《计算机组成原理》课程教学(自学)基本要求

1、学习文档仅供参考电脑组成原理课程教学自学基本要求适用层次所有层次适应专业电脑使用学期2008 秋自学学时160 面授学时40 实验学时使用教材教材名称电子电脑组成原理第三版编者蒋本珊出 版 社北京理工大学参考教材电脑组成原理唐朔飞，高等教育出版社电脑组成与结构 第二版王爱英，清华大学出版社电脑组成原理教程白中英，科学出版社课程简介电脑组成原理是电脑专业本科生的一门专业技术基础课。通过本课程的学习，使学生能够在熟悉电脑各功能部件的基本组成及工作原理的基础上，掌握电脑的工作过程及各部分之间的联系，明确数据流和控制流在机内的流动，从而建立起整机概念，为接口技术、 单片机原理 、 系统结构等后续硬件课

2、程的学习打下良好基础，同时培养学生一定的硬件动手能力。学习建议整机概念的建立是本课程的重点加难点。学生在学习各功能部件时，不要孤立地学习其组成和功能，而要时刻不忘该部件与整机的联系，同时，注意“控制流”和“数据流”两种信息在整机中的有序流动。各章节主要学习内容及要求第一章概论主要内容一、核心知识点1、电脑的基本组成、功能和简单工作过程2、存储程序原理3、电脑的主要技术指标二、教学基本要求重点掌握电脑系统的硬件组成存储程序原理电脑系统的层次结构电脑的主要技术指标掌握电脑的总线结构电脑的简单工作过程了解电脑的发展、分类和应用三、思考与练习p12 习题上交作业1、 冯. 诺依曼电脑的特点是什么？其中

3、最主要的一点是什么？2、 电脑的硬件是由哪些部件组成的？它们各有哪些功能？3、衡量电脑性能的主要技术指标有哪些？备注学习文档仅供参考第二章电脑中数据信息的表示主要内容一、核心知识点1、定点机器数的原、反、补码表示及其相互转换包括真值注意：表示范围、溢出、零的机器数表示2、数的定、浮点表示及其表示范围注意：浮点数的规格化；溢出二、教学基本要求重点掌握数的原、反、补、移码表示及其转换数的定、浮点表示及其表示范围掌握字符表示法二十进制编码奇偶校验码了解海明码、循环冗余码三、思考与练习p49 习题2-5 2-18 2-20 2-22 上交作业1、 一个 n位字长的二进制定点整数，其中一位为符号位，分别

4、写出在补码和反码两种情况下：(1) 模数 (2) 最大的正数 (3) 绝对值最大的负数 (4) 符号位的权 (5)-1的表示形式 (6)0的表示形式2、以下开形式表示(5352)10。(1)8421 码 (2)余 3 码 (3) 2421码 (4) 二进制数备注第四章指令系统主要内容一、核心知识点1、电脑各子系统的基本组成及相互关系2、指令系统设计二、教学基本要求重点掌握指令的一般格式常用寻址方式堆栈操作掌握指令类型了解指令系统的发展三、思考与练习学习文档仅供参考p90习题上交作业1、 设某机为定长指令字结构，指令长度12 位，每个地址码占3 位，试提出一种分配方案，使该指令系统包含：4条三地

5、址指令，8 条二地址指令， 180 条单地址指令。2、某机字长为16 位，主存容量为64kb ，采用单字长地址指令，共有50 条指令。假设有直接寻址、间接寻址、变址寻址、相对寻址四种寻址方式，试设计其指令格式。3、计算以下四条指令的有效地址(指令长度为16 位)。 (1) 000000q (2) 100000q (3) 170710q (4) 012305q 假定：上述四条指令均用八进制书写，指令的最左边是一位间址指示位 (=0 ，直接寻址； =1 ，间接寻址 ) ，且具有多重间访功能；指令的最右边两位为形式地址；主存容量215单元我，有关主存单元的内容( 八进制 ) 如下表所示。表 主存单元

6、的内容地址内容00000 100002 00001 046710 00002 054304 00003 100000 00004 102543 备注带号的章节专科层次不做要求第五章运算方法和运算器主要内容一、核心知识点1、定点补码加减法运算2、浮点补码加减法运算3、加法器的进位链二、教学基本要求重点掌握定点补码加减运算补码的溢出判断移位运算和舍入操作浮点补码加减法掌握加法器的进位链定点补码加减运算器的实现原码、补码一位乘法原码恢复余数除法逻辑运算规则了解原码、补码两位乘法补码除法浮点乘除运算三、思考与练习p135习题上交作业1、 已知 x和 y，试用它们的变形补码计算出x+y ，并指出结果是否

7、溢出。(1) x=0.11011，y=0.11111 (2) x=0.11011，y=-0.10101 学习文档仅供参考(3) x=-0.10110，y=-0.00001 (4) x=-0.11011，y=0.11110 2、 已知： x=0.1011 ，y=-0.0101 求： x21补，x41补，-x补，y21补， y41补，-y补备注带号的章节专科层次不做要求第六章主存储器与存储体系主要内容一、核心知识点1、存储器的基本概念2、静态、动态存贮器的结构、特点注意：刷新概念、方式3、存储器的组织及其与cpu的连接4、存储器的系统层次结构二、教学基本要求重点掌握存储器的基本概念半导体随机存储器

8、的基本单元电路、结构、译码方式动态存储器的刷新存储器的组织及其与cpu的连接存储器的系统层次结构掌握半导体只读存储器的概念和特点三、思考与练习p176习题上交作业1、现有 1024 1 的芯片，假设用它组成容量为16k8 的存储器。试求：(1) 实现该存储器所需要的芯片数量：(2) 假设将这些芯片分装在假设干块板上，每块板的容量为4k8，该存储器所需的地址线总位数是多少？其中几位用于选板？几位用于选片？几位用作片内地址？习题： 6-16 2、现有如下存储芯片：2k1 的 rom 、 4k1 的 ram 、8k1 的 rom 。假设用它们组成容量为16kb的存储器，前4kb为 rom ，后 12

9、kb为 ram ，cpu的地址总线16 位。(1) 各种存储芯片分别用多少片？(2) 正确选用译码器及门电路，并画出相应的逻辑结构图。(3) 指出有无地址重叠现象。3、什么是高速缓冲存储器？它与主存是什么关系？其基本工作过程如何？4、什么叫虚拟存储器？采用虚拟存储技术能解决什么问题？备注第七章 cpu 组织主要内容一、核心知识点1、控制器的基本组成及功能2、时序系统的相关概念3、 cpu的总体结构学习文档仅供参考4、指令执行的基本过程5、控制器的分类二、教学基本要求重点掌握控制器的基本概念时序系统的相关概念常用时序系统控制器的控制方式cpu的总体结构指令执行的基本过程控制器的分类掌握微程序控制

10、器概念及特点组合逻辑控制器的概念及特点了解微程序控制器的设计组合逻辑控制器的设计三、思考与练习p211 习题上交作业1、某机 cpu芯片的主振频率为8mhz ，其时钟周期是多少微秒？假设已知每个机器周期平均包含4 个时钟周期，该机的平均指令执行速度为0.8mips，试问：(1) 平均指令周期是多少微秒？(2) 平均每个指令周期含有多少个机器周期？(3) 假设改用时钟周期为0.4s 的 cpu 芯片，则电脑的平均指令执行速度又是多少mips ？(4) 假设要得到40 万次每秒的指令执行速度，则应采用主振频率多少兆赫兹的cpu芯片？2、cpu结构如以下图所示，其中有一个累加寄存器ac 、一个状态条

11、件寄存器和其他四个寄存器，各部件这间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。(1) 标明四个寄存器的名称。(2) 简述指令从主存取出送到控制器的数据通路。(3) 简述数据在运算器和主存之间进行存/ 取访问的数据通路。学习文档仅供参考备注带号的章节专科层次不做要求第八章辅助存储器主要内容一、核心知识点1、磁外表存储器的技术指标2、硬盘存储器的结构3、磁盘寻址过程二、教学基本要求重点掌握磁外表存储器的读写原理磁外表存储器的技术指标硬盘存储器的结构磁盘阵列磁盘寻址过程掌握光盘存储器的组成及读写过程了解数字磁记录方式三、思考与练习p239习题上交作业1、分别用rz、nrz 、nrz-1、pe 、fm

12、 、mfm 和 m2fm制记录方式记录下述数据序列，画出写电流波形。 (1) 1101101110110 (2) 1010110011000 2、 某磁盘组有六片磁盘，每片可有两个记录面，存储区域内径为22cm ，外径为 33cm ，道密度为40 道/cm，位密度为400b/cm，转速为2400r/min 。试问：(1) 共有多少个存储面可用？(2) 共有多少个圆柱面？学习文档仅供参考(3) 整个磁盘组的总存储容量有多少？(4) 数据传送率是多少？(5) 如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一存储面上还是记录在同一圆柱面上？为什么？(6) 如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小

13、单位刘什么？寻址命令中如何表示磁盘地址？备注带号的章节专科层次不做要求第九章输入 / 输出设备主要内容一、核心知识点1、外部设备的组成、功能及分类二、教学基本要求掌握外部设备的组成、功能及分类了解输出设备的工作原理显示设备的工作原理备注第十章输入 / 输出系统主要内容一、核心知识点1、接口的基本组成及功能2、中断的概念、分类、一般过程3、多级中断4、主机与外设交换信息的方式二、教学基本要求重点掌握接口的基本组成及功能中断的概念、分类、一般过程多级中断与中断屏蔽主机与外设交换信息的方式( 中断、 dma 、通道 ) 掌握主机与外设的连接方式了解输入 / 输出处理机三、思考与练习p314 习题上交作业1、 程序查询方式、程序中断方式、