《计算机组成原理课程设计》教学大纲

1、计算机组成原理课程设计教学大纲课程名称：计算机组成原理课程设计课程编号： 11620521课程名称：计算机组成原理课程设计适用专业：计算机科学与技术总学时数：15学时适用专业：计算机科学与技术总学时数：15学时理论教学时： 0执笔者：李媛媛、陈勇、孙学梅学分数： 1实验（实践）教学时数： 15学时编写日期： 2017.6一、课程性质和任务课程性质： 本课程属于计算机科学与技术专业课程体系中的实践类课程，是一门专业必修课。课程任务： 本课程使学生进一步掌握计算机硬件系统各功能部件的组成、工作原理、设计和实现方法，加深软、硬件关系的理解，使学生对计算机的整机概念有更加完整清晰的认识， 对计算机的硬

2、件结构有深刻的理解， 对硬件的分析与设计方法有更进一步的认识。二、课程目的1、围绕计算机硬件系统的基本组成和工作原理实践，采用实验教学，掌握计算机硬件系统的基本组成和工作原理，培养学生对计算机硬件系统的设计能力、工程实践能力。2、通过对 CU 微程序设计和计算机系统指令执行的实践，采用实验教学，掌握计算机硬件系统的基本分析和设计方法， 培养学生计算机硬件的系统级认知能力，使学生具有良好的算法分析与设计能力，程序设计和调试能力。3、 通过对计算机组成的五大部分的工作原理的系统的实践， 采用实验教学，具备对复杂软硬件系统进行分解、 实现、 应用和维护的能力， 熟悉国际和国家关于计算机系统的相关的技

3、术规范和标准。4、通过简单模型机和复杂模型机的设计性/综合性实践，采用实验教学，掌握两种模型机的构造方法， 培养学生在基础研发、 工程设计和实践等方面的创新意识。三、课程教学内容、要求及学时分配本课程设计全部为实验教学，完成2 个模型计算机的开发。CPU 与简单模型机设计实验（6 学时 ）实验要求：一个简单CPU的组成原理。在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其为构造一台基本模型 计算机。为其定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试掌握整机概念。实验内容：设计一个包含五条指令（输入 IN 、二进制加法ADD 、输出 OUT 、无条件转移JMP、停机HLT）的指令系统。根据指令系统，设计数

4、据通路图。设计微指令格式。根据微指令格式，设计微程序流程图，并确定微地址。根据系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令 代码化。设计一段机器程序，在实验箱上进行验证。对应课程教学目标：该实验对应课程教学目标1、 2、 3、 4。复杂模型机设计实验（9 学时 ）实验要求：综合运用所学计算机组成原理知识， 设计并实现较为完整的计算机。实验内容：设计复杂模型计算机的数据格式。采用定点补码表示法表示数据，字长8位，8位全用来表示数据。设计复杂模型计算机的指令系统。模型机设计三大类指令，共十五条。三大类：运算类指令、控制转移类指令、数据传送类指令。运算类指令： ADD、 AND 、 INC、

5、 SUB、 OR、 RR） ；控制转移类指令： HLT 、 JMP、 BZC ；数据传送类指令： IN、 OUT、 MOV、 LDI 、 LAD 、 STA。设计复杂模型计算机的指令格式。设计复杂模型计算机的数据通路图。(5)根据指令系统的要求，设计微程序流程图及确定微地址。(6)根据系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化。(7)根据现有指令，在模型机上实现相应的运算，并在实验箱上进行 验证。对应课程教学目标：该实验对应课程教学目标 1、2、3、4。四、教学方法在课程设计过程中采用启发式教学，鼓励学生独立思考并独立完成课程设计 任务，调动学生学习的积极性和自觉性， 培养和提

6、高学生独立思考问题、 分析问 题和解决问题的能力。通过课程设计对学生进行模型机设计与开发的基本训练， 使学生进一步掌握计算机系统各功能部件的组成、工作原理、设计和实现方法， 使学生对计算机有更加清晰的认识，培养学生对计算机硬件系统的设计能力、工 程实践能力，为今后从事计算机科学研究和计算机工程应用奠定基础。五、考核方式根据完成课程设计任务情况、工作态度、课程设计报告等指标综合评定成绩。 各项成绩占实验总成绩的百分比为：出勤及过程中的表现20%、模型机完成情况 40%、课程设计报告40% 0六、培养要求达成度评价达成毕业要求课程教学目标、达成途径和评价依据等具有系统的工程实践 学习、训练经历，能

7、够 利用技术与工具设计 特定需求的系统，解决 复杂工程问题。教学目标：掌握简单模型机和复杂模型机的设计方法。达成途径：对简单模型机和复杂模型机的设计进行实践。评价依据：课程设计的成果 一实现的模型机和课程设计报告。评价方式：根据学生得分率评估学生的掌握情况。掌握程序设计的基础 理论与知识，具有良好 的算法分析与设计能 力，程序设计和调试能 力。教学目标：掌握计算机硬件系统的基本分析和设计方法，培 养学生计算机硬件的系统级认知能力，使学生具有良好的算 法分析与设计能力，程序设计和调试能力。达成途径：通过对CU微程序设计和计算机系统指令执行的实 践。评价依据：课程设计的成果 一实现的模型机和课程设

8、计报告。评价方式：根据学生得分率评估学生的掌握情况。掌握计算机的专业理 论与知识，熟悉国际和 国家关于计算机领域 的技术规范和标准，能 够从事计算科学研究、 设计复杂的计算机系 统。教学目标：具备对复杂软硬件系统进行分解、实现、应用和 维护的能力，熟悉国际和国家关于计算机系统的相关的技术 规范和标准。达成途径：通过对计算机组成的五大部分的工作原理的系统 的实践评价依据：课程设计的成果 一实现的模型机和课程设计报告。评价方式：根据学生得分率评估学生的掌握情况。在基础研发、工程设计 和实践等方面具宿一 定的创新意识。教学目标：培养工程实践中的创新意识。达成途径：通过简单模型机和复杂模型机的设计性/综合性的实践。评价依据：课程设计的成果 一实现的模型机和课程设计报告。评价方式：根据学生得分率评估学生的掌握情况。七、本课程与其它课程的联系和分工先修课：电工电子技术、计算机组成原理。通过该实践课程，可以为学 生更好的学习操作系统、计算机系统结构、微机原理与接口技术等课程奠定良好 的基础。八、建议教材及教学参考书.教材：1计算机组成原理