課程簡介
Course Introduction
《計算機組成原理與匯編語言》是計算機科學與技術、網(wǎng)絡工程等專業(yè)的一門必修課程。通過學習本課程，能了解計算機一般組成原理與內(nèi)部運行機理，初步掌握匯編語言程序設計的有關基本知識和程序設計的能力，為學習本專業(yè)后繼課程和進行與硬件有關的技術工作打好基礎。
本課程教學應達到的基本要求是:
1．使學生通過對計算機各功能部件的邏輯組成、工作機制、程序設計的學習及實驗，建立完備的單臺計算機整機概念。
2．使學生通過匯編語言程序設計的學習，了解所用計算機硬件及使用軟件擴大功能的實現(xiàn)方法，并為后繼課程及今后工作中解決實際問題，打下一個良好的基礎。
3．通過實驗課的學習，使學生受到軟硬件實驗的初步訓練，實驗操作能力得到提高。掌握編程的基本方法，培養(yǎng)分析和解決問題的能力，以及掌握使用計算機的基本技能
教學大綱
Teaching Syllabus
計算機組成原理是計算機信息管理系的一門核心專業(yè)基礎課程，在多門硬件課程中占有舉足輕重的地位。它是屬于技術性、工程性和實踐性很強的一門課。它的教學要求是:掌握單臺計算機的基本組成與運行原理的基礎知識，包括計算機硬件設計原理、調(diào)試和運行維護等多方面的技能。在深化計算機各功能部件教學的同時，加強對計算機整機硬件系統(tǒng)組成與運行原理有關的內(nèi)容。在教學的整個過程中，堅持以硬件知識為主的同時，加深對計算機整機系統(tǒng)中硬件和軟件的聯(lián)系與配合的認識.
三、課程目標
通過本門課程的教學，使學生掌握以下方面的內(nèi)容:計算機組成原理的基本概念；數(shù)據(jù)表示與信息編碼；運算器；指令系統(tǒng)；中央處理器；內(nèi)存儲器與存儲系統(tǒng)；外部設備；輸入輸出系統(tǒng)。
四、教學內(nèi)容及要求
第一章 計算機系統(tǒng)概論
教學目的和要求:了解計算機發(fā)展應用及概況，了解計算機軟件與硬件系統(tǒng)的組成特點，掌握計算機硬件系統(tǒng)的基本組成，了解軟件系統(tǒng)的種類和特點，了解描述計算機系統(tǒng)的性能參數(shù)，包括CPU字長、主頻率、主存容量和軟硬件配置的定義。
難點:對計算機系統(tǒng)層次結構的定義的理解。
1.1 計算機的分類和應用
1.1.1 計算機的分類
1.1.2 計算機的應用
1.2 計算機的硬件
1.2.1 數(shù)字計算機的硬件組成
1.2.2 計算機系統(tǒng)結構的過去和未來
1.3計算機的軟件
1.3.1軟件的組成很分類
1.3.2 軟件的發(fā)展演變
1.4 計算機系統(tǒng)的層次結構
1.4.1多級組成的計算機系統(tǒng)
1.4.2 軟件和硬件的邏輯等價性
第二章 運算方法和運算器
教學目的和要求 :掌握數(shù)據(jù)信息在機器中的表示方法，理解信息編碼原理，掌握數(shù)的定點表示與浮點表示。了解數(shù)據(jù)校驗的基本方法。掌握算術邏輯運算的基本電路，定點加減運算的運算原理，定點乘除運算的運算原理，浮點數(shù)的加減乘除運算，了解運算器的基本組成與實例
重點:數(shù)的定點表示與浮點表示,原碼一位乘、補碼一位乘、、原碼一位除、補碼一位除不恢復余數(shù)法.
難點:定點數(shù)與浮點數(shù)的表數(shù)范圍,陣列乘除法器、ALU的進位邏輯
2.1 數(shù)據(jù)與文字的表示方法
2.2 定點加法,減法運算
2.3 定點乘法運算
2.4 定點除法運算
2.5 定點出發(fā)運算的組成
2.6 浮點運算方法和浮點運算器
第三章 存儲系統(tǒng)
教學目的和要求:本章要求掌握存儲器的分類以及RAM、 ROM、 CACHE的基本概念、工作原理和各自的特點，掌握主存儲器的組織技術和存儲器系統(tǒng)的層次結構，理解虛擬存儲器的概念。
重點:掌握存儲系統(tǒng)的擴充方法。
難點:主存儲器的組織技術,高速存儲器
3.1存儲器的概述
3.1.1 存儲器分類
3.1.2 存儲系統(tǒng)的分級結構
3.1.3 主存儲器的技術指標
3.2 隨機存儲器
3.2.1 SRAM存儲器
3.2.2 DRAM存儲器
3.2.3 主存儲器組成實例
3.2.4 高性能的主存儲器
3.3 只讀存儲器和閃存存儲器
3.3.1 只讀存儲器
3.3.2 閃存存儲器
3.4 高速存儲器
3.5 cache 高速緩沖存儲器
3.6 虛擬存儲器
第四章 指令系統(tǒng)
教學目的和要求:掌握指令格式和尋址方式的基本概念，理解指令系統(tǒng)及分類、機器語言、匯編語言、高級語言之間的關系。了解指令系統(tǒng)的優(yōu)化和發(fā)展。
重點:指令格式及尋址方式。
難點:指令格式設計。
4.1 指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能要求
4.2 指令格式
4.3 指令和數(shù)據(jù)的尋址方式
4.4 堆棧尋址方式
4.5 典型指令
第五章 中央處理部件
教學目的和要求:中央處理部件是本課程的重點。深刻理解并掌握指令周期、機器周期、節(jié)拍、工作脈沖與主脈沖以及微程序計數(shù)器、控制存儲器的概念，掌握控制器的基本組成及各自的功能，理解組合邏輯控制器實現(xiàn)的方法以及微程序控制器的設計原理，掌握這兩種方法實現(xiàn)控制的各自特點，了解典型CPU的內(nèi)部結構。
重點:微程序控制器原理
難點:在于理解微程序控制器的實現(xiàn)方法。
5.1 cpu的功能和組成
5.2 指令周期
5.3 時序產(chǎn)生器和控制方式
5.4 微程序控制器
5.5 微程序設計
5.6 硬布線控制器
5.7 傳統(tǒng)CPU
5.8 流水CPU
第六章 總線系統(tǒng)
教學目的和要求:本章要求理解并掌握總線的概念和結構形態(tài), 掌握總線仲裁的意義及常用仲裁方法和數(shù)據(jù)傳送模式,理解PCI總線的相關概念
重點: 掌握總線仲裁的意義和方法
難點: PCI總線
6.1 總線的概念和結構形態(tài)
6.2 總線接口
6.3 總線的仲裁,,定時和數(shù)據(jù)傳送方式
6.4 PCI總線
第七章 外部設備
教學目的和要求:本章要求理解并掌握典型外部設備包括磁盤設備、光盤設備、鍵盤設備、打印設備和顯示設備的基本原理。并且能夠理解必須通過硬件和軟件技術的配合才能實現(xiàn)這些設備的功能。
重點:掌握磁盤存儲設備、顯示設備的工作原理及相關計算。
7.1 外部設備概述
7.2顯示設備
7.3 輸入設備和打印設備
7.4 硬磁盤存儲設備
7.5 軟磁盤存儲器
7.6 光盤存儲器
第八章 輸入輸出系統(tǒng)
教學目的和要求: 本章要求掌握輸入輸出系統(tǒng)的基本功能、組織原則和輸入輸出方式，掌握理解程序查詢方式、中斷和DMA方式工作原理，了解通道和I/O處理機方式。
重點:中斷技術、DMA技術的工作原理
8.1 外圍設備的定時方式與信息交換方式
8.1.1 外圍設備的定時方式
8.1.2 信息交換方式
8.2 程序中斷方式
8.3 DMA方式
8.4 通道控制方式
匯編語言是計算機能夠提供給用戶使用的最快最有效的語言，也是能夠利用計算機所有硬件特性并能直接控制硬件的唯一語言，因而，對程序的空間和時間要求很高的場合及需要直接控制硬件的應用場合，匯編語言的應用是必不可少三、課程目標
匯編語言課程是計算機專業(yè)的一門專業(yè)選修課。通過本課程的學習，應使學生系統(tǒng)地了解計算機組成原理與內(nèi)部的運行機理，掌握匯編語言程序設計及相關知識，為學習本專業(yè)后繼課程和進行與硬件有關的技術工作打下良好基礎。通過上機實驗，使學生受到軟硬件實驗的初步訓練，并培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。
四、教學內(nèi)容及要求
第一章 基礎知識
1.教學內(nèi)容
(1) 機器語言
(2) 進位計數(shù)制與不同基數(shù)的數(shù)之間的轉(zhuǎn)換
(3) 二進制數(shù)和十六進制數(shù)運算
(4) 計算機中數(shù)和字符的表示
(5) 幾種基本的邏輯運算
(6) 地址、數(shù)據(jù)、控制總線
（7）內(nèi)存地址空間
2.基本要求
了解機器指令、代碼指令、機器語言、匯編指令、匯編語言、匯編語言源程序、匯編程序、匯編等概念；掌握進位計數(shù)制與不同基數(shù)的數(shù)之間的轉(zhuǎn)換及運算；計算機中數(shù)和字符的表示；“與”、“或”、“非”、“異或”等幾種基本的邏輯運算；內(nèi)存地址空間。
第二章 寄存器
1.教學內(nèi)容
通用寄存器、物理地址、段的概念、段寄存器、CS、IP。
2.基本要求
理解計算機的硬件和軟件系統(tǒng)及其關系。掌握計算機的基本結構及總線；存儲器的內(nèi)容、地址及存儲器的分段；中央處理機的組成、80X86系列CPU工作寄存器構成和功能，特別是段寄存器和標志寄存器；
1.教學內(nèi)容(重點內(nèi)容)
通用寄存器、段的概念、段寄存器、代碼段
2.基本要求
熟練掌握通用寄存器、段的概念、段寄存器、代碼段。查看CPU和內(nèi)存，用機器指令 和匯編指令編程
第三章 寄存器（內(nèi)存訪問）
1.教學內(nèi)容
內(nèi)存中字的存儲、字的傳送、mov 、add、sub、數(shù)據(jù)段、棧、CPU提供的棧機制、push、pop指令、棧段。
2.基本要求
掌握字在內(nèi)存中的存儲以及mov、add、sub指令訪問內(nèi)存單元。深入理解靈活掌握棧。
第四章 第一個程序
1.教學內(nèi)容
源程序的編輯、編譯、連接以及執(zhí)行過程
2.基本要求
掌握匯編語言程序的編輯、編譯、連接以及執(zhí)行過程。。
第五章 【bx】 和loop指令
1.教學內(nèi)容
【bx】和loop指令以及聯(lián)合應用、段前綴以及使用。
2.基本要求
掌握【bx】和loop指令以及聯(lián)合應用、段前綴以及使用。掌握debug中跟蹤loop指令實現(xiàn)循環(huán)程序
第六章 包含多個段的程序
1.教學內(nèi)容
在代碼段使用數(shù)據(jù)和棧。將數(shù)據(jù)、代碼、棧放入不同的段。
2.基本要求
在代碼段使用數(shù)據(jù)和棧。將數(shù)據(jù)、代碼、棧放入不同的段。
第七章 更靈活的定位內(nèi)存地址的方法
1.教學內(nèi)容
And和or指令、字符形式給出的數(shù)據(jù)、大小寫轉(zhuǎn)換、【bx+idata】[bx+si]
[bx+di] [bx+si+idata]、不同尋址方式的靈活應用。
2.基本要求
掌握【bx+idata】、[bx+si]、[bx+di]、 [bx+si+idata]等尋址方式、不同尋址方式的靈活應用。
第八章 數(shù)據(jù)處理的兩個基本問題
1.教學內(nèi)容
Bx si di bp、匯編語言中數(shù)據(jù)位置的表達、尋址方式的綜合應用、div指令、偽指令dd 、dup。
2.基本要求
掌握Bx si di bp、匯編語言中數(shù)據(jù)位置的表達、尋址方式的綜合應用、div指令、偽指令dd 、dup。掌握尋址方式在結構化數(shù)據(jù)訪問中的應用。。
第九章 轉(zhuǎn)移指令的原理
1.教學內(nèi)容
操作符offset 、jmp指令以及JMP目的地址的尋址方式
2.基本要求
掌握和理解操作符offset 、jmp指令以及與轉(zhuǎn)移地址有關的尋址方式。
第十章 CALL和RET 指令
1.教學內(nèi)容
Call指令、ret和retf、以及call指令和ret指令的配合使用、mul指令、模塊化程序設計、參數(shù)和結果傳遞的問題、批量數(shù)據(jù)的傳遞、寄存器沖突問題
2.基本要求
掌握和理解Call指令、ret和retf、以及call指令和ret指令的配合使用、mul指令、模塊化程序設計、參數(shù)和結果傳遞。
第十一章 標志寄存器
1.教學內(nèi)容
ZF PF SF CF OF和adc sbb cmp pushf popf 以及檢測比較結果的條件轉(zhuǎn)移指令、DF標志和串傳送指令
2.基本要求
掌握和理解各種標志位ZF PF SF CF OF和指令adc sbb cmp pushf popf 以及檢測比較結果的條件轉(zhuǎn)移指令、DF標志和串傳送指令。
第十二章 內(nèi)中斷
1.教學內(nèi)容
內(nèi)中斷的產(chǎn)生、中斷處理程序、中斷向量表、中斷過程、中斷處理程序和iret指令、設置中斷向量、
2.基本要求
掌握和理解中斷、中斷向量、中斷處理程序以及中斷處理程序和中斷向量的編寫和設置。
第十三章 int指令
1.教學內(nèi)容
Int指令、編寫供應用程序調(diào)用的中斷例程
2.基本要求
掌握和理解并編寫、應用中斷例程。
第十四章 端口
1.教學內(nèi)容
端口的讀寫、CMOS RAM芯片、shl和shr指令。
2.基本要求
掌握和理解端口的概念以及端口的讀寫、CMOS RAM芯片的讀寫、shl和shr指令的使用。
第十五章 外中斷
1.教學內(nèi)容
接口芯片和端口、外中斷信息、PC機鍵盤的處理過程、編寫int 9中斷例程
2.基本要求
掌握和理解接口芯片和端口的概念、了解外中斷信息、PC機鍵盤的處理過程、學會編寫int 9中斷例程
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