計(jì)算機(jī)原理課程實(shí)施性教學(xué)要求與考核標(biāo)準(zhǔn)
一、適用專(zhuān)業(yè)及年級(jí)
計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè) 二年級(jí)
二、課程目標(biāo)
1.總目標(biāo)
本課程內(nèi)容要求學(xué)生掌握必要的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)，掌握微型計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)和各部件的工作原理，掌握計(jì)算機(jī)硬件各部分組成整機(jī)的工作原理,理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作過(guò)程，建立計(jì)算機(jī)的整機(jī)概念，了解常見(jiàn)外圍設(shè)備的功能和使用方法。初步學(xué)會(huì)運(yùn)用時(shí)序概念分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法，為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)和提高技能，適應(yīng)職業(yè)變化以及繼續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
2.具體目標(biāo)
(一) 知識(shí)與技能目標(biāo)
1.掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件和軟件知識(shí)；
2.掌握計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、各部件的工作原理及相互關(guān)系；
3.了解匯編語(yǔ)言，掌握計(jì)算機(jī)的指令格式，正確理解各種指令的尋址方式；
4．能正確理解計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程，掌握主機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式，了解I/O接口的工作原理、中斷過(guò)程及常用總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；
5. 了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常見(jiàn)外圍設(shè)備分類(lèi)與功能，會(huì)使用常見(jiàn)外圍設(shè)備。
6．培養(yǎng)學(xué)生對(duì)硬件系統(tǒng)的分析、使用和維護(hù)方面的能力，建立牢固的整機(jī)思想。
（二）過(guò)程與方法目標(biāo)
本課程通過(guò)傳統(tǒng)教學(xué)、信息化教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的方法和手段來(lái)實(shí)施,采用理論和實(shí)踐相結(jié)合的方法，建立自主學(xué)習(xí)的課堂環(huán)境，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣。在課堂中創(chuàng)設(shè)一個(gè)自主探索的空間，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，把學(xué)習(xí)的方法教給學(xué)生，這是保證學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。
(三) 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，知識(shí)的更新很快，通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生樹(shù)立“與時(shí)俱進(jìn)”的學(xué)習(xí)態(tài)度。授課過(guò)程中注意生動(dòng)形象、深入淺出，緊扣學(xué)生實(shí)際，讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程領(lǐng)悟到群體智慧和協(xié)作精神的重要性和必要性。同時(shí)加深對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中地位的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心與自覺(jué)性。
三、本課程教學(xué)建議
本課程使用的參考教材是高等教育出版社出版武馬群主編的《計(jì)算機(jī)原理》。教學(xué)中要注重強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)整機(jī)的完整組成，以硬件的原理知識(shí)為主，同時(shí)結(jié)合一些軟件知識(shí)和硬件的實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀的介紹，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并加深對(duì)計(jì)算機(jī)基本組成原理與運(yùn)行機(jī)制的理解。教學(xué)過(guò)程應(yīng)以基本原理為主線(xiàn)索，配合簡(jiǎn)單化后的應(yīng)用實(shí)例的講解，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的領(lǐng)會(huì)。主要是建立技術(shù)框架，將馮諾曼五大部件的整機(jī)技術(shù)框架建立；在教學(xué)要求上還應(yīng)加強(qiáng)基本概念的敘述和運(yùn)行原理的描述，以達(dá)到將來(lái)更好地理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)理論和軟件系統(tǒng)知識(shí)打下良好基礎(chǔ)的目的。根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況將書(shū)本第十章相關(guān)內(nèi)容結(jié)合到前面各章，不單獨(dú)另立章節(jié)進(jìn)行教學(xué)。
四、教學(xué)內(nèi)容與實(shí)施要求
(一)緒論
1.教學(xué)目標(biāo)
通過(guò)本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，了解有關(guān)計(jì)算機(jī)的一些常識(shí)性知識(shí)，了解整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，硬件部分包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5個(gè)基本部分，通過(guò)總線(xiàn)相互連成一個(gè)完整的硬件系統(tǒng)；軟件部分包括系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中一些基本概念，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
2.教學(xué)時(shí)數(shù) 4課時(shí)
3.內(nèi)容與要求
⑴計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域
①了解計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。
②了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域。
③了解計(jì)算機(jī)的分類(lèi)。
④了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。
⑵計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成
①掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各大部件的結(jié)構(gòu)、作用及其相互關(guān)系。
②掌握計(jì)算機(jī)各功能部件的連接方式。
③理解指令流與數(shù)據(jù)流。
④掌握軟件的基本概念。
⑤理解系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的概念。
⑥掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。
4.說(shuō)明與建議
本章概括地講解了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本知識(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)會(huì)有一個(gè)大致的了解。本章重點(diǎn)應(yīng)是讓學(xué)生初步了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)5個(gè)基本功能部件及其相互關(guān)系，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)各部件具體內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
（二）數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示
1.教學(xué)目標(biāo)
通過(guò)本章的教學(xué)，了解計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的分類(lèi)和表示方法；掌握各種數(shù)制及其轉(zhuǎn)換方法；理解定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的概念；掌握定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍，浮點(diǎn)數(shù)規(guī)格化的概念和方法；掌握真值與機(jī)器數(shù)的概念，會(huì)熟練進(jìn)行真值、原碼、反碼、補(bǔ)碼間的相互轉(zhuǎn)換；掌握ASCII碼及常用的漢字編碼。
2.教學(xué)時(shí)數(shù) 11課時(shí)
3.內(nèi)容與要求
（1）計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位與分類(lèi)。
①理解數(shù)據(jù)的單位：位、字節(jié)、字的概念。
②會(huì)進(jìn)行常用的存儲(chǔ)單位之間的換算。
③了解數(shù)據(jù)的分類(lèi)
（2）數(shù)制及數(shù)制間的轉(zhuǎn)換。
①掌握進(jìn)位計(jì)數(shù)制的概念：基數(shù)、權(quán)、進(jìn)位計(jì)數(shù)制的按權(quán)展開(kāi)式。
②掌握二、八、十、十六進(jìn)制數(shù)的表示方法，能熟練完成進(jìn)行二、八、十、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換。
③理解二進(jìn)制數(shù)的四則運(yùn)算規(guī)則，會(huì)進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)的加、減運(yùn)算。
④掌握邏輯與、邏輯或、邏輯非、邏輯異或的運(yùn)算規(guī)則。
（3）數(shù)的定點(diǎn)與浮點(diǎn)表示
①掌握定點(diǎn)整數(shù)與定點(diǎn)小數(shù)。
②理解浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示方法，能夠說(shuō)明階碼和尾數(shù)的位數(shù)與數(shù)值范圍和數(shù)值精度的關(guān)系。
③了解定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。
（4）原碼、反碼和補(bǔ)碼
①理解機(jī)器數(shù)與真值的概念。
②掌握原碼、反碼、補(bǔ)碼的概念。
③會(huì)進(jìn)行真值、原碼、反碼、補(bǔ)碼之間的轉(zhuǎn)換。
④理解有符號(hào)數(shù)與無(wú)符號(hào)數(shù)。
（5）非數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼
①了解BCD碼。
②掌握ASCII碼。
③掌握漢字編碼輸入碼、機(jī)內(nèi)碼、字形碼。
④理解區(qū)位碼、國(guó)標(biāo)碼、機(jī)內(nèi)碼的概念，熟練進(jìn)行三者之間的轉(zhuǎn)換。
4.說(shuō)明與建議
高等教育出版社出版、武馬群主編的《計(jì)算機(jī)原理》中沒(méi)有講到數(shù)據(jù)的單位：位、字節(jié)、字，建議在第二章開(kāi)始加入這部分內(nèi)容。在講“數(shù)制”時(shí)，以實(shí)際數(shù)值作為實(shí)例，直接說(shuō)明什么是基數(shù)什么是權(quán)，采用對(duì)比的方法讓學(xué)生理解任何進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制的關(guān)系。在“二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則”中增加復(fù)習(xí)二進(jìn)制邏輯運(yùn)算規(guī)則，為后續(xù)知識(shí)分析如溢出、加/減法器電路實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。在“非數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼”中增加區(qū)位碼、國(guó)標(biāo)碼、機(jī)內(nèi)碼及三者之間的轉(zhuǎn)換計(jì)算方法。采用以練習(xí)強(qiáng)化的方式促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能。
（三）運(yùn)算方法與運(yùn)算器
1.教學(xué)目標(biāo)
了解算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算是計(jì)算機(jī)中最基本的運(yùn)算；掌握定點(diǎn)補(bǔ)碼的加法/減法運(yùn)算及電路實(shí)現(xiàn)方法，會(huì)進(jìn)行溢出的判斷；掌握邏輯運(yùn)算的概念及各種移位操作的概念和移位運(yùn)算；理解采用不同的運(yùn)算方法將導(dǎo)致不同的運(yùn)算器組成，掌握定點(diǎn)運(yùn)算器的組成和基本結(jié)構(gòu)。
2.教學(xué)時(shí)數(shù) 8課時(shí)
3.內(nèi)容與要求
（1）定點(diǎn)加法/減法運(yùn)算
①掌握定點(diǎn)補(bǔ)碼加法、減法的運(yùn)算方法，能熟練進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
②理解溢出的概念，會(huì)進(jìn)行溢出判斷。
③掌握基本二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算的加法、減法電路。
（2）定點(diǎn)運(yùn)算器的組成和結(jié)構(gòu)
①掌握定點(diǎn)運(yùn)算器的組成和結(jié)構(gòu)，了解運(yùn)算器在整機(jī)系統(tǒng)中的地位。
②理解各種移位操作的概念，會(huì)進(jìn)行各種移位運(yùn)算。
4.說(shuō)明與建議
在定點(diǎn)加/減法運(yùn)算中，要弱化對(duì)規(guī)則的證明，利用教材中的運(yùn)算規(guī)則，把證明的例子作為例題或練習(xí)講解，再補(bǔ)充書(shū)中沒(méi)有涉及的定點(diǎn)小數(shù)相應(yīng)的加減法運(yùn)算練習(xí)。在“溢出”的學(xué)習(xí)中，保留其中的概念部分與符號(hào)表示，不進(jìn)行大量的證明活動(dòng)，而是通過(guò)實(shí)例直接說(shuō)明并給出判斷的規(guī)則方法，并讓學(xué)生養(yǎng)成先初步判斷是否可能溢出，再?zèng)Q定計(jì)算思考的方法?！盎径茢?shù)的運(yùn)算及其加/減法電路”中，重點(diǎn)分析加法電路與減法電路的實(shí)現(xiàn)，去掉不必要的練習(xí)與證明過(guò)程。在“定點(diǎn)運(yùn)算器的組成和結(jié)構(gòu)”中，刪減部分電路的講解學(xué)習(xí)或只學(xué)習(xí)電路中的局部電路，適當(dāng)補(bǔ)充一些移位計(jì)算的練習(xí)。
（四）指令系統(tǒng)
1.教學(xué)目標(biāo)
理解計(jì)算機(jī)的工作是按照指令進(jìn)行的，理解一條指令應(yīng)包含的信息，掌握各種指令類(lèi)型的基本結(jié)構(gòu)及其含義，理解尋址的基本概念，熟練掌握各種常用的尋址方式，了解常見(jiàn)指令的功能。
2.教學(xué)時(shí)數(shù) 10課時(shí)
3.內(nèi)容與要求
（1）指令與指令系統(tǒng)。
①理解指令、程序、指令系統(tǒng)等概念及它們之間的關(guān)系。
②了解CISC和RISC。
③掌握指令格式，理解操作碼、地址碼及表示的含義。
④掌握常見(jiàn)指令助記符及類(lèi)型、功能，理解堆棧及其功能。
⑤掌握常用指令格式的分類(lèi)，理解各字段的含義。
⑥了解操作碼的編碼方法和擴(kuò)展編碼方法。
（2）指令的尋址方式
①掌握立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、間接尋址。
②了解變址尋址、基址尋址、基址加變址尋址、相對(duì)尋址。
（3）匯編語(yǔ)言的基本概念。
①理解匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言。
②會(huì)調(diào)試簡(jiǎn)單的匯編程序。（結(jié)合書(shū)本第十章相關(guān)內(nèi)容）
4.說(shuō)明與建議
本單元的教學(xué)，在講解指令格式及類(lèi)型時(shí)，建議以具體的指令來(lái)分析說(shuō)明，這樣更直觀，學(xué)生更容易理解操作碼與地址碼的含義；在講解指令的尋址方式時(shí)，可采用打比方與信息化教學(xué)相結(jié)合的形式，將抽象知識(shí)具體化；補(bǔ)充堆棧的概念、實(shí)現(xiàn)方法及應(yīng)用場(chǎng)合，為后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
（五）存儲(chǔ)系統(tǒng)
1.教學(xué)目標(biāo)
要求掌握存儲(chǔ)器的分類(lèi)及技術(shù)指標(biāo)，掌握隨機(jī)存儲(chǔ)器與只讀存儲(chǔ)器的原理，會(huì)用給定的存儲(chǔ)器芯片按要求去設(shè)計(jì)主存，從而深刻理解存儲(chǔ)器的構(gòu)成原理；理解高速緩沖存儲(chǔ)器和虛擬存儲(chǔ)器的構(gòu)成原理及工作原理，理解分級(jí)存儲(chǔ)器思想。
2.教學(xué)時(shí)數(shù) 10課時(shí)
3.內(nèi)容與要求
（1）存儲(chǔ)器概述
①掌握存儲(chǔ)器的分類(lèi)。
②了解存儲(chǔ)系統(tǒng)的分級(jí)結(jié)構(gòu)。
③了解主存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)。
（2）內(nèi)存儲(chǔ)器
①掌握隨機(jī)存儲(chǔ)器的組成。
②會(huì)用給定的存儲(chǔ)器芯片按要求去設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器。
③理解動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器及靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的工作原理。
④理解地址譯碼器的譯碼方式。
⑤掌握只讀存儲(chǔ)器的類(lèi)型及各類(lèi)特點(diǎn)。
（3）高速緩沖存儲(chǔ)器
①理解高速緩沖存儲(chǔ)器存在的必要性。
②理解高速緩沖存儲(chǔ)器存在的可行性。
③掌握高速緩沖存儲(chǔ)器的工作原理。
④理解Cache地址的映射方式，了解各種替換策略及其優(yōu)缺點(diǎn)。
（4）虛擬存儲(chǔ)器
①理解虛擬存儲(chǔ)器的基本概念。
②了解虛擬存儲(chǔ)器的工作過(guò)程及管理方式。
③正確理解存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)、基于虛存、主存、高速緩存的存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)工作原理。
4.說(shuō)明與建議
本章主要介紹了存儲(chǔ)器的構(gòu)成、高速緩存、虛擬存儲(chǔ)器等各種存儲(chǔ)部件，要通過(guò)實(shí)例的分析幫助學(xué)生理解存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及其功能。本章的教學(xué)重點(diǎn)是內(nèi)存儲(chǔ)器，可以通過(guò)知識(shí)點(diǎn)題目化的方法幫助學(xué)生進(jìn)一步理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)要多加強(qiáng)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力。
（六）中央處理器
1.教學(xué)目標(biāo)
通過(guò)本章學(xué)習(xí)，要求掌握CPU的功能及組成方式，理解時(shí)序系統(tǒng)及控制方式；指令流程；掌握微程序控制器的基本概念，了解其組成原理；了解當(dāng)前最典型的CPU技術(shù)。
2.教學(xué)時(shí)數(shù) 8課時(shí)
3.內(nèi)容與要求
（1）CPU的組成與功能
①理解CPU的功能。
②掌握CPU的組成。
③掌握各種寄存器的功能特征。
（2）時(shí)序
①理解時(shí)序的概念與作用。
②掌握兩種時(shí)序控制方式。
③理解多級(jí)時(shí)序。
（3）指令周期
①理解指令周期、機(jī)器周期、時(shí)鐘周期的基本概念。
②會(huì)分析非訪(fǎng)內(nèi)指令、直接訪(fǎng)內(nèi)指令、間接訪(fǎng)內(nèi)指令、程序控制指令四種典型指令的指令周期。
（4）微程序控制器
①了解微程序控制器的基本思想。
②掌握微程序控制器中用到的基本概念。
（5）典型的CPU技術(shù)
①了解一些典型的CPU技術(shù)。
4.說(shuō)明與建議
中央處理器是整個(gè)計(jì)算機(jī)的核心，通過(guò)本章學(xué)習(xí)，應(yīng)該在CPU一級(jí)上建立整機(jī)概念，它包含兩個(gè)方面：CPU的邏輯組成及CPU如何工作。分析CPU的組成及各寄存器功能時(shí)建議結(jié)合CPU結(jié)構(gòu)圖，抓住計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的基本過(guò)程這一主線(xiàn)進(jìn)行分析，由淺入深、深入淺出，使學(xué)生理解CPU各組成部分的關(guān)系，理解CPU的工作原理，包括指令的執(zhí)行流程，這樣分析會(huì)將抽象的知識(shí)變得更直觀，并且?guī)椭鷮W(xué)生學(xué)會(huì)從局部到整體，從整體到局部分析問(wèn)題的方法。
（七）系統(tǒng)總線(xiàn)
1.教學(xué)目標(biāo)
通過(guò)本章的學(xué)習(xí)掌握總線(xiàn)的基本概念、總線(xiàn)的類(lèi)型，掌握系統(tǒng)總線(xiàn)的組成，理解總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，了解總線(xiàn)接口。
2.教學(xué)時(shí)數(shù) 4課時(shí)
3.內(nèi)容與要求
（1）總線(xiàn)概述
①掌握總線(xiàn)的概念。
②理解總線(xiàn)的分類(lèi)。
③掌握系統(tǒng)總線(xiàn)的組成。
（2）總線(xiàn)結(jié)構(gòu)與接口
①掌握幾種有代表性的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，理解多總線(xiàn)結(jié)構(gòu)與單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
②理解總線(xiàn)結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)性能的影響。
③熟悉常見(jiàn)的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。
④理解接口的基本概念與功能。
⑤熟悉標(biāo)準(zhǔn)接口的類(lèi)型
4.說(shuō)明與建議
本章教學(xué)可將計(jì)算機(jī)實(shí)物與多媒體課件相結(jié)合的方式，讓學(xué)生掌握總線(xiàn)按連接方式的分類(lèi)，結(jié)合CPU結(jié)構(gòu)圖及具體指令的執(zhí)行過(guò)程來(lái)理解數(shù)據(jù)總線(xiàn)、控制總線(xiàn)、地址總線(xiàn)以掌握系統(tǒng)總線(xiàn)的功能；總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)與接口類(lèi)型需要記憶，可通過(guò)習(xí)題練習(xí)進(jìn)行強(qiáng)化。
（八）輸入輸出系統(tǒng)
1.教學(xué)目標(biāo)
通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，掌握計(jì)算機(jī)輸入輸出系統(tǒng)的基本功能和原理，理解CPU與外圍設(shè)備交換數(shù)據(jù)的方式；掌握中斷的基本概念與過(guò)程，DMA以及通道的原理；能夠區(qū)別各種輸入輸出方式的特點(diǎn)。
2.教學(xué)時(shí)數(shù) 8課時(shí)
3.內(nèi)容與要求
（1）程序查詢(xún)方式
①掌握程序查詢(xún)方式的基本概念。
②了解程序查詢(xún)方式的數(shù)據(jù)傳送過(guò)程。
（2）程序中斷方式
①掌握中斷的基本概念。
②理解產(chǎn)生中斷的原因和作用。
③了解中斷的分類(lèi)，會(huì)判斷中斷的類(lèi)型。
④理解中斷的處理過(guò)程。
⑤了解多重中斷。
（3）DMA方式
①理解DMA方式的基本概念。
②掌握DMA的數(shù)據(jù)傳送方式。
（4）通道方式
①理解通道的概念及通道方式的特點(diǎn)。
②了解通道的類(lèi)型及特點(diǎn)。
③能理解DMA與通道方式的異同。
4.說(shuō)明與建議
本章教學(xué)可采用比較法結(jié)合信息化教學(xué)手段，讓學(xué)生理解并掌握主機(jī)與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方式，在分析程序中斷方式時(shí)，可結(jié)合學(xué)生生活實(shí)際采用打比方的方式，使抽象問(wèn)題具體化，以幫助學(xué)生理解中斷處理過(guò)程。
（九）外圍設(shè)備
1.教學(xué)目標(biāo)
通過(guò)本章學(xué)習(xí)，熟悉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外圍設(shè)備的種類(lèi)，理解部分外圍設(shè)備的工作原理，掌握各種常用外圍設(shè)備的功能、性能要求及使用方法，能正確使用常用外圍設(shè)備。
2.教學(xué)時(shí)數(shù) 5課時(shí)
3.內(nèi)容與要求
（1）外圍設(shè)備概述
①了解外圍設(shè)備的概念及功能。
②了解外圍設(shè)備的分類(lèi)。
（2）輸入設(shè)備
①理解輸入設(shè)備的功能。
②掌握常用輸入設(shè)備鍵盤(pán)、鼠標(biāo)的功能。
③了解其他輸入設(shè)備及功能。
（3）輸出設(shè)備
①掌握顯示器的分類(lèi)、功能及技術(shù)指標(biāo)，了解顯示器的工作原理。
②掌握打印機(jī)的分類(lèi)、功能及技術(shù)指標(biāo)，了解各類(lèi)打印機(jī)的工作原理。
③了解其他輸出設(shè)備及功能。
（4）外存儲(chǔ)器
①掌握外存儲(chǔ)器的種類(lèi)。
②了解軟盤(pán)存儲(chǔ)器及性能指標(biāo)，會(huì)計(jì)算磁盤(pán)的存儲(chǔ)容量。
③掌握硬盤(pán)存儲(chǔ)器的構(gòu)成，理解其工作原理。
④了解光盤(pán)存儲(chǔ)器的分類(lèi)、功能、主要技術(shù)指標(biāo)。
（5）移動(dòng)存儲(chǔ)器
①了解目前流行的移動(dòng)存儲(chǔ)器的功能、特點(diǎn)。
4.說(shuō)明與建議
本章教學(xué)，應(yīng)重在幫助學(xué)生掌握各類(lèi)常用外圍設(shè)備的特點(diǎn)、功能及主要技術(shù)指標(biāo)，使學(xué)生學(xué)會(huì)使用這些常用設(shè)備，要弱化相關(guān)外圍設(shè)備的電路分析及工作原理?？蓪⒅R(shí)點(diǎn)題目化以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握。
五、教學(xué)進(jìn)度安排
本課程教學(xué)總時(shí)數(shù)為68課時(shí)，建議周課時(shí)4節(jié)，在第三學(xué)期內(nèi)完成。具體教學(xué)進(jìn)度安排如下：
學(xué)期
周次
章節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
課時(shí)
第
三
學(xué)
期
1
第1章
緒論
（4課時(shí)）
計(jì)算機(jī)中的特點(diǎn)
1
1
計(jì)算機(jī)中的發(fā)展概況
1
計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用領(lǐng)域
1
1
計(jì)算機(jī)的分類(lèi)
1
計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
1
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成
2
2
第2章
數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示（11課時(shí)）
計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位與分類(lèi)
1
2
數(shù)制
3
2
數(shù)制間的轉(zhuǎn)換
3
二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則
1
3
數(shù)的定點(diǎn)與浮點(diǎn)表示
1
3-4
原碼、補(bǔ)碼和反碼
3
4
常用編碼
2
4-5
第3章
運(yùn)算方法和運(yùn)算器（8課時(shí)）
定點(diǎn)加/減法運(yùn)算
5
6
定點(diǎn)運(yùn)算器的組成和結(jié)構(gòu)
3
6
第4章
指令系統(tǒng)（10課時(shí)）
概述
1
7
指令格式
3
7
堆棧（補(bǔ)充）
1
8
尋址方式
3
8
指令的類(lèi)型和功能
1
9
匯編語(yǔ)言
1
10
第5章
存儲(chǔ)系統(tǒng)（10課時(shí)）
概述
1
11
內(nèi)存儲(chǔ)器
6
12
高速緩沖存儲(chǔ)器
2
12
虛擬存儲(chǔ)器
1
12-13
第6章
中央處理器（8課時(shí)）
CPU 的功能及組成
3
13
時(shí)序
1
13-14
指令周期
2
14
微程序控制器
1
14
典型CPU技術(shù)(補(bǔ)充)
1
14-15
第7章
系統(tǒng)總線(xiàn)（4課時(shí)）
概述
2
15
總線(xiàn)結(jié)構(gòu)與接口
2
15
第8章
輸入輸出系統(tǒng)（8課時(shí)）
外設(shè)的信息交換方式
1
16
程序查詢(xún)方式
1
16-17
程序中斷方式
4
17
DMA方式
1
17
通道方式
1
17
第9章
外圍設(shè)備（5課時(shí)）
外圍設(shè)備概述
11
17
輸入設(shè)備
18
輸出設(shè)備
22
18
外存儲(chǔ)器
2
19
期末復(fù)習(xí)
4
10
期中考試
20
期末考試
五、考核評(píng)價(jià)說(shuō)明
（一）考核形式 筆試
（二）考核評(píng)價(jià) 考核方式：考試； 組織方式：期中期末考試：筆試，閉卷；
平時(shí)評(píng)價(jià)：作業(yè)+上課態(tài)度+考勤 成績(jī)?cè)u(píng)定：百分制； 記分標(biāo)準(zhǔn)：平時(shí)占 30%，期中考試30%，期末考試40%。
（二）考核內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)
章節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
標(biāo)準(zhǔn)
第1章
緒論
計(jì)算機(jī)中的特點(diǎn)
了解
計(jì)算機(jī)中的發(fā)展概況
了解
計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用領(lǐng)域
了解
計(jì)算機(jī)的分類(lèi)
理解
計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
了解
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成
掌握
第2章
數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示
計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位與分類(lèi)
理解
數(shù)制
掌握
數(shù)制間的轉(zhuǎn)換
掌握
二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則
理解
數(shù)的定點(diǎn)與浮點(diǎn)表示
了解
原碼、補(bǔ)碼和反碼
掌握
常用編碼
了解
第3章
運(yùn)算方法和運(yùn)算器
定點(diǎn)加/減法運(yùn)算
掌握
定點(diǎn)運(yùn)算器的組成和結(jié)構(gòu)
理解
第4章
指令系統(tǒng)
概述
了解
指令格式
掌握
堆棧
理解
尋址方式
掌握
指令的類(lèi)型和功能
理解
匯編語(yǔ)言
了解
第5章
存儲(chǔ)系統(tǒng)
概述
了解
內(nèi)存儲(chǔ)器
掌握
高速緩沖存儲(chǔ)器
理解
虛擬存儲(chǔ)器
理解
第6章
中央處理器
CPU 的功能及組成
了解
時(shí)序
掌握
指令周期
掌握
微程序控制器
掌握
第7章
系統(tǒng)總線(xiàn)
概述
了解
總線(xiàn)結(jié)構(gòu)與接口
理解
第8章
輸入輸出系統(tǒng)
外設(shè)的信息交換方式
理解
程序查詢(xún)方式
掌握
程序中斷方式
理解
DMA方式
理解
通道方式
理解
第9章
外圍設(shè)備
外圍設(shè)備概述
了解
輸入設(shè)備
掌握
輸出設(shè)備
掌握
外存儲(chǔ)器
掌握
（三）考試題型與試卷結(jié)構(gòu)
1．題型比例
選擇題 20%
填空題 30%
判斷題 20%
計(jì)算題 20%
簡(jiǎn)答題 10%
2．難易程度 較易題 60% 中等難度題 30% 較難題 10%
3．考試時(shí)間 90分鐘
樣卷：計(jì)算機(jī)原理測(cè)試卷
（考試時(shí)間90分鐘，滿(mǎn)分100分）
計(jì)算機(jī)原理綜合練習(xí)試卷
一、選擇題（每題1分，共20分）
1．計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的容量基本單位是（ ）
A、位 B、字節(jié) C、字D、扇區(qū)
2．目前使用的筆記本電腦采用的邏輯元件是（ ）
A、電子管B、晶體管 C、集成電路D、大規(guī)模集成電路
3．在下列軟件中，不屬于系統(tǒng)軟件的是（ ）
A、操作系統(tǒng)B、編譯程序 C、診斷程序D、編輯程序
4．下列不屬于CPU新技術(shù)的是（ ）
A、流水線(xiàn)B、MMX C、CISCD、KNL
5．一臺(tái)計(jì)算機(jī)的地址范圍是30000H～AFFFFH，其存儲(chǔ)容量為（ ）
A、216KBB、64KB C、128KBD、512KB
6．SCSI是一種（ ）接口標(biāo)準(zhǔn)
A、光盤(pán)B、軟盤(pán) C、硬盤(pán)D、網(wǎng)卡
7．若機(jī)器數(shù)80H表示的真值是－127，則它是（ ）
A、補(bǔ)碼B、反碼 C、原碼D、移碼
8．字長(zhǎng)為24位表示浮點(diǎn)數(shù)，階碼用8位補(bǔ)碼表示，尾數(shù)用16位補(bǔ)碼表示，則其表示的最大整數(shù)是（ ）
A、215*2127B、216*2128 C、(216-1)*2128D、(215-1)*2127
9．計(jì)算機(jī)中不能直接與CPU交換數(shù)據(jù)的是（ ）
A、CACHEB、主存 C、硬盤(pán)D、寄存器
10．計(jì)算機(jī)中有多種周期，其中（ ）時(shí)間最長(zhǎng)
A、指令周期 B、機(jī)器周期 C、CPU周期D、時(shí)鐘周期
11．下列屬于處理機(jī)控制指令的是（ ）
A、中斷調(diào)用B、無(wú)條件轉(zhuǎn)移
C、條件轉(zhuǎn)移D、停機(jī)指令
12．由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)直接運(yùn)行的語(yǔ)言系統(tǒng)是（ ）
A、機(jī)器語(yǔ)言B、匯編語(yǔ)言 C、高級(jí)語(yǔ)言D、C＋＋語(yǔ)言
13．漢字在計(jì)算機(jī)方面，與其他系統(tǒng)的信息交換是通過(guò)（ ）進(jìn)行的
A、機(jī)內(nèi)碼B、字形碼
C、國(guó)標(biāo)碼D、輸入碼
14．CPU中用于存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的部件是（ ）
A、程序計(jì)數(shù)器B、指令寄存器 C、指令譯碼器D、地址譯碼器
15．在下列數(shù)據(jù)傳送方式中，CPU利用率最高的是（ ）
A、條件傳送B、無(wú)條件傳送 C、中斷D、DMA
16．下列哪一種不屬于計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)（ ）
A、巨型化B、網(wǎng)絡(luò)化C、多媒體化D、自動(dòng)化
17．SRAM存儲(chǔ)器的含義是（ ）
A、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 B、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器
C、靜態(tài)只讀存儲(chǔ)器 D、同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器
18．操作數(shù)地址在指令中直接給出，此尋址方式為（ ）
A、直接尋址B、立即尋址C、I/O尋址D、間接尋址
19．若某數(shù)X的真值為-0.1010，在計(jì)算機(jī)中該數(shù)表示為1.0110，則該數(shù)所用的編碼是（）
A、原碼B、補(bǔ)碼C、反碼D、移碼
20．下列邏輯部件中，（ ）不包括在運(yùn)算器中
A、累加器B、狀態(tài)條件寄存器C、IRD、ALU
二判斷題（每題1分，共20分）
1．存儲(chǔ)程序和程序控制是馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本工作原理。（ ）
2．1946年美國(guó)研制成功了世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，標(biāo)志著微機(jī)時(shí)代的到來(lái)。（ ）
3．十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法是除2取余取反法。（ ）
4．計(jì)算機(jī)內(nèi)部一般采用二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制表示數(shù)據(jù)。（ ）
5．一個(gè)數(shù)的原碼按位取反后末位加1，則為該數(shù)的補(bǔ)碼。（ ）
6．指令中的地址碼用來(lái)指出操作數(shù)或存放操作結(jié)果的地址。 （ ）
7．讀出內(nèi)存單元的數(shù)據(jù)后，該單元的數(shù)據(jù)自動(dòng)消失。 （ ）
8．DMA控制器和CPU可以同時(shí)占用同一總線(xiàn)。 （ ）
9．計(jì)算機(jī)軟件是操作系統(tǒng)、高級(jí)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)的總稱(chēng)。（ ）
10.有了CACHE后，RAM只能通過(guò)CACHE與CPU進(jìn)行信息交換。 （ ）
11．目前常用的3.5英寸軟盤(pán)上每一磁道上最多可記錄的信息量是相同的。（ ）
12．一條指令的指令周期至少需要兩個(gè)CPU周期來(lái)完成。（ ）
13．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的核心是操作系統(tǒng)。（ ）
14．總線(xiàn)的主要特征是分時(shí)共享。（ ）
15.數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度決定可訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存空間的大小。 （ ）
16．在控制總線(xiàn)內(nèi)部，傳輸各種控制信號(hào)的方向都是相同的。（ ）
17．USB和IEEE1394接口都支持即插即用和熱插拔。（ ）
18．CMOS本質(zhì)上是一種ROM。（ ）
19.因溢出計(jì)算機(jī)中斷正在執(zhí)行的程序?qū)儆诔绦蜃灾袛唷? （ ）
20.DMA方式由程序控制實(shí)現(xiàn)。 （ ）
三填空題（每格1分，30分）
1．計(jì)算機(jī)硬件由運(yùn)算器、控制器、 和輸入輸出設(shè)備組成。
2．中央處理器中， 用于存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令。
3．目前廣泛用于數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)存儲(chǔ)器等外設(shè)的通用串行總線(xiàn)接口的英文縮寫(xiě)為 。
4．要實(shí)現(xiàn)56種字符編碼，至少需要 位二進(jìn)制代碼。
5．目前常見(jiàn)的三級(jí)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)由高速緩沖存儲(chǔ)器、內(nèi)存和 組成。
6．在針式、噴墨、激光打印機(jī)種，能打印連續(xù)紙、復(fù)寫(xiě)紙和多層紙的是 。
7．存儲(chǔ)器通過(guò) 來(lái)標(biāo)識(shí)不同的存儲(chǔ)單元。
8．CPU管理外設(shè)的方式種，硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、速度較慢、效率較低的是 方式。
9．存儲(chǔ)容量為4GB的存儲(chǔ)器，至少需要 根地址線(xiàn)。
10．硬盤(pán)的接口主要有IDE、EIDE和 ，后者是小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口。
11．按照顯示器器件分類(lèi)，顯示器有多種，目前筆記本計(jì)算機(jī)主要使用的是 顯示器。
12．字長(zhǎng)是計(jì)算機(jī)一次能處理的 進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。
13．已知 [y]補(bǔ)=11100100，則[y]原= 。
14．匯編程序的功能是將 語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言。
15．某CPU連接25根地址線(xiàn)，32根數(shù)據(jù)線(xiàn)，則其最大訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器空間可達(dá) 。
16． 計(jì)數(shù)器是用來(lái)存放后繼指令地址的。
17．計(jì)算機(jī)在工作過(guò)程中突然斷電， 中信息將全部丟失。
18．總線(xiàn)是計(jì)算機(jī)的重要資源，它是一種將微處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口等相對(duì)獨(dú)立的設(shè)備連接起來(lái)并傳送信息的公共通道，根據(jù)總線(xiàn)傳送的信息不同，可分為 數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和 總線(xiàn)。
19．600個(gè)24×24點(diǎn)陣漢字字型碼占存儲(chǔ)器的字節(jié)數(shù)為 。
20．某數(shù)的反碼為F9H，則該數(shù)的原碼為 H。
21．補(bǔ)碼101010擴(kuò)展8位后變成 。
22．微機(jī)與外設(shè)信息交換方式中，CPU干預(yù)最小的是 方式。
23．馮·諾依曼提出的計(jì)算機(jī)工作原理是基于 的原理。
24．計(jì)算機(jī)的外設(shè)部分是由I/O設(shè)備和 組成的。
25．目前微機(jī)中廣泛采用的基本字符編碼ASCII碼，共能表示 種字符。
26．在顯示器的主要參數(shù)中點(diǎn)距的單位是 。
27．8位定點(diǎn)原碼整數(shù)10100011B的真值為 。
28．CACHE的中文含義是 。
29．微處理器只啟動(dòng)外設(shè)而不干預(yù)傳送過(guò)程的傳送方式是 。
30．磁盤(pán)上的磁道是記錄密度 （相同、不同）的同心圓。
四、計(jì)算題(本大題共20分)
1.將二進(jìn)制數(shù)據(jù)11101110B轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。（6分）
2.對(duì)數(shù)據(jù)+10110B作規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的編碼，假定其中階碼采用5位補(bǔ)碼(包括階符1位)，尾數(shù)采用11位補(bǔ)碼(包括尾符1位)，底數(shù)是2。（5分）
3.已知x=-0000101B ，y=-0000010B,要求用補(bǔ)碼計(jì)算x+y=?，并給出計(jì)算過(guò)程，同時(shí)指出計(jì)算結(jié)果是否溢出?（5分）
4．漢字“啊”的區(qū)位碼是1601，試分別算出其國(guó)標(biāo)碼與機(jī)內(nèi)碼。（國(guó)標(biāo)碼用十六進(jìn)制、機(jī)內(nèi)碼用二進(jìn)制表示）（4分）
五、簡(jiǎn)答題（本大題共10分）
1．設(shè)有一個(gè)具有14位地址和8位字長(zhǎng)的存儲(chǔ)器，問(wèn)：（要求畫(huà)出組成圖）
①該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少字節(jié)的信息？
②如果存儲(chǔ)器由 4K╳4位的RAM芯片組成，需要多少片？
③需要多少位地址作芯片選擇？
當(dāng)前位置：