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《计算机组成原理与汇编语言》

 计算机应用专业（开放专科）

课 程 教 学 大 纲

第一部分   大纲说明

一、             课程的性质和任务

《计算机组成原理与汇编语言》是计算机应用专业的一门必修课程。通过学习本课程，能了解计算机一般组成原理与内部运行机理，初步掌握汇编语言程序设计的有关基本知识和程序设计的能力，为学习本专业后继课程和进行与硬件有关的技术工作打好基础。

二、             先修课要求

先修课程为《计算机电路基础（1）》。

三、             课程的教学基本要求

１．使学生通过对计算机各功能部件的逻辑组成、工作机制、程序设计的学习及实验，建立完备的单台计算机整机概念。

２．使学生通过汇编语言程序设计的学习，了解所用计算机硬件及使用软件扩大功能的实现方法，并为后继课程及今后工作中解决实际问题，打下一个良好的基础。

３．通过实验课的学习，使学生受到软硬件实验的初步训练，实验操作能力得到提高。掌握编程的基本方法，培养分析和解决问题的能力，以及掌握使用计算机的基本技能。

四、             教学方法和教学形式建议

整个教学过程由面授辅导、自学、实验、作业四个环节组成。作业与实验未完成者不得参加考试。作业、实验成绩与期末考试成绩共同评定为课程总成绩（其中作业和实验成绩占20%学分，期末考试占80%学分）。

五、             课程教学要求的层次

1．掌握：要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、初步设计和解答与应用相关的问题，能够举一反三。

2．理解：要求学生能够较好地理解所学内容，并且能够进行简单分析和判断。

3．了解：要求学生能够一般地了解所学内容。

第二部分   多种媒体教材一体化总体设计初步方案

一、             学时分配

课程教学总学时数为 90学时，5学分，其中课内学时68，实验学时22

二、             多种媒体的教材

1．文字教材为主要教学媒体，包括主教材、实验指导书。文字教材力求系统、完整而又深入浅出，适合自学。

2．录像教材为文字教材的辅助媒体。按专题讲授课程的重点、难点和期末复习指导，以及新技术讲座。

3．软盘为文字教材的辅助媒体。主要提供学生自测学习进度的手段。

4．CAI课件作为文字教材的辅助媒体，主要用于网络自主学习。

第三部分   教学内容和教学要求

第一单元：自学导论

1．为什么要学习本课程

2．学习内容简介

3．如何学习本课程

4．学习媒体的使用

第二单元：绪论                    4学时

教学内容:

一、计算机的基本概念

1．计算机的基本组成与各部件的基本功能

2．存贮程序工作方式

3．信息的数字化表示（数据流与控制流）

二、计算机系统的组成与层次结构

1．硬件系统

2．软件系统

3．计算机的层次结构

三、计算机的工作过程

1．处理问题的步骤（系统分析，建模，应用程序，目标代码，硬件执行）

2．解题过程举例（程序示例，执行过程）

3．指令执行过程（取指，取数，运算，后继指令）

四、数字计算机的特点与主要性能指标

五、计算机的发展与应用

教学要求:

一、计算机的基本概念

掌握：计算机的基本组成与各部件的基本功能

掌握：存贮程序工作方式

理解：信息的数字化表示（数据流与控制流）

二、计算机系统的组成与层次结构

掌握：硬件系统

掌握：软件系统

理解：计算机的层次结构

三、计算机的工作过程

理解：处理问题的步骤（系统分析，建模，应用程序，目标代码，硬件执行）

理解：解题过程举例（程序示例，执行过程）

理解：指令执行过程（取指，取数，运算，后继指令）

四、数字计算机的特点与主要性能指标

理解：数字计算机的特点

掌握：主要性能指标

五、计算机的发展与应用

了解：计算机的发展与应用

第三单元：数据的表示方法                    3学时

教学内容：

一、进位计数制

1．常用进位计数制

2．进位计数制的转换

二、带符号数的表示

1．原码、补码、反码的表示

2．定点表示与浮点表示

三、字符的表示

1．ASCII编码

2．汉字编码

四、数据的校验

1．奇偶校验

教学要求:

一、进位计数制

掌握：常用进位计数制

掌握：进位计数制的转换

二、带符号数的表示

掌握：原码、补码、反码的表示

掌握：定点表示与浮点表示

三、字符的表示

理解：ASCII编码

了解：汉字编码

四、数据的校验

掌握：奇偶校验

第四单元：指令系统                    8学时

教学内容:

一、指令系统的基本概念

1．指令格式

2．寻址方式

3．指令类型

二、8086/8088指令系统

1．寻址方式

2．指令类型

教学要求:

一、指令系统的基本概念

掌握：指令格式

掌握：寻址方式

了解：指令类型

二、8086/8088指令系统

掌握：寻址方式

理解：指令类型

第五单元：中央处理器                    16学时

教学内容：

一、运算部件（2学时）

1．全加器

2．并行全加器及其进位结构

3．多功能算术逻辑运算部件（SN74181）

4．运算器组织

二、运算方法（4学时）

1．补码定点加减运算（运算方法、溢出判断、逻辑实现）

2．移位

3．浮点加减运算

4．十进制数的加减运算

5．原码一位乘法及其逻辑实现

6．原码一位除法

三、CPU模型的组成及其数据通路（2学时）

1．基本组成

2．数据传送

四、同步控制方式及时序系统（2学时）

1．指令的分步执行与时序划分

2．同步控制方式

五、指令的执行（4学时）

1．模型机指令系统

2．指令流程（寄存器传送级）

六、微命令的产生方法（2学时）

1．微命令的基本形式（电位、脉冲）

2．组合逻辑控制方式（以取指令为例说明微命令）

3．微程序控制方式（基本思想、微指令简介）

七、提高CPU性能的一些措施（重叠技术、流水线方式、超标量方式、RISC技术）

教学要求：

一、运算部件

掌握：全加器

理解：并行全加器及其进位结构

理解：多功能算术逻辑运算部件（SN74181）

掌握：运算器组织

二、运算方法

掌握：补码定点加减运算（运算方法、溢出判断、逻辑实现）

理解：移位

了解：浮点加减运算

理解：十进制数的加减运算

掌握：原码一位乘法

了解：逻辑实现

掌握：原码一位除法

三、CPU模型的组成及其数据通路

理解：基本组成

理解：数据传送

四、同步控制方式及时序系统

理解：指令的分步执行与时序划分

理解：同步控制方式

五、指令的执行

了解：模型机指令系统

理解：指令流程（寄存器传送级）

六、微命令的产生方法

掌握：微命令的基本形式（电位、脉冲）

理解：组合逻辑控制方式（以取指令为例说明微命令）

理解：微程序控制方式（基本思想、微指令简介）

了解：提高CPU性能的一些措施（重叠技术、流水线方式、超标量方式、RISC技术）

第六单元：汇编语言                    6学时

教学内容：

一、汇编语言语句

1．语句类别

2．语句格式

3．表达式用运算符与操作符

二、汇编语言伪指令

1．符号定义伪指令

2．数据定义伪指令

3．段结构伪指令

4．过程定义伪指令

5．其他伪指令

三、汇编语言程序结构

1．源程序的一般结构

2．段寄存器的装填

四、宏操作伪指令

五、汇编语言程序的开发

1．编辑

2．汇编

3．链接

4．调试与运行

教学要求：

一、汇编语言语句

掌握：语句类别

掌握：语句格式

掌握：表达式用运算符与操作符

二、汇编语言伪指令

掌握：符号定义伪指令

掌握：数据定义伪指令

掌握：段结构伪指令

掌握：过程定义伪指令

了解：其他伪指令

三、汇编语言程序结构

掌握：源程序的一般结构

掌握：段寄存器的装填

四、宏操作伪指令

了解：宏操作伪指令

五、汇编语言程序的开发

掌握：编辑

掌握：汇编

掌握：链接

掌握：调试与运行

第七单元：程序设计基本技术                    8学时

教学内容：

一、顺序程序设计（含程序正确返回DOS问题）

二、分支程序设计

1．转移指令

2．分支程序设计举例

三、循环程序设计

1．循环控制指令

2．循环控制结构

4．循环控制方法

四、子程序设计

1．调用与返回

2．子程序设计方法

3．子程序设计举例

五、系统功能子程序的调用

六、运算方法的软件实现示例

教学要求：

一、顺序程序设计（含程序正确返回DOS问题）

掌握：顺序程序设计

二、分支程序设计

掌握：转移指令

理解：分支程序设计举例

三、循环程序设计

掌握：循环控制指令

掌握：循环控制结构

掌握：循环控制方法

四、子程序设计

掌握：调用与返回

掌握：子程序设计方法

理解：子程序设计举例

五、系统功能子程序的调用

理解：系统功能子程序的调用

六、运算方法的软件实现示例

理解：运算方法的软件实现示例

第八单元：存贮系统                    8学时

教学内容：

一、半导体存贮器芯片

1．半导体静态存贮器举例（含时序概念）

2．半导体动态存贮器举例

3．半导体只读存贮器举例（含快擦存贮器）

二、主存贮器的组织与工作原理

1．主存贮器的组织（含逻辑设计）

2．主存贮器与CPU的连接（地址复用、通路宽度）

三、存贮系统的组织

1．三级存贮体系（含各级存贮器的功能、存取方式、类型）

2．高速缓存

3．虚拟存贮器

4．并行存贮系统

四、主存贮器的主要技术指标

1．存贮容量

2．存取周期

3．读写时间

4．可靠性

5．存贮器芯片使用应注意的问题

教学要求：

一、半导体存贮器芯片

理解：半导体静态存贮器举例（含时序概念）

理解：半导体动态存贮器举例

理解：半导体只读存贮器举例（含快擦存贮器）

二、主存贮器的组织与工作原理

理解：主存贮器的组织（含逻辑设计）

理解：主存贮器与CPU的连接（地址复用、通路宽度）

三、存贮系统的组织

理解：三级存贮体系（含各级存贮器的功能、存取方式、类型）

理解：高速缓存

了解：虚拟存贮器

了解：并行存贮系统

四、主存贮器的主要技术指标

掌握：存贮容量

掌握：存取周期

掌握：读写时间

理解：可靠性

理解：存贮器芯片使用应注意的问题

第九单元：主机与外部设备的信息交换                    7学时

教学内容：

一、接口与总线

1．接口的功能与分类

2．总线的功能与分类

3．外部设备与主机的连接

二、主机与外部设备的信息传递方式

1．程序查询方式

2．程序中断方式

3．DMA方式

三、系统总线

1．概述

2．总线的组成

3．总线的操作时序（同步，异步、应答关系）

4．典型总线举例

教学要求：

一、接口与总线

理解：接口的功能与分类

了解：总线的功能与分类

理解：外部设备与主机的连接

二、主机与外部设备的信息传递方式

理解：程序查询方式

掌握：程序中断方式

了解：DMA方式

三、系统总线

理解：概述

理解：总线的组成

了解：总线的操作时序

了解：典型总线举例

第十单元：外部设备                    6学时

教学内容：

一、概述

1．外部设备的分类与功能

2．使用外设时应注意的问题

二、键盘

1．工作原理（软件逐行扫描）

2．触摸屏简介

三、打印机

1．点阵打印技术概述与技术指标

2．打印机简介（针式、喷墨式、激光式）

四、显示器

1．工作原理（扫描成像、对应关系）

2．技术指标

3．显示适配器举例

五、磁盘存贮器

1．工作原理

2．技术指标

3．磁盘适配器举例

六、光盘存贮器

1．工作原理

2．技术指标

七、调制解调器

1．工作原理

2．技术指标

教学要求：

一、概述

理解：外部设备的分类与功能

了解：使用外设时应注意的问题

二、键盘

理解：工作原理（软件逐行扫描）

了解：触摸屏简介

三、打印机

理解：点阵打印技术概述与技术指标

了解：打印机简介（针式、喷墨式、激光式）

四、显示器

理解：工作原理（扫描成像、对应关系）

了解：技术指标

了解：显示适配器举例

五、磁盘存贮器

理解：工作原理

了解：技术指标

了解：磁盘适配器举例

六、光盘存贮器

了解：工作原理

了解：技术指标

七、调制解调器

了解：工作原理

了解：技术指标

第十一单元：计算机硬件系统示例                    2学时

教学内容：

1．系统连接

2．用I/O指令实现I/O操作

3．中断方式传送操作

4．DMA方式传送操作（磁盘调用过程）

教学要求：

理解：系统连接

理解：用I/O指令实现I/O操作

了解：中断方式传送操作

了解：DMA方式传送操作（磁盘调用过程）

第十二单元：计算机系统组织与结构的发展（讲座）

教学内容：

一、精简指令系统计算机

二、多机系统

三、并行处理技术

四、流水线技术

五、共享存贮器结构

六、智能计算机系统

七、计算机网络

【实验内容】

一、计算机组成原理实验：

必做： 1．中央处理器实验                6学时

2．半导体存储器实验              2学时

3．CPU取指令与执行指令实验       2学时

选做： 一台模型机的设计与调试         （自行安排学时）

二、汇编语言程序设计实验：

1．顺序程序实验                  3学时

2．分支程序实验                  3学时

3．循环程序实验                  3学时

4．子程序设计实验                3学时

计算机组成原理实验设备：JYS-2、JYS-3教学实验计算机

汇编语言程序设计实验设备：微型机