计算机组成原理课程介绍

精品课程建设中的体会——

计算机组成原理课程介绍

哈尔滨工业大学 唐朔飞 2009年10月30日

计算机组成原理课程

精品课程建设中的体会 课程目标和定位 课程内容

教材建设 教学方法 教学手段 实践教学 教学队伍

计算机组成原理课程

一、课程目标和定位同一名称的课程，不同的学校，不同的培养目标，不

同的学生基础，在课程的深度和广度上应该不同。哈工大是国家 “985” 重点建设的大学，哈工大计算机 科学与技术学科被认定为国家一级重点学科，我们的人才 培养理念是 “研究型、个性化、精英式” 人才。

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一、课程目标和定位本课程围绕单CPU计算机硬件系统的基本组成和工作 原理，系统地讲述计算机硬件系统及其功能部件的内部结 构、功能特征、工作原理、交互方式和基本设计方法，通 过课堂教学和实践环节，使学生系统地理解计算机硬件系 统的组织结构和工作原理，掌握计算机硬件系统的基本分

析与设计方法，为进一步学习计算机系统结构、操作系统等后续课程，全面培养对计算机软硬件系统的 认知、设计 与 创新 能力奠定良好的基础。

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一、课程目标和定位 认知能力：通过对计算机组成原理的分析、讲解和配套 实验，培养学生计算机硬件的系统级认知能力。 设计能力：掌握必要的硬件描述语言、设计工具及仿真 环境，体验计算机硬件系统的设计过程，掌握相关硬件 设计技术与方法，达到验证功能部件和系统功能的目的。 创新能力：体会前人在特定的技术条件下的创新思维， 结合新技术的介绍，大胆畅想未来的技术发展趋势，引 领学生突破思维定势。

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二、课程内容符合教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员 会发布的《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识

体系与课程》和《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系和规范》

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二、课程内容重点：计算机几大部件(存储器、运算器、控制器、 输入输出系统及总线)的内部结构、组织方式和工作原理，

以及部件和单元电路的设计思想。难点：如何以控制流和数据流为主线，将计算机各大 部件联系起来，建立整机概念。如CPU与存储器、CPU和 I/O、存储器与I/O之间的逻辑关系，控制器如何控制每一

条指令的执行过程，控制单元的设计思想和实现方案等。

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三、教材建设贯穿激发学生主动探求知识的理念，采用从整体框架 入手，自顶向下，由表及里，层层细化的分析方法，详述

计算机组

成原理，诱发学生主动思索、激励学生主动探求解决各类问题的途径和手段。 《计算机组成原理第 2 版》(唐朔飞编著，高等教育 出版社)是 “十一五” 国家级规划教材，自 2008 年 1 月 出版至今，已印刷 5 次，共 90000 余册。

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四、教学方法填鸭似的 灌入式 学生参与思索的 启发式 激发学生主动探求答案积极性的 激发式 老师授课时 在每个章节处安排疑点

在每一堂课的前后连接处提出悬念激发学生学习的兴趣和探索的欲望，引导学生主动思考

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五、教学手段 配套的电子课件(随书出版) 有助于学生消化、吸收、理解、掌握课程内容 辅助教材 《计算机组成原理 —— 学习指导与习题解答》 (唐朔飞，高教出版社 2005 年出版)化解课程中遇到的重点和难点，达到 “自检” 学习的效果

试题库教学网站

为教师提供试题参考

提供教学大纲、教学设计、教学日历、学习指导、实验大纲、 习题精选、互动论坛等 各种教学资源集成发展

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六、实践教学 第一阶段 基本技能的培养 通过实验课，结合实验台完成验证型、设计型、 综合型三种实验，进一步加深课堂教学的感性认识第二阶段 部件综合设计能力的培养 通过课程设计或 “计算机设计实践” 后续课完成 第三阶段 系统设计能力的培养 通过 “计算机设计与实践”后续课完成

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六、实践教学“计算机设计与实践”是一门实践性很强的计算机组 成原理的后续课程，实践环节占80%。要求学生学会一种

硬件描述语言，熟练使用指定的芯片级开发工具和相应的调试手段，掌握系统级设计的过程和深入领会芯片级设计 的层次化思想，设计并实现指定功能的处理器芯片，再利 用该芯片搭建一个系统，完成访存控制操作和基本 I/O 控 制操作，建立整机概念。

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六、实践教学通过计算机部件设计和处理器设计，培养学生的系统

分析与设计能力以及运用知识求解问题的能力。通过硬件描述语言的学习和开发工具的使用，训练学

生的系统开发与调试能力，培养理论联系实际的能力，提高工程素质。

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七、教学队伍教师队伍的建设是能否确保教学事业持续发展和不断 创新的根本保证。 强调教师队伍的知识结构。 注重培养年轻教师的能力，要求他们不仅会 “教”, 还要求他们 会 “导”,参与本课程的各个环节，(听课、

答疑、批改作业、讲习题、指导实验等),贯彻老带中、中带新，层层有指导，有督察。

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精

品课程建设中的体会 课程目标和定位 课程内容

教材建设 教学方法 教学手段 实践教学 教学队伍

计算机组成原理教学设计

哈尔滨工业大学 唐朔飞 2009年10月30日

计算机组成原理教学设计 课程的内容体系

教材选择 课程讲授 作业安排 实验环节 考题设计 成绩评定

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一、课程的内容体系1.基本描述 课程名称：计算机组成原理 课程英文名称：Principles of Computer Organization

课程性质：计算机科学与技术专业必修的核心专业基础课总学时：68 讲课学时：52 实验学时：16

先修课程：计算机导论、数字逻辑设计、汇编语言程序设计 后续课程：计算机接口技术、计算机系统结构、操作系统等

计算机组成原理教学设计

一、课程的内容体系2.教学定位计算机组成原理是计算机科学与技术专业本科教学中的一门 重要专业基础课，在计算机科学与技术专业的教学计划中占有重

要地位和作用。学习本课程旨在使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术，建立计算机系统的整体概念，对培养学 生设计开发计算机系统的能力有重要作用。该课程为今后学习接

口技术、计算机系统结构、嵌入式系统、操作系统、计算机网络等后续课程，全面培养学生计算机软硬件系统认识、设计与创新 能力奠定良好的基础。

计算机组成原理教学设计

一、课程的内容体系3.知识点与学时分配(1)计算机系统的基本概念(3 学时) 计算机软硬件概念；计算机系统的层次结构；计算机的基

本组成；冯 诺依曼计算机的特点；计算机的硬件框图及工作过程；计算机硬件的主要技术指标；计算机的发展及应用。 (2)总线(3 学时) 总线的基本概念；总线的分类；总线特性及性能指标；总 线结构；总线的判优控制和通信控制。

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