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计算机组成原理课程大纲、考试大纲
一、 课程大纲
1、适用对象
普通高职 3 年制专科
2、课程性质
本课程是计算机专业的一门主干课程 , 作为学位课程 , 属院定必修课。 在硬件范畴的课 程体系中起承前启后的作用 ,其先修课程是 “数字电路与逻辑设计 ”。
3、教学目的
使学生掌握计算机各组成部件的工作原理、逻辑实现 ,及将各部件连接成整机的方法 , 为培养学生对计算机系统的分析、开发、使用等能力打下基础。
4、教材及教学时数
教材 :《计算机组成原理》罗克露、单立平、刘辉、俸志刚编 ,俸远祯主审 ,电子工业 出版社 ,
教学时数 :56 学时
5、教学要求
第一章 概论 2 学时
通过本章学习 , 学生应理解关系到计算机工作原理的几个重要概念 , 如信息的数字化表 示、存储程序工作方式等等。
第二章 计算机中的信息表示 10 学时
通过本章学习 , 学生应掌握数制转换、码制转换方法 ,理解定点数的表示范围 ,了解浮 点数的表示范围 ;掌握地址结构简化途径、常见寻址方式 ,了解指令类型。
第三章 CPU 子系统 22 学时
通过本章学习 , 学生应熟练掌握几种四则运算方法 (补码加减法、 原码一位乘
法、 补码 一位乘法、原码加减交替除法、补码加减交替除法 ,理解浮点四则运算流
程 ,了解运算器 组织 ;掌握组合逻辑控制器与微程序控制器设计的基本方法 ,能清晰地解释指令执行流程 , 理解 CPU 组织原理 , 了解其内部结构 ,理解有关概念与 CPU
工作流程 , 了解微指令设计方 法。
第四章 存储子系统 8 学时
通过本章学习 , 学生应熟练掌握半导体存储器的逻辑设计方法 , 理解静态存储器和动态 存储器存储信息的原理 ,以及动态刷新原理 ,了解存储系统的组成。
第五章 I/O 子系统 8 学时
通过本章学习 ,学生应掌握中断、 DMA 等工作方式 ,以及接口的基本组成 ,理解总线 组成 ,了解总线的基本操作过程。
第六章 输入 /输出设备 6 学时
通过本章学习 ,学生应掌握 CRT 显示缓冲存储器与屏幕显示的对应关系 (字符方式和 图形方式下显示缓存的内容、容量 ,信息转换 ,分频计数器的设置 ,了解显示器的工作原 理;理解磁盘信息分布、磁盘寻址信息和磁盘指标体系 ,了解磁盘存储器的基本结构。 第七章 计算机硬件系统模型 自学
通过本章自学 , 学生应了解模型机的组成 , 了解中断方式下和 DMA 方式下模型机的 I/O 操作过程。
二、考试大纲
1、考试目的
以教学大纲的要求为基准 , 考核学生对课程重点内容的掌握程度和对一般内容的了解情 况。
2、考试范围和重点
范围涵盖各章 ,内容以课堂讲授的知识为准 ,重点包括以下 5 点 :
(1 CPU 的逻辑组成 ,包括寄存器设置、算术逻辑运算部件设置、 CPU 数据通路
结构。 了解模型机数据通路结构 ; 理解产生微命令的两种方式 , 即组合逻辑控制方式和微程序 控制方式 ; 理解两种时序控制方式 , 即同步控制方式和异步控制方式 ; 掌握原码、 补码乘法 和原码、补码除法的运算规则、浮点加减运算规则 ;
(2 CPU 的工作机制 ,即指令的执行过程。
掌握运用寄存器级传送语言拟定指令流程的方法。 能拟定模型机传送指令、双操作数指 令、单操作数指令、转移指令的流程。
(3 半导体存储器的逻辑设计。
了解随机存取、 顺序存取、 直接存取等存取方式 , 理解静态存储器和动态存储器的存储 原理 ,掌握半导体存储器的逻辑设计方法。
(4 总线、接口和 I/O 传送控制机制 ,包括中断机制和 DMA 机制。
了解磁盘适配器的组成和磁盘按 DMA 方式调用的过程 , 理解总线时序控制方
式 , 包括 同步总线和异步总线 ,掌握中断方式基本概念、中断过程和中断接口的组成 ,
掌握 DMA 方 式基本概念和 DMA 过程。
(5 常用 I/O 设备原理。
掌握 CRT 显示设备的屏幕显示与显示缓存之间的对应关系。
3、复习思考题
第一章
(1 冯 ·诺依曼思想的要点。
(2 基本概念 :信息数字化、存储程序 ,, 等。
第二章
(1 I/O 指令的功能扩展 (目的、方法 ,外设编址方式和指令设置方式。
(2 基本寻址方式 (立即、直接、间址、变址 的含义与应用场合。
(3 基本概念 :地址结构 (简化方法 、隐地址、显地址 ,, 等。
第三章
(1 四种运算方法 (原码一位乘、 补码一位乘、 原码加减交替除法、 补码加减交替除法 的算法、规则。
(2 浮点加减运算流程。
(3 CPU 组成 (重在数据通路结构 。
(4 指令流程 (寄存器传送级 。
(5 微指令设计方法 (分段原则、各段功能、编码方法 。
(6 基本概念 :溢出及判断方法 ,数的补码表示及变补 ,对阶 ,规格化 ,同步控制与 异步控制 (含义、应用场合 ,组合逻辑控制与微程序控制 (基本思想、优缺点、应用场合 , I/O 传送控制方式 (定义、应用场合 ,控制字 ,状态字 ,程序状态字 ,主设备 ,从设备
等。
第四章
(1 半导体存储器逻辑设计 (地址分配、片选逻辑 。
(2 静态存储器与动态存储器的存储原理。
(3 基本概念 :随机存取、顺序存取、直接存取、动态刷新 (定义、刷新方式 ,, 等。 第五章
(1 中断接口的组成 ,中断全过程。
(2 DMA 方式的三个阶段。
(3 基本概念 :接口分类 ,总线定义和分类 ,中断定义和应用 , DMA 定义和应用 ,,
等。
第六章
(1 字符、图形方式下 ,屏幕显示与显存之间的对应关系 (显存内容与容量、信息转 换、分频计数器的设置 。
(2 磁盘信息分布、寻址信息、指标 (速度、容量 。
4、试题样式
计算机组成原理试题
一﹑单选题 (每小题 2 分,共 10 分
从每小题的四个备选答案中选出一个正确答案 ,填在题干的括号内。
1 在原码不恢复余数除法中 , ( 。
①余数为正商 1,为负商 0 ②余数为正商 0,为负商 1
③余数与除数同号商 1,异号商 0 ④余数与除数同号商 0,异号商 1
2 减少指令中地址个数的办法是采用 ( 。
①寄存器寻址 ②寄存器间址 ③变址寻址 ④隐地址
3 在浮点加法运算中 ,对阶是指 ( 。
①小阶向大阶对齐 ②大阶向小阶对齐
③加数向被加数对齐 ④被加数向加数对齐
4 在异步控制方式中 , ( 。
①时钟周期长度固定 ②时钟周期长度可变
③时钟周期数可变 ④无时钟周期划分
5 CPU 响应中断请求是在 ( 。
①一个时钟周期结束时 ②一个总线周期结束时
③一条指令结束时 ④一段程序结束时
二﹑判断题 (每小题 2 分,共 10 分
针对下列各小题的题意 ,判断其正误。
磁盘存储器采用顺序访问方式。
静态存储器的存储原理是利用双稳态触发器存储信息。
中断向量表中存放中断服务程序的入口地址。
微程序控制器既可以采用同步控制方式 ,也可以采用异步控制方式。
串行接口与系统总线之间一般采用串行传送格式。
三﹑简答题 (每小题 5 分,共 30 分
1 什么是随机存取方式 ?
2 在调用磁盘时 ,主机应向磁盘适配器送出哪些寻址信息 ?
3 某 CRT 显示器按图形方式工作 , 其分辨率为 640 点 ×200 线。 应设置哪几个
同步计数 器?
4 什么是总线 ?系统总线上传送的信号通常分为哪三类 ?
简述微程序控制的基本思想。
在 DMA 传送阶段 , DMA 控制器是否掌握总线权 ?它的主要功能是什么 ?
四﹑指令流程 (20 分
根据模型机数据通路结构 , 用寄存器传送语句 (如 PC → MAR 拟出下述指令的流程 (含 取指、执行 :
1 传送指令 MOV (R1+ , (R0 ; 源采用寄存器间址 ,目的采用自增型寄存器间址。
2 转移指令 JMP (R2 ; 子程序入口采用寄存器间址。
五﹑存储器设计 (15 分
用 4K ×1位 /片的存储芯片组成容量为 8K ×8 位的存储器 ,地址总线
A15~A0( 低 。请 回答 :
1 需用几块存储芯片 ?
2 连入每块存储芯片的地址线是哪几位 ?
3 需设置几个片选信号 ?写出各片选信号的逻辑式。
六、计算题 (15 分
已知某 CRT 显示器字符分辨率为 25 行×80 列 ,图形分辨率为 800 点 ×600 线。
1 字符方式下显存的基本容量为多少字节 (不考虑字符属性 ?
2 图形方式下显存的基本容量为多少字节 (不考虑颜色 ?