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计算机组成原理

课程教学大纲

院（系/部）：计算机科学与技术学院

教研室：网络工程

日期：2023.06

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计算机组成原理课程教学大纲

课程英文名称：ComputerSystemOrganization课程编码：0415003007

总学分/总学时：3.5/64理论学时/实验学时：48/16

课程性质：学科基础课先修课程：程序设计基础

课程负责人：刘志猛适用专业：网络工程

开课单位：计算机科学与技术学院大纲制定者：刘志猛

大纲审定者：程大鹏大纲审定时间：2023.6

本大纲适用2023年版网络工程专业人才培养方案

一、课程简介

本课程是计算机科学与技术专业核心课程，是一门理论性、工程性、技术性和实

践性都很强的课程，在计算机学科系列课程中处于承上启下的作用。课程以计算机内

部结构为主线，涵盖数据表示、运算器、控制器、存储器、输入/输出系统、总线等主

要内容。详细讨论计算机组织结构、各主要功能部件的工作原理、设计与实现方法。

课程着力加深学生对计算机软、硬件系统的整体化理解，建立硬件/软件协同的整机概

念，并有效增强学生的计算机系统设计能力。

通过本课程的学习，学生应比较系统地了解计算机的基本结构；掌握计算机的基

本组成与结构原理，各功能部件在整机中的作用以及所要完成的任务；掌握程序和数

据在计算机中是如何存储的以及指令在计算机中的执行过程；掌握MIPS指令集；掌握

计算机与外部设备之间的接口技术与原理；了解计算机外部设备的基本结构与工作原

理。

本课程的主要教学内容与复杂工程问题的特征相呼应，学生必须结合前导课程序

设计基础的相关知识，深入理解和掌握计算机系统的工作原理并进行深入分析，为后

续的操作系统、计算机体系结构等课程打下良好的基础。

二、课程目标与毕业要求关系

（一）课程目标

1．知识传授目标

1-1掌握计算机硬件系统的基本组成和功能结构，并用定量的方法对计算机系统的进

行分析；

1-2通过对计算机硬件组成结构、运算方法与运算器、指令系统、中央处理器、输入

输出系统等知识的学习，掌握计算机系统整机构成的基本原理，学生可以对计算机硬件构

成具有整体理解能力；

2

1.3：理解系统硬件构成和各部分的主要功能及原理，具备简单计算机硬件系统的设计、

维护和调试能力，能够结合性能分析和能量消耗等可持续发展因素进行研究分析、开发；

2.能力培养目标

2-1：全面、系统地掌握冯·诺依曼结构计算机各组成部件的基本结构、工作原理、内部运行机

制和基本设计方法；从硬件角度建立起一个完整的计算机整机概念，明晰软硬件之间的界

限，并能够对计算机类的复杂工程问题中涉及硬件问题进行分析；

2-2能利用多种资源寻求解决方案进行正确表达，掌握系统分析、抽象、表达的基本

方法；能够针对特定计算机系统需求、可复用模块或组件完成数据结构和算法的设计/硬件

单元的设计；

2-3具备利用现代工程工具和信息技术工具探索实际工程中硬件系统设计与开发能力，

具备理论联系实际能力，能够对硬件设计方案做出恰当的评价分析。具有良好的团队

协作精神，能够在团队中有效沟通交流完成所承担的任务。

3.价值塑造目标

3-1能够使用数理科学和数学模型方法，分解复杂计算机应用系统，正确表达系统单元、模块

或部件功能；

3-2通过系统综合评价得到合理有效的开发方案的能力，包括从系统开发中呈现资料、解释资

料或结果，并总结结论及给予建议，形成报告；

3-3掌握计算机科学与技术行业及相关领域工作岗位的职业道德和规范，并能在计算

机科学与技术工程实践中自觉遵守。有正确价值观和人生观，理解个人与社会的关系，解

中国国情。

（二）课程目标对毕业要求的支撑关系