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郑海虹：《数字逻辑与计算机组成》课程教学大纲
深圳大学数学与计算科学学院
课程教学大纲
（2006年10月重印版）
课程编号 23143101
课程名称 数字逻辑与计算机组成
课程类别 综合选修
教材名称 计算机组成与结构
制 订 人 郑海虹
审 核 人 陈之兵
2005年 4 月修订
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郑海虹：《数字逻辑与计算机组成》课程教学大纲
一、课程设计的指导思想
（一）课程性质 1．课程类别：综合选修课 2．适应专业：数学与应用数学专业（软件设计方向）、信息与计算科学专业 3．开设学期：第四学期 4．学时安排：周学时４+1，总学时90 5．学分分配：4.5学分 （二）开设目的 本课程是计算机硬件课程教学链中的重要环节，宗旨是在不开设先导课的前提下介绍计算机结构与组成，立足于现代计算机结构的高度，从部件级着眼，讲清楚计算机的组织，使学生在学完本课程后，能掌握计算机硬件系统的组成及工作原理，以及计算机结构的基本概貌。在建立起整机概念的基础上，为学生更好地掌握与硬件休戚相关的各种程序设计语言、有关网络的基本知识、层出不穷的应用软件等打下良好的基础。 （三）基本要求 掌握运算器、控制器、存储器的构成原理；掌握指令流程、组合逻辑控制、微程序控制等内容，这也是本课程的难点；了解数据信息的表示、运算方法与各类半导体存储器、辅助存储器、打印设备与显示装置等基本I/O设备；建立整机概念。 （四）主要内容 本课程讲述计算机各大部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及相互联结构成整机的技术，分为基础知识和计算机功能部件两大部分。前一部分是后一部分的前导课，让学生在把握了有关基础知识的前提下，思维逐渐计算机化，进而进入计算机原理把握者的角色；后者是把计算机从宏观上分成几大功能部件之后，分别介绍每一部件的工作原理，最后再建立起整机的概念。 （五）先修课程 无 （六）后继课程 计算机网络 （七）考核方式 闭卷考试 （八）使用教材 王爱英编.《计算机组成与结构》（第三版）.北京：清华大学出版社，2002. （九）参考书目 1. 白中英主编.《计算机组成原理》（第三版）.北京：科学出版社，2002 2. 王成、周继群、蔡月茹主编.《计算机组成原理试验指导书与习题集》.北京：清华大学出版社，1999 3. William Stallings.《Computer Organization and Architecture—Designing for Performance计算机组织与结构，性能设计》（第四版）.北京：清华大学出版社.Prentice Hall 1997
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郑海虹：《数字逻辑与计算机组成》课程教学大纲
二、教学内容
第一章 概述 教学目的 使学生在头脑中对计算机的组成形成一个基本轮廓，对其工作过程有一个大致了解，了解人与计算机如何产生联系。 教学要求 了解：计算机的发展概况、现代计算机的特点 掌握：计算机的组成及工作过程 理解：计算机的分级及技术指标 内容提要 计算机与语言 计算机的硬件 计算机系统的层次结构 电子计算机的发展简史 计算机的应用 第二章 计算机的逻辑部件 教学目的 在未开设《数字逻辑》的前提下，用大约10学时介绍此章，学完本章后能够：给出文字说明或逻辑函数，能用基本逻辑单元电路完成给定功能的电路设计；在给出逻辑电路的前提下，能写出它的逻辑表达式，并大致描述其功能；要求学生重点把握基本门电路与应用、触发器及寄存器及电路设计。 教学要求 掌握：逻辑代数、门电路、组合逻辑电路的应用及设计 理解：触发器、时序逻辑电路 了解：阵列逻辑电路 内容提要 三种基本逻辑操作及布尔代数的基本公式 逻辑函数的化简 代数化简法 卡诺图化简法 逻辑门的实现 计算机中常用的组合逻辑电路 加法器 算术逻辑单元 译码器 数据选择器 时序逻辑电路 触发器 寄存器和移位寄存器 - 97 -
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计数器 阵列逻辑电路 第三章 运算方法和运算部件 教学目的 把握在计算机中实现信息处理的方法：数值数据、非数值数据在计算机内的表示，在计算机中的运算方法及相应的运算器的结构和工作原理。 教学要求 掌握：各种进制及其转换、带符号二进制数在计算机中的表示方法及相互关系 掌握：定点数，定点数的加、减、乘、除运算方法及相应的电路实现 理解：浮点数，浮点数的加、减、乘、除运算方法及相应的电路实现 了解：数据校验的概念和方法 内容提要 数据的表示方法和转换 数值型数据的表示和转换 十进制的编码与运算 带符号的二进制数据在计算机中的表示方法及加减运算 原码、补码、反码及其加减法运算 加减法运算的溢出处理 定点数和浮点数 二进制乘法运算 定点数一位乘法 定点数二位乘法 阵列乘法器 二进制除法运算 定点除法运算 提高除法运算速度的方法举例 浮点数的运算方法 浮点数的加减法运算 浮点数的乘除法运算 运算部件 数据校验码 奇偶校验码 海明校验码 循环冗余校验（CRC）码 第四章 主存储器 教学目的 掌握存储器的功能及大致工作过程以及主存储系统中存在的问题及解决方案。 教学要求 理解：主存的重要性、分类、技术指标、基本操作 - 98 -