基本介紹
- 中文名：計算機組成原理
- 外文名：Principles Of Computer Organization
- 類別：慕課、國家級一流本科課程
- 授課平台：智慧樹網
- 首開時間：2020秋冬
- 授課教師：卜永波、羅小玲、董改芳、劉艷秋、趙海萍
- 建設院校：內蒙古農業大學
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課程性質
課程背景
現代計算機多種多樣，智慧型手機、個人電腦、超級計算機，為人類生活帶來了巨大變化，已融入人們生活、學習、工作、娛樂的方方面面，是人們必不可少的重要工具。隨著“網際網路+”時代的來臨，信息技術的廣泛套用，課程模式不斷改革創新，傳統教學模式已不能滿足教學需要，而通過線上線下混合式教學則能使學生在學習過程中保持學習熱情及求知慾。針對內蒙古自治區的區域特點，為了幫助蒙古族在校學生更好的學習該門課程，內蒙古農業大學建設了中國國內首門包含配套蒙語視頻的計算機組成原理課程。
課程定位
計算機組成原理課程是計算機類專業的核心專業基礎課程，也是計算機類專業考研課程，在前導課程計算機導論、數字邏輯和後續課程嵌入式系統、計算機體系結構等之間起著重要的承上啟下作用。
適應專業
計算機組成原理課程適合計算機類專業學習。
課程簡介
計算機組成原理課程共七章，第一章介紹了計算機系統的概述；第二章介紹了存儲器容量的基礎知識、半導體存儲晶片簡介、SRAM工作原理等存儲器概論；第三章介紹了數據的表示方法、浮點數的四則運算、漢明碼等運算器的相關內容：第四章介紹了指令系統的格式、功能；第五章介紹了控制器的功能與組成；第六章介紹了輸入輸出（I/O）系統的使用方法；第七章介紹了運算器、存儲器、控制器和輸入輸出系統實驗。
課程大綱
第一章計算機系統概述 1.1計算機系統概述 第二章存儲器 2.1存儲器概論 2.2半導體存儲晶片簡介 2.3SRAM工作原理 2.4DRAM工作原理 2.5DRAM的刷新原理 2.6存儲器容量的擴展 2.7存儲器與CPU的連線 2.8高速快取Cache的工作原理 2.9Cache的基本結構 2.10Cache-Memory地址映射 第三章運算器 3.1數據的表示方法 3.2數的表示範圍 3.3補碼加減運算 3.4溢出判斷 3.5移位運算 3.6原碼一位乘法 3.7補碼一位乘法 3.8原碼恢復餘數除法 3.9原碼不恢復餘數除法 3.10浮點數的四則運算 3.11漢明碼 第四章指令系統 | 4.1指令的格式 4.2指令操作碼的擴展技術 4.3定址方式（1） 4.4定址方式（2） 4.5指令的分類及功能 4.6RISC與CISC 第五章控制器 5.1控制器的功能與組成 5.2指令執行過程 5.3微程式控制的基本概念 5.4控制欄位編譯法 5.5下址欄位產生方法 5.6控制器的控制方式 5.7流水線工作原理 第六章輸入輸出（I/O）系統 6.1輸入輸出系統概述 6.2I/O設備 6.3I/O接口 6.4程式查詢方式 6.5程式中斷方式 6.6DMA方式 第七章實驗 7.1運算器實驗 7.2存儲器實驗 7.3控制器實驗 7.4輸入輸出系統實驗 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 累計學校 | 參與人數 |
|---|---|---|---|
第1次開課 | 2020秋冬 | 4校次 | 534 |
第2次開課 | 2021春夏 | 1校次 | 16 |
第3次開課 | 2021秋冬 | 待定 | 待定 |
第4次開課 | 2022春夏 | 招生中 | 招生中 |
註：該課程第1~4開課授課教師均為卜永波、羅小玲、董改芳、劉艷秋、趙海萍，學時安排均為29小時。 | |||
課程特色
課程設計原則
1.利用學生碎片化學習的特點，採用線上線下混合式教學方法使學生在掌握課程的同時還深化課程在設計中的套用；
2.課程以系統整體結構組成為主體，以工程套用為中心，理論結合實踐的教學理念進行課程設計，突出學生動手能力和創新能力培養；
3.藉助多媒體、虛擬仿真、等多種教學手段，採取討論、探究、實驗等不同教學方法，促進教學相長；
4.注重互動設計，通過計時測驗、論壇、答疑、小組、互動群等方式，實現高質量的有效多邊互動，激發學習者學習興趣。
教學目標
1.掌握計算機存儲器、運算器、控制器、輸入輸出系統的基本組成、基本原理，各部件間的相互聯繫以及各部件在整機中的作用。建立起完整清晰的整機概念；
2.建立計算機整機概念，能夠針對計算機單機設計中的工程問題給出解決方案，設計滿足特定需求的模型系統，培養設計/開發能力；
3.能夠團隊合作完成課程任務，實現團隊合作以及自主學習能力培養。
考核標準
平時成績50分
平時成績=學習進度分（15.0分）+學習行為分（35.0分）
章測試成績10分
單項類目名稱 | 卷面分 | 單項滿分 |
|---|---|---|
第一章單元測試 | 10 | 1.4 |
第二章單元測試 | 10 | 1.4 |
第三章單元測試 | 10 | 1.4 |
第四章單元測試 | 10 | 1.4 |
第五章單元測試 | 10 | 1.4 |
第六章單元測試 | 10 | 1.4 |
第七章單元測試 | 10 | 1.6 |
期末考試成績40分
期末考試得分=期末考試實際得分/期末考試總分*權值
採用線上期末考試形式作為期末考試成績
試卷：教程考試
所獲榮譽
2020年11月24日，計算機組成原理課程被中華人民共和國教育部認定為首批國家級一流本科課程（線上線下混合式一流課程）。
教師簡介
卜永波，內蒙古農業大學計算機與信息工程學院副教授，研究領域：信號與信息處理。
羅小玲，內蒙古農業大學計算機與信息工程學院教授，研究領域：智慧型算法分析與設計。
董改芳，內蒙古農業大學計算機與信息工程學院副教授，碩士生導師，研究領域：智慧型算法分析與設計，算法最佳化及大數據環境下的並行，機器學習，蛋白質預測。
劉艷秋，內蒙古農業大學講師，博士，研究領域：畜牧業智慧型化裝備，模式識別，測試與控制。
趙海萍，內蒙古農業大學講師，研究領域：教育經濟。
