2012年湖北民族学院计算机科学与技术专业专升本考试专.doc

湖北专升本网 计算机组成原理课程教学大纲适用专业：计算机科学与技术 学制年限：4年总 学 时： 54 学 分：3.5 制 定 者：向丽萍 审 核 人：一、说明1、课程的性质、地位和任务：计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门核心专业基础课程。本课程比较全面地介绍了计算机硬件系统的工作原理和组成结构，剖析计算机的运算器、存储器、控制器和输入输出设备的组成、工作原理与相互关系，其任务是使学生对计算机的内部结构、功能部件、功能特征、性能以及交互方式有一个完整的认识。通过本课程的学习和课程配套的系列实验之后，不再把计算机视为一个执行程序的黑匣子，可以从计算机的组成原理和系统结构，完整说明计算机的工作过程，并能根据计算机的特征编写出更加高效的程序，为后继课程的学习打下基础，同时也为计算机系统软件的设计和从事计算机维护管理工作打下基础。 2、课程教学的基本要求： 本课程要求学生掌握计算机硬件的基础知识和整机的概念，掌握计算机各大部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及其相互联接构成整机的技术，培养学生具备分析计算机各大组成部件内部线路的能力。3、教法特点： 本课程的教学方法主要采用课堂教学与实验相结合的方式，以多媒体教学为主要手段。根据各章节内容的特点因章节施教，启发式教学贯穿始终，充分重视实践性教学环节。4、先修课程：数字逻辑、汇编语言。5、课程学时分配：章次课程教学内容总学时理论(习题)课时实验(上机)课时1计算机系统概论222运算方法和运算器121023存储系统121024指令系统445中央处理器161066总线系统227外围设备228输入输出系统44合计5444106、考核方式：考试二、理论教学内容与学时安排第一章 计算机系统概论1. 计算机的分类和应用2. 计算机的硬件3. 计算机的软件4. 计算机系统的层次结构基本要求：了解数字电子计算机的基本组成、特点及性能指标；掌握计算机系统的硬件组成及各大部件的功能，掌握计算机系统的层次结构。第二章 运算方法与运算器1. 数据与文字的表示方法2. 定点加法、减法运算3. 定点乘法运算4. 定点除法运算5. 定点运算器的组成6. 浮点运算方法和浮点运算器基本要求：了解数据在计算机内部的表示方法；掌握定点加法，减法，乘法，除法运算规则并能熟练应用；掌握浮点运算方法；掌握基本算术，逻辑运算的硬件实现及定点运算器，浮点运算器的组成与结构。第三章 存储系统1. 存储器概述2. 随机读写存储器3. 只读存储器和闪速存储器4. 高速存储器5. Cache存储器6. 虚拟存储器7. 存储保护基本要求：了解计算机的存储系统；掌握半导体只读、读写存储器的分类、组成及工作原理。第四章 指令系统1. 指令系统的发展与性能要求2. 指令格式3. 指令和数据的寻址方式4. 堆栈寻址方式5. 典型指令基本要求：了解指令系统的发展及性能要求；掌握指令格式及类型；掌握指令和数据的寻址方式并能熟练运用。第五章 中央处理器1. CPU的功能和组成2. 指令周期3. 时序产生器和控制方式4. 微程序控制器5. 微程序设计技术6. 硬布线控制器7. 传统CPU8. 流水CPU9. RISC CPU10. 多媒体CPU基本要求：掌握中央处理器的总体结构、控制方式与时序；掌握在一些典型的指令周期中CPU的各部分的工作情况；掌握控制器的组成；掌握一台简单模型机的总体结构，并能进行组合逻辑控制器及微程序控制器的设计；了解门阵列控制器的组成及工作原理。第六章 总线系统1总线的概念和结构形态2总线接口3总线的仲裁、定时和数据传送模式4PCI总线5ISA总线和Futurebus+总线基本要求：了解单机系统的总线结构、总线接口；掌握总线的控制和通信。第七章 外围设备1. 外围设备概述2. 显示设备3. 输入设备和打印设备4. 硬磁盘存储设备5. 软磁盘存储设备6. 磁带存储设备7. 光盘存储设备基本要求：了解外围设备；掌握几种典型外设的组成及工作原理(显示设备，打印设备，输入设备，外存储设备等)。第八章 输入输出系统1. 外围设备的定时方式与信息交换方式2. 程序中断方式3. DMA方式4. 通道方式5. 通用I/O标准接口基本要求：了解外围设备的定时方式，理解几种CPU与外设信息交换方式(程序查询方式，程序中断方式，DMA方式，通道方式)。三、实验教学内容与要求实验一 运算器组成实验（2学时）实验目的与要求：掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的工作原理，熟悉简单运算器的数据传送通路，验证实验台运算器的8位加、减、与、直通功能及4位乘4位功能，并按给定数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。实验内容：正确连接运算器模块与实验台上的电平开关，验证运算器的算术运算和逻辑运算功能。实验二 存储器原理实验（2学时）实验目的与要求：了解存储器的工作特性及使用方法，了解半导体存储器怎样存储和读出数据。实验内容：存储器读写实验。实验三 数据通路组成实验（2学时）实验目的与要求：熟悉计算机的数据通路，掌握数字逻辑电路中故障的一般规律，以及排除故障的一般原则和方法，锻炼分析问题与解决问题的能力，在出现故障的情况下，独立分析故障现象，并排除故障。实验内容：记录数据传送过程中的故障现象，排除故障的分析思路，故障定位及故障的性质。实验四 微程序控制器组成实验（4学时）实验目的与要求：掌握时序产生器和微程序控制器的组成原理，掌握微指令格式的化简和归并。实验内容：观察时序信号，编制、写入微程序，观察微程序的运行。四、教材及参考书1、推荐教材：白中英，计算机组成原理(第三版），北京，科学出版社，2002。白中英等，计算机组成原理题解、题库与实验(第三版)，北京，科学出版社，2002。2、参考书：1 计算机组成与结构(第三版)，王爱英等编写，清华大学出版社，2002年3月。2 计算机组成原理，黄钦胜，朱娟编著，电子工业出版社，2003年8月。3 计算机组成原理，唐朔飞编写，高等教育出版社，2001年5月。4 计算机组成原理，高建生等编写，华中科技大学出版社，2004年6月。5 计算机组成原理-习题与解析，徐爱萍编著，清华大学出版社。数据结构课程教学大纲适用专业：计算机科学与技术（本科） 学 制：4年总 学 时：64 学 分：4制 定 者：李 劲 审核人：一、说明1、课程的性质、地位和任务：数据结构是介于数学、计算机硬件和计算机软件之间的一门计算机科学与技术专业的核心课程，是高级程序设计语言、编译原理、操作系统、数据库、人工智能等课程的基础。同时，数据结构技术也广泛应用于信息科学、系统工程、应用数学以及各种工程技术领域。数据结构课程集中讨论软件开发过程中的设计阶段、同时设计编码和分析阶段的若干基本问题。此外，为了构造出好的数据结构及其实现，还需考虑数据结构及其实现的评价与选择。因此，数据结构的内容包括抽象、实现和评价三个层次，从数据表示和数据处理上看有五个基本组成“要素”分别是逻辑结构，存储结构、基本运算、算法及不同数据结构的比较与算法分析。通过学习，使学生初步具备分析问题、解决问题的能力，养成良好的程序设计风格，积聚和提高基本的分析设计能力。为 后续课程的学习打下坚实的基础。2、课程教学的基本要求：（1）掌握数据结构的基本原理、概念和方法；（2）在掌握算法及算法分析、常见的基本数据结构的基础上，掌握该数据结构的方法和应用，主要内容包括：线性表、队列、栈、数组及广义表、树及二叉树、图、查找、内部排序、外部排序、文件等；（3）了解上述数据结构知识点。能熟练运用Turbo C 2.0和Visual C+ 6.0的C程序开发环境，学会编写常用的算法应用程序。3、教法特点：本课程教学以理论和实践并重，采用讲授与实验、课程设计相结合，与科研相结合的方法。同时有选择地介绍学科的新进展、新成果和新规定。在具体讲授中，重点介绍数据结构、常用算法以及利用C语言编程的方法和技术。课堂讲授采用多媒体教学或传统教学方法与投影、幻灯、演示相结合的方式。4、先修课程：学习本门课程之前，必须掌握计算机的相关基础知识，较为全面地了解和掌握计算机数据表示、存储、管理等方面的专业知识，本课程的先修课程为C语言程序设计或Pascal语言程序设计及离散数学。同时本课程也为后继课程：编译原理，数据库原理，算法分析与设计的学习奠定了坚定的理论基础和上机实践能力。5、课程学时分配：章次内 容总学时讲授实验1第一章 绪论442第二章 线性表6 423第三章 栈和队列6424第四章 串225第五章 数组和广义表226第六章 树和二叉树10827第七章 图8628第八章 动态存储管理229第九章 查找 86210第十章 内部排序108211第十一章 外部排序4412第十二章 文件22合计6452126、考核方式：考试+实验+平时成绩二、理论教学内容与学时安排 (总学时：52学时) 第一章 绪论(4学时) 1数据、数据元素、数据对象、数据结构、存储结构和数据类型等概念术语的确定含义；2抽象数据类型的定义、表示和实现方法；描述算法的类PASCAL或c语言；3算法设计的基本要求以及从时间和空间角度分析算法的方法。 基本要求： 熟悉各名词、术语的含义，掌握基本概念，特别是数据的逻辑结构和存储结构之间的关系，分清哪些是逻辑结构的性质，哪些是存储结构的性质；了解抽象数据类型的定义、表示和实现方法；熟悉类PASCAL语言或c语言的书写规范，特别要注意值参和变参的区别，输入、输出的方式以及错误处理方式；理解算法的5个要素的确切含义：动态有穷性；确定性；有输入；有输出；可行性；掌握计算语句频度和估算算法时间复杂度的方法。 第二章 线性表(4学时) 1线性表的逻辑结构定义、抽象数据类型定义和各种存储结构的描述方法；2在线性表的两类存储结构上实现基本操作；3稀疏多项式的抽象数据类型定义、表示和加法的实现。 基本要求： 了解线性表的逻辑结构特性及计算机中表示逻辑结构的不同方法；掌握由不同方法得到的两类存储结构的描述方法；熟练掌握线性表在顺序存储结构上实现基本运算；掌握在各种链表结构中实现线性表操作的基本方法；能够从时间和空间复杂度的角度综合比较线性表两种存储结构的不同特点及其适用场合。 1栈的结构特性及基本操作 ；2队列的结构特性及基本操作 ；3两种存储结构上如何实现栈和队列的基本操作，以及栈和队列在程序设计中的应用。 基本要求： 掌握栈和队列这两种抽象数据类型的特点，并能在相应的应用问题中正确选用它们；熟练掌握栈类型的两种实现方法，即两种存储结构表示时的基本操作实现算法；熟练掌握循环队列和链队列的基本操作实现算法，特别注意队满和队空的描述方法；对学有余力的学生，可以理解递归算法执行过程中栈的状态变化过程；理解递归算到非递归算法的机械转化过程。 第四章 串(2学时) 1串的数据类型定义；2串的3种存储表示；3定长顺序存储结构、块链存储结构和堆分配存储结构；4串的各种基本操作的实现及其应用；串的模式匹配算法。 基本要求： 熟悉串的7种基本操作的定义，并能利用这些基本操作来实现串的其它各种操作的方法；熟练掌握在串的定长顺序存储结构上实现串的各种操作的方法；掌握串的堆存储结构及在其上实现串操作的基本方法；了解串操作的应用方法和特点；对学有余力的学生，可以理解串匹配的KMP算法，熟悉NEXT函数的定义。 第五章 数组和广义表(2学时) 1数组的类型定义和表示方式；2特殊矩阵和稀疏矩阵的压缩存储方法及运算的实现；3广义表的逻辑结构和存储结构、M元多项式的广义表表示以及广义表的操作的递归算法。 基本要求： 了解数组的两种存储表示方法，并掌握数组在以行为主的存储结构中的地址计算方法；掌握对特殊矩阵进行压缩存储时的下标变换方式；了解稀疏矩阵的两种压缩存储方法的特点和适用范围；掌握广义表的结构特点及其存储表示方法。 第六章 树和二叉树(8学时)1二叉树的定义、性质和存储结构；2二叉树的遍历和线索化以及遍历算法的各种描述形式；3树和森林的定义、存储结构、与二叉树树的转换、遍历；4树的多种应用。 基本要求： 熟练掌握二叉树的结构特性，了解相应的证明方法；熟悉二叉树树的各种存储结构的特点及适用范围；熟练掌握各种遍历策略的递归算法，能灵活运用遍历算法实现二叉树的其它操作；了解线索化的实质，熟练掌握二叉树树的线索化过程以及在中序线索化树上找给定结点的前驱或后继的方法；熟悉树的各种存储结构及其特点，掌握树和森林与二叉树树的转换方法；学会编写实现树的各种操作的算法；了解最优树的特性，掌握建立最优树和哈夫曼编码的方法。 第七章 图(6学时)1图的定义和术语；2图的四种存储结构：数组表示法、邻接表、十字链表和邻接多重表；3图的两种遍历策略：深度优先搜索和广度优先搜索；4图的连通性：连通分量和最小生成树；拓扑排序和关键路径；5两类求最短路径问题的解法。 基本要求： 熟悉图的各种存储结构及其构造算法，了解实际问题的求解效率与采用何种存储结构和算法有密切联系；熟练掌握图的两种搜索路径的遍历；应用图的遍历算法求解各种简单路径问题。 第八章 动态存储管理(2学时)1系统程序设计中采用的几种动态存储管理的策略和方法；2使用可利用空间表进行动态存储管理的分配策略；3操作系统中用以进行动态存储管理的边界标志法和伙伴系统，无用单元收集的标志算法。 基本要求： 深刻理解各种概念；了解本章所介绍的策略和算法。 第九章 查找(6学时)1讨论静态查找表的各种实现方法；2讨论动态查找表的各种实现方法；3顺序表、有序表、树表和哈希表；4以及关于衡量查找表的主要操作查找的查找效率的平均查找长度的讨论。 基本要求： 熟练掌握顺序表和有序表的查找方法，并能灵活应用；熟悉静态查找树的构造方法和查找算法。理解静态查找树和折半查找的关系；掌握二叉衡树的构造方法和查找方法；掌握二叉树平衡树的维护平衡方法；理解B树和键树的特点以及它们的建树过程；掌握哈希表的构造方法，理解哈希表与其它结构的表的实质性的差别；熟练掌握描述查找过程的判定树的构造方法，以及按定义计算各种查找方法在等概率情况下查找成功时的平均查找长度。 第十章 内部排序(8学时) 讨论和比较各种内部排序方法：插入排序、交换排序、选择排序、归并排序和基数排序的基本思想、算法特点、排序过程以及它们的进间复杂度分析。 基本要求： 深刻理解排序的定义和各种排序方法的特点，并能加以灵活应用；了解各种方法的排序过程及其依据的原则；掌握各种排序方法的时间复杂度的分析方法；理解排序方法“稳定”或“不稳定”的含义，弄清楚在什么情况下要求应用的排序方法必须是稳定的；了解“表排序”和“地址排序”的过程及其适用场合。 第十一章 外部排序(4学时) 实现外部排序的基本方法；平衡归并排序中采取的策略。 基本要求： 熟悉外部排序的两个阶段和第二阶段归并的过程；掌握外排过程中所需进行外存读写次数的计算方法；了解败者树的建立过程；掌握实现多路归并的算法；熟悉置换选择排序的过程，理解它能得到平均长度为工作区两倍的初始归并段的原因；熟悉最佳归并树的构造方法；理解缓冲区并行处理的过程；了解磁带多步归并的特点。 第十二章 文件(2学时)1 各类文件的构造方法；2 文件操作的实现。 基本要求： 熟悉各类文件的特点、构造方法；掌握如何实现检索、插入和删除等操作。三、实验教学内容与要求实验一 线性表的表示和实现 （2学时）实验目的与要求：了解线性表的顺序和链式存储和表示；熟练掌握编辑、编译、运行程序的一般步骤。实验内容：1、启动Turbo C，观察Turbo C系统界面，了解菜单功能 2、启动Visual C+