 4、 了解计算机的发展简史 了解计算机的应用领域 了解计算机硬件和软件系统 掌握计算机的性能评价指标 重 点 难 点 教 学 方 法 教具 及教 学参 考书 计算机硬件和软件系统 提问、讲授 教材、投影仪 作 业 P12/1(1)(2)(3)、5 课 后 小 结 本章属于计算机的基础内容，讲述的是计算机的发展过程，应用及系统组 成。 2 一．计算机的发展与应用 1．计算机的发展简史 2．计算机的特点 3．计算机的应用领域 二．计算机系统的组成 1. 计算机的硬件系统： (1)存储器(2)运算器(3)控制器(4)输入设备(5)输出设备 2 电子计算机的设计思想： 存储程序，程序控制 3 冯·诺依曼计算机的基本思想：采用二进制形式表示数据和指令；将程序 和数据存放在存储器中；指令的执行是顺序的；计算机由存储器、运算器、 控制器、输入和输出设备五大基本部件组成 4 摩尔定律 5 微型计算机 6 微处理器的基本性能指标 7 计算机的软件系统：目的程序、汇编程序、高级语言 8 计算机系统的层次结构 三．计算机的性能指标 1. 计算机的分类 2. 计算机的性能指标 四．多媒体技术 1. 多媒体技术的特点 2. 多媒体系统的关键技术 教 学 内 容 3 章节课题第 2 章计算机中的数据表示课时3 教 学 目 的 了解数据在计算机中表示方法及编码形式；掌握进位计数制以及数制 之间的转换；掌握数与字符的表示方法及校验方法 重 点 难 点 教 学 方 法 教具 及教 学参 考书 进位计数制和数制之间的转换 提问、讲授 教材，投影仪 作 业 P44/1(1)(2)、2 课 后 小 结 本章只要知道数据分类，数的表示单位，重点熟练掌握好各种数制的转换 4 教 学 内 容 一．数据、信息的表示 二．进位计数制： 1. 进位基数和位的权数 2. 二进制数制 3. 八进制数制 4. 十六进制数制 5. 数制之间的相互转换 三．定点数和浮点数 1. 定点数表示法 2. 浮点数的表示 3. 定点数表示法和浮点数表示法比较 4. 数的表示单位和机器字长 四．十进制数据表示 1. 二—十进制编码原理 2. 二-十进制有权码 3. 二－十进制无权码 五．字符编码 1.ASCII 码 2.EBCDIC 码 3.汉字的表示 六．数据校验码 1.奇偶校验码 2.海明校验码 3.循环冗余校验码 5 章节课题第 3 章 运算方法和运算器课时2 教 学 目 的 1、 2、 理解和掌握数据在运算器中的基本运算方法 理解运算器核心部件 ALU 的组成与工作原理 重 点 难 点 教 学 方 法 教具 及教 学参 考书 运算器的核心部件－ALU 的组成和工作原理 提问、讲授 教材、投影仪 作 业 P76/1(1)、7 课 后 小 结 本章某部分内容难度较大，只要求重点掌握好运算器的组成结构与功能 6 一．定点数的加减运算 1. 补码加减运算规则 2. 基本的二进制加法/减法器 3. 加法运算及其加速方法 二．定点乘法运算 三．定点除法运算 四．定点运算器的组成和结构 1 运算器与其他部件的关系 2. 定点运算器的功能和组成 3. 运算器的基本逻辑图 4.ALU 的组成和工作原理 5. 寄存器组和数据传递的路径 6.总线与数据通路 五．浮点算术运算方法和浮点运算器 1. 浮点算术运算方法 2. 浮点运算器 教 学 内 容 7 章节课题第 4 章 存储器及存储系统课时3 教 学 目 的 掌握存储器分类及分级结构基本原理；掌握半导体存储器芯片基本工作原 理 重 点 难 点 教 学 方 法 教具 及教 学参 考书 存储器性能及分级结构基本原理 提问，讲授 教材，投影仪 作 业 P119/1(1)(2)(7)、2、3、4 课 后 小 结 要掌握好存储器的分类，功能以及重点掌握性能参数 8 教 学 内 容 一．存储器概述 1.存储器的两大功能 2.三项基本要求 3．存储器的特性 4.存储器的分类 5.存储器的分级结构 二．主存储器 1.主存储器技术指标： A 存储容量 B 存储器速度 C 数据传输率 D 可靠性 E 价格 2.主存储器基本组成 3.主存储器基本操作 A 读操作 B 写操作 三．半导体存储器芯片 1.静态 MOS 存储器 2.动态 MOS 存储器 3.半导体只读存储器：A 只读存储器 B 闪速存储器 四．主存储器组织 1 存储器与中央处理器的连接 2 高速缓冲存储器 3 虚拟存储器 五．存储保护 1.存储区域保护 A 页表保护 B 键方式 C 环保护方式 2.访问方式保护: A 读 B 写 C 执行 9 章节课题第 5 章 指令系统课时2 教 学 目 的 了解指令系统的发展与性能要求； 知道指令的格式和寻址方式 重 点 难 点 教 学 方 法 教具 及教 学参 考书 指令系统的发展与性能 讲授，提问 教材、投影仪 作 业 P45/1,2 课 后 小 结 计算机中所有机器指令集合称为计算机指令系统，指令的性能及其发展要 掌握好，指令的格式较为抽象，学生基础知识比较薄弱一般要求知道了 解。 10 教 学 内 容 一．计算机的指令系统的发展与性能 完善的计算机的指令系统应具备： (1)完备性(2)有效性(3)规整性(4)兼容性 二．指令的格式 1 操作码 2 操作数地址码 3 零地址指令格式: A 堆栈的概念 B 堆栈结构在计算机中的作用 C 堆栈的操作 4 一地址指令格式 5 二地址指令格式 6 三地址指令格式 7 多地址指令格式 三．寻址方式 1.寻址方式的设计 2.常用的寻址方式 A 立即寻址方式 B 直接寻址方式 C 间接寻址方式 D 变址寻址方式 E 基址寻址方式 F 相对寻址方式 四．指令的分类与高级语言 1. 数据传送类指令 2. 运算类指令 3. 逻辑运算指令 4. 移位指令 5. 程序控制类指令 6. 输入输出类指令 7. 字符串处理指令 8. 处理机控制类指令 11 章节课题第 6 章中央处理器课时3 教 学 目 的 掌握 CPU 基本工作原理； 了解控制器的组织方式； 掌握程序控制基本思想 重 点 难 点 教 学 方 法 教具 及教 学参 考书 程序控制基本思想；CPU 基本工作原理 讲授 教材，投影仪 作 业 P45/3、15(4)(6) 课 后 小 结 CPU 是计算机的核心部件，要知道它的基本功能，指令的执行过程，控制 的方式以及当前 cpu 的新技术发展。 12 教 学 内 容 一．中央处理器的总体结构 1.中央处理器的功能 (1)CPU 的基本功能:A 程序控制 B 操作控制 C 时间控制 D 数据加工 (2)CPU 的组成:A 指令部件 B 时序部件 C 微操作控制线路 D 中断控制逻 辑 2.操作控制器与时序产生器 二．指令的执行与时序产生器 1.指令周期 2.时序产生器 3.CPU 的控制方式:A 同步控制方式 B 异步控制方式同步 C 异步联合控制方式 三．微程序设计技术与微程序控制器 1.微程序设计技术：微程序控制