计算机组成与结构课程设计
计算机系统组成与体系结构课程设计
计算机系统组成与体系结构
计算机系统组成与体系结构是计算机专业中的一门基础课程，主要涉及计算机
系统的硬件组成和工作原理。
在本篇文章中，我们将探讨这门课程的一部分——课程设计。
设计目的和背景
课程设计旨在通过对计算机系统组成与体系结构知识的深入理解和实践操作，
锻炼学生的科学研究能力、分析问题的能力以及解决实际问题的能力。
此外，课程设计也是培养学生创新能力和团队合作意识的一项重要手段。
设计内容
课程设计的内容主要分为三个部分，分别为实验指导书编写、实验设备的选购
和实验的进行与结果分析。
实验指导书编写
编写实验指导书是课程设计的重要组成部分。
在这一步中，学生需要对所学的
计算机系统组成与体系结构的知识进行总结和归纳，将其转化为可操作的具体实验方案。
同时，编写实验指导书还需要考虑到实验材料及实验效果的语言描述、图表说明等，从而使得实验方案更加清晰明了。
此外，在编写实验指导书的过程中，学生也需要关注到实验方案的安全性、可靠性和实用性等问题。
实验设备的选购
在实验指导书编写完成后，学生需要根据实验方案的要求进行实验设备的选购。
在这一环节中，学生需要首先了解实验所需的硬件和软件设备，对其进行一些比较、评估和选购。
设备的选择要充分考虑到性能、价格、可靠性等各方面的因素。
当然，在选购时还需要考虑到实验经费的限制和实验时间的规定。
1。
计算机组成课程设计
计算机组成课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握计算机硬件的基本组成，包括CPU、内存、硬盘、输入输出设备等；2. 了解计算机硬件的工作原理，如CPU的运算和控制过程，内存的读写机制等；3. 掌握计算机性能的主要指标，如CPU主频、内存容量、硬盘速度等。
技能目标：1. 能够运用所学的计算机组成知识，分析并解决实际计算机使用过程中遇到的问题；2. 学会使用相关软件检测和评估计算机硬件性能；3. 能够自主搭建一台简单的计算机，并进行基本的硬件组装和调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机硬件的兴趣和热情，提高学习积极性；2. 培养学生团队合作意识，学会在团队中分工与协作；3. 增强学生的创新意识和动手能力，鼓励他们勇于尝试，善于发现问题并解决。
本课程针对高中年级学生，结合计算机组成原理和硬件知识，注重理论与实践相结合。
课程性质为实践性较强的学科，要求学生在掌握理论知识的基础上，能够运用所学解决实际问题。
考虑到学生的年龄特点和认知水平，课程目标设定既注重基础知识的学习，也关注实践技能的培养，同时关注学生情感态度价值观的塑造，使他们在学习过程中形成良好的学习态度和价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 计算机硬件基本组成- 教材章节：第1章 计算机硬件概述- 内容：CPU、内存、硬盘、输入输出设备等硬件组件的功能和作用。
2. 计算机硬件工作原理- 教材章节：第2章 CPU与内存- 内容：CPU的运算和控制过程，内存的读写机制，数据总线、地址总线、控制总线的原理。
3. 计算机性能指标与评估- 教材章节：第3章 计算机性能- 内容：CPU主频、内存容量、硬盘速度等性能指标，性能评估方法。
4. 实践操作与硬件组装- 教材章节：第4章 硬件组装与维护- 内容：计算机硬件组装过程，基本调试方法，常见故障排除。
5. 计算机硬件发展趋势与新技术- 教材章节：第5章 计算机硬件新技术- 内容：介绍计算机硬件领域的新技术、新趋势，如固态硬盘、虚拟现实等。
计算机组成与结构课程标准
计算机组成与结构课程标准第一篇：计算机组成与结构课程标准计算机组成与结构Computer Organization and Architecture【课程编号】1020216 【总学时数】48 【学分数】3 【适用专业】网络工程【课程类别】专业必修课【周学时数】4 【先修课程】一、教学目标通过本课程的教学，让学生从计算机的基本概念、基本组成及基本功能着手，对计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理进行讨论，使学生掌握有关软、硬件的基本知识，尤其是各基本组成部件有机连接构成整机系统的方法，为培养学生对计算机系统的分析、设计、开发和使用能力打下基础。
二、教学内容、要求及学时分配第一章计算机系统概论学时：4 教学内容：1.1 计算机与语言 1.2 计算机的硬件1.3 计算机系统的层次结构 1.4 电子计算机的发展简史 1.5 计算机的应用教学要求：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。
重点、难点：计算机的组成及工作过程，计算机的分级实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体第二章计算机的逻辑部件学时：4 教学内容：2.1 三种基本逻辑操作及布尔代数的基本公式 2.2 逻辑函数的化简2.3 逻辑门的实现2.4 计算机中常用的组合逻辑电路 2.5 时序逻辑电路 2.6 阵列逻辑电路教学要求：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。
重点、难点：逻辑代数、门电路、组合逻辑电路实验课、习题课、讨论课等教学形式：讲授、多媒体第三章运算方法和运算部件学时：4 教学内容：3.1 数据的表示方法和转换3.2 带符号的二进制数据在计算机中的表示方法及加减运算 3.3 二进制乘法运算 3.4 二进制除法运算 3.5 浮点数的运算方法 3.6 运算部件3.7 数据校验码教学要求：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。
计算机组成与体系结构课程设计
计算机组成与体系结构课程设计一、设计背景计算机组成与体系结构是计算机科学与技术专业中的一门重要基础课程，它是学生全面认识计算机硬件、软件系统的入门课程。
此次课程设计旨在通过设计和实现一个简单的计算机系统的方式，让学生深入理解计算机的组成原理和工作方式，培养学生的计算机系统设计和编程能力。
二、设计目的本课程设计的主要目的是：1.加深学生对计算机系统组成和工作方式的理解；2.培养学生利用计算机系统构建实际系统的能力；3.提高学生的编程和调试能力；4.加强学生的团队合作和信息交流能力。
三、设计内容1.设计和实现一个简单的计算机系统，包括计算机的处理器、存储器、输入输出设备等；2.设计和实现计算机系统的指令集、操作系统、文件系统等软件功能；3.设计和实现测试和调试工具，进行系统测试和调试；4.进行实际系统的性能测试和优化；5.编写课程设计报告，对整个系统进行详细描述，并对设计过程和实现过程进行总结。
四、设计流程本课程设计的流程如下：1.组建项目团队，确定团队各成员的职责；2.研究计算机系统的组成原理和工作方式；3.确定计算机系统的基本要求和功能；4.制定计算机系统的整体设计方案；5.实现计算机系统的硬件和软件功能；6.进行系统测试和调试，优化系统性能；7.编写课程设计报告。
五、设计语言与环境1.计算机系统的硬件设计使用Verilog语言，并采用Quartus II软件进行仿真和实现；2.计算机系统的软件设计使用C语言，并采用GCC编译器进行编译。
六、设计要求1.计算机系统的硬件设计要求符合计算机系统的基本工作原理和规范；2.计算机系统的软件设计要求符合C语言编程规范，并能够实现计算机系统的基本功能；3.计算机系统的测试和调试要求严谨认真，确保系统的稳定性和性能；4.编写课程设计报告要求内容全面、结构清晰，文句通顺、简明易懂。
七、设计成果展示本课程设计成果包括：1.计算机系统的完整硬件和软件实现；2.计算机系统的详细测试和调试报告；3.计算机系统的设计和实现文档；4.课程设计报告和演示材料。
计算机组成与系统结构课程设计
计算机组成与系统结构课程设计一、课程设计背景计算机组成与系统结构是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，它主要介绍计算机的基本组成、原理和结构等方面的知识。
计算机组成与系统结构课程的学习对于学生深入了解计算机硬件的工作原理、优化计算机程序的运行速度以及开发计算机系统和应用具有重要意义。
在此背景下，本文将介绍一项计算机组成与系统结构课程设计，旨在帮助学生深入了解计算机的基本结构、实践搭建计算机系统，并通过开发一个简单的程序来提高对计算机软硬件的综合应用能力。
二、课程设计内容1.设计计算机组成与系统结构的实验方案；2.利用物理部件构建计算机硬件；3.完成编译过程，将源代码转换成机器码；4.编写汇编语言程序，学习对计算机硬件的操作；5.制作计算机操作系统，并将其嵌入到计算机硬件中；6.完成一个简单的计算机程序，以实现对计算机的硬件和软件进行综合应用和测试。
三、课程设计流程1.实验方案设计在计算机组成与系统结构课程设计中，首先需要制定实验方案。
实验方案需要明确实验目的、实验内容、实验要求、实验步骤和实验细节等方面的要求。
2.选择物理部件在实验方案制定之后，需要选择所需要的物理部件。
常用的组成计算机硬件的物理部件包括CPU、存储器、输入/输出设备等。
3.构建计算机硬件通过选择物理部件，学生可以开始构建计算机硬件。
这个阶段主要包括将CPU、存储器、输入/输出设备等部件进行连接、搭建硬件框架等工作。
4.将源代码转换成机器码在构建计算机硬件之后，学生需要完成编译过程，将源代码转换成机器码。
5.编写汇编语言程序通过制定实验方案，学生需要编写汇编语言程序，利用程序对计算机硬件进行操作，从而实现对计算机的控制。
6.制作计算机操作系统在编写汇编语言程序之后，学生需要制作一个计算机操作系统。
通过将操作系统嵌入到计算机硬件中，可以实现对计算机系统各个方面的整合，为计算机应用提供支持。
7.开发简单的计算机程序学生需要开发一个简单的计算机程序，以测试自己所建立的计算机系统的性能和可靠性。
《计算机组成与结构》课程实验指导书
聊城大学计算机学院计算机组成与结构》》课程《计算机组成与结构实验指导书软件工程系 王贤勇软件工程系2010年3月目 录前 言 (I)实验一 总线设计实验 (1)基本信息 (1)实验预习 (1)实验过程 (2)48实验结果分析 (11)实验四 运算器实验 (12)基本信息 (12)实验预习 (12)实验过程 (13)实验数据和实验结果记录 (14)实验结果分析 (15)实验五 CPU设计实验 (15)基本信息 (15)实验预习 (15)实验过程 (16)前言《计算机组成与结构》课程是计算机科学与技术专业的专业核心课，侧重于讲授计算机基本部件的构造和组织方式、基本运算的操作原理以及部件和单元的设计思想等，突出介绍计算机组成的一般原理，不结合任何具体机型，在体系结构上从外部大框架入手，层层细化，即采用自顶向下的分析方法，详述计算机组成原理。
本课程内容共分为4篇，第1篇(第1、2章)介绍计算机的基本组成、发展及应用；第2篇(第3～5章)介绍系统总线、存储器(包括主存储器、高速缓冲存储器和辅助存储器)和输入输出系统；建立计算实验一实验一 总线设计实验基本信息实验课程实验课程：：计算机组成与结构 设课形式设课形式：：非独立 课程学分课程学分：：4实验项目实验项目：：总线设计实验 项目类型项目类型：：设计项目学时项目学时：：2实验预习实验目的和要求实验目的和要求：：时刻完成总。
实现（因3、对于T 0、T 1等信号的产生，可以使用D 触发器构成环形计数器实现。
可选的器件的有74LS74等。
3、寄存器的锁存、输出等信号，采用时钟信号与顺序信号的运算实现。
4、对于寄存器内容通过总线中转的要求，可以另设一个寄存器，或者称作总线数据锁存器。
5、为方便观察，使电路可以手动控制产生时钟以及其他信号。
实验过程1、根据实验预习阶段的实验设计方案，完成第一项要求的电路设计如下。
4、对于第二项要求，记录手工操作过程及显示数据。
此处没有使用LED显示，可以观察仿真软件中芯片引脚电平信号（红色为1、蓝色为0、灰色为三态）。
计算机组成与系统结构 教学大纲
“计算机组成与系统结构”课程教学大纲
一、课程名称
计算机组成与系统结构（Computer Organization and Architecture）
二、课程的教学目标与任务
本课程是计算机科学与技术及相关专业本科生的核心课程之一，是必修的专业基础课。
本课程侧重于硬件，重点讲授单机系统范围内计算机各部件和系统的组成以及内部工作机制，并在此基础上，系统地讲授并行体系结构的内容。
通过学习，使学生：
1、理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。
2、理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。
3、能够综合运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。
4、在系统层次上掌握计算机工作的全貌，深入理解与已学或即将学习的相关软件类课程的关系，提高计算机系统设计能力。
三、课程具体内容
计算机科学导论（计算机基础）
数字电路（数字逻辑）
五、教材及参考书目
教材：
《计算机组成与系统结构》，蒋本珊、马忠梅、王娟，人民邮电出版社，2022o 参考书目：
.《计算机组成与系统结构学习指导及习题解析》，蒋本珊、马忠梅、王娟, 人民邮电出版社，即将出版。
计算机组成结构化方法第五版课程设计
计算机组成结构化方法第五版课程设计1. 课程设计背景计算机组成原理是计算机科学和技术中的一门核心课程，旨在教授计算机的基本概念和结构，使学生了解机器语言、编译器和操作系统等计算机基础知识。
本课程将基于计算机组成结构化方法第五版教材，设计一个实践项目，旨在将学生的理论知识与实际操作相结合，提高学生的实践能力和创新能力。
2. 项目目标本次课程设计的目标是让学生掌握基于计算机组成原理的系统底层编程和调试方法，具体表现在以下几个方面：•熟悉计算机的基础概念和原理。
•学会使用计算机组成原理相关的工具，如汇编器和模拟器等。
•掌握计算机指令的格式、运行机制和实际操作流程。
•能够开发简单的汇编程序，并能通过模拟器进行调试和优化。
3. 项目内容3.1 前期准备在项目开始前，学生需要自行学习计算机组成原理相关知识，包括机器语言、汇编语言、指令格式、存储器结构、IO接口等基本概念。
同时，学生也需要熟悉模拟器的使用方法，了解如何将汇编程序导入模拟器，进行调试和优化。
3.2 项目任务本次课程设计主要分为两个任务，分别是汇编程序开发和模拟器调试优化。
3.2.1 汇编程序开发学生需要自己选择一个简单的汇编程序，并进行开发，开发过程中需要注意以下注意事项：•选择合适的指令集和数据结构。
•编写完整的汇编代码，并加上适当的注释。
•使用汇编器将汇编代码转换为机器代码，并输出到文本文件中。
•将机器代码导入到模拟器中，进行下一步的调试和优化。
3.2.2 模拟器调试和优化学生在模拟器中调试自己的汇编程序，优化过程中需要注意以下事项：•使用模拟器的单步执行和断点功能，逐行检查程序运行状态。
•通过模拟器提供的寄存器、内存等数据显示功能，确认每步操作的正确性。
•通过调整指令顺序、跳转条件等手段，优化程序的运行效率和功能。
4. 预期效果本次课程设计的预期效果有以下几点：•学生能够对计算机的底层结构和运行机理有更深入的理解。
•学生能够熟练使用汇编器和模拟器等相关工具，准确地将自己的想法转化为计算机指令，并进行调试和优化。
计算机的基本组成及工作原理教案
计算机的基本组成及工作原理教案
一、计算机的基本组成
1. 中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）
中央处理器是计算机的核心，负责控制和管理整个计算机系统的运行，是计算机系统最重要的部件，把计算机硬件组件组合在一起，使之能够运
行系统软件。
主要由ALU、控制器、缓存、总线和晶体管等组成。
ALU（Arithmetic Logic Unit，算术逻辑部件）是由运算器和逻辑单
元组成，主要完成数据的运算和逻辑判断功能；控制器负责处理指令序列，它的作用是控制各个部件的工作；缓存负责临时存储数据，其功能是更快
的地将数据移动到CPU；总线（Bus）是连接CPU、外部存储器和外部设备
的通讯介质，是以二进制码进行消息传递；晶体管（Transistor）通过控
制电路流出的电流，使之变成0或1，用于存储和传输信息。
2.存储器
存储器是计算机内部的一种存储装置，主要用来存储程序指令和数据
信息。
它主要由电容、存储器单元和控制器等组成，可以分为内存和外存
两大类。
内存是指主存储器，它是计算机最快的一种存储器，一般用来存储正
在运行的程序指令和运算数据；外存是指辅助存储器，它用来存放长期保
存的数据和程序，外存存储速度比内存慢得多，但它可以存储的数据量比
内存大得多。
计算机的组成原理教案优秀5篇
计算机的组成原理教案优秀5篇计算机的组成原理教案1一、教学目标1.了解计算机硬件各部分的名称及作用。
了解多媒体计算机的硬件组成以及性能指标。
2.通过观察分析，归纳总结计算机的组成。
通过学习，了解计算机的硬件知识。
通过实践和学习，为后面学习计算机的组装过程作准备。
3.通过对计算机硬件的了解，培养学生深入探究和动手实践的能力。
二、教学重难点重点：了解计算机的硬件组成的名称和作用。
难点：本活动的教学难点也是从计算机的'工作原理上来分析计算机的硬件组成，引导学生深入分析计算机内部的结构和工作原理。
三、教学方法创设情境法，师生问答法、讲授法等。
四、教学过程(一)新课导入大家都知道计算机，又被称为电脑，这是一种比喻，就好像用电的人脑一样，是人脑功能的延伸和扩充，因此，要了解计算机部件的构成和作用，首先要了解人体各部位的功能，请问人体的哪一部分能够进行计算，是人脑还是四肢或五官？对、很显然是人脑。
好，那么我们每个人都能记住自己的名字人体的哪一部分能够进行记忆啊？对是人脑还是四肢或五官呀，是人脑。
人脑能命令我们的四肢和五官，做出各种活动、是整个人体的中心，那么一个人光有大脑没有四肢和五官，行不行啊？不行他没有办法说话、走路和写字。
是啊，人脑再重要也必须依靠四肢和五官，将自己的功能发挥得尽善尽美。
计算机也同人一样，有相当于大脑的中心部件，也有相当于四肢和五官(二)新课讲授1.先请同学们自己看书P106-112，边看书边思考：①计算机系统是由哪两部分组成？②计算机硬件是由哪几部分组成？巡视检查学生自学情况。
计算机的组成原理教案2教学目标知识目标：1.理解计算机网络、网络协议的基本概念；2.了解计算机网络的分类和应用、三个网络组成部分的作用和网络组件的作用；3.认识常见的通信线路和常用的连接设备。
技能目标：1.会安装上因特网必需的网络组件；2.能识别常见的网络连接设备和传输介质。
情感、态度与价值观目标：1.体验计算机网络实体的复杂性和多样性；2.培养热爱网络、爱护公共设施的意识。
计算机组成与结构课程设计
计算机组成与结构课程设计背景计算机组成与结构是计算机领域的重要基础课程之一。
在本课程中，我们将介绍计算机系统的各个组成部分，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，并深入探讨它们之间的联系和协作。
同时，我们还将关注计算机系统的性能优化、指令集体系结构等方面的内容，为学生打下坚实的计算机基础。
目的本课程设计旨在帮助学生加深对计算机组成与结构的理解和掌握。
通过实践，学生将学习如何分析和设计计算机系统的各个组成部分，了解它们之间的相互连接和作用，并能够利用计算机系统的性能优化技术提高系统的性能和效率。
设计方案本课程设计将分为三个部分，包括理论学习、实践操作和实验报告撰写。
具体安排如下：理论学习在理论学习环节，我们将对计算机组成与结构的基本概念和原理进行介绍和讲解。
学生将学习如何分析计算机系统的各个部分，并了解它们之间的联系和作用。
同时，我们还将介绍计算机系统的性能优化、指令集体系结构等方面的专业知识。
实践操作在实践操作环节，学生将进行计算机系统的硬件设计和调试。
我们将为学生提供一些典型的计算机系统实验，如简单CPU的设计、存储器的实现、输入输出控制等。
学生将根据实验要求设计、调试和测试计算机系统，并在实验过程中发现和解决问题。
实验报告撰写在实验报告撰写环节，学生将就实验过程中的设计过程、调试方法、技术难点和实验结果等方面进行撰写，并对实验过程中遇到的问题和解决方案进行详细描述和分析。
此外，学生还需要对实验结果进行分析和解读，并提出自己的见解和体会。
教学方法本课程设计采用“理论+实践”的教学方法，既注重理论学习又注重实践操作。
在课程过程中，我们将采用讲解、实验操作、案例分析、互动研讨等多种教学方法，激发学生的学习兴趣和积极性，提高学生的学习效果和理解度。
考核方式本课程设计的考核形式为结合实验操作和实验报告。
学生将根据实验结果和记录撰写实验报告，形成课程期末成绩。
考核内容包括实验设计和调试、实验报告撰写、实验结果分析等方面。
计算机组成原理课程设计
计算机组成原理课程设计
计算机组成原理课程设计
一、课程介绍
本课程主要介绍计算机组成原理，包括计算机的结构，功能，性能，介绍CPU，存储器，总线，输入/输出系统，及这些部件之间的工作关系。
二、课程目标
1. 学生能够认识计算机的概念、主要组成部分及功能。
2. 了解计算机基本工作原理，包括CPU，存储器，总线，输入/输出系统，以及这些部件之间的工作关系。
3. 掌握主要软件技术，包括汇编语言，编译语言，操作系统等。
三、内容安排
本课程包括以下主要内容：
1. 计算机基本概念：计算机的构成，计算机系统和计算机网络。
2. CPU：架构、指令集、运算法则和程序控制。
3. 存储器：存储器的类型、特性和性能。
4. 总线：总线的结构、架构及特点。
5. 输入输出系统：计算机系统的输入输出结构、设备接口、通信协议。
6. 汇编语言程序设计：汇编语言基本语法，程序编写及调试。
7. 编译语言程序设计：编译语言程序设计，程序语言、数据结构、程序编写及调试。
8. 操作系统程序设计：操作系统概念、基本功能结构，虚拟存储器，任务调度，工作管理，系统文件管理等。
四、课程评价
课程主要采用学习报告、小组讨论、实验报告等方式进行评价。
《计算机结构与组成》课程教学大纲
《计算机结构与组成》教学大纲一、课程基本信息1.课程代码：211214002.课程中文名称：计算机结构与组成课程英文名称：Computer Structure and Composing3.面向对象：软件工程及信息工程专业学生4.开课学院（课部）、系（中心、室）：信息工程学院软件工程系5.总学时数：56讲课学时数：48 ,实验学时数：86.学分数：3.57.授课语种：中文，考试语种：中文8.教材：《计算机组成与设计》，Patterson等编著，郑纬民等译，清华大学出版社，2000.7二'课程内容简介本课程的教学任务是讲述计算机系统软、硬件局部的总体结构、基本组成与工作原理。
主要讲授计算机高级程序如何通过一步步转换，最后通过硬件执行来完成。
使得学生对于计算机有一个整体的了解。
三、课程的地位、作用和教学目标《计算机结构与组成》是信息类的一门专业基础课，其教学目的是培养学生对于信息技术的支撑环境一一计算机核心软、硬件（现代微处理器及系统）的各基本组成局部、各局部间的接口有较深入的理解，使学生建立清晰的计算机软、硬件整体概念，为将来进一步学习相关课程打下扎实的基础。
四'与本课程相联系的其他课程先修课程：计算机高级语言；后续课程：操作系统原理A五' 教学基本要求用任务驱动模式，通过问题解决的过程，培养学生自主分析问题和解决问题的能力。
注重采用启发式教学，运用课堂提问和课堂讨论的方式。
六' 考核方式与评价结构比例（-）本课程为期中、期末考试及课程作业、上机技能考核的结合。
上机实验（20%）平时作业（10%）大作业工程（20%）期中考试（20%）期终考试（30%）（-）考试命题原那么（1）期中考试范围：汇编语言程序设计基础（60%）、指令系统（40%）题型：选择题、正误题、简答题、编程题、程序填空题考试时间：第9教学周考试方式：闭卷（2）期终考试范围：汇编语言程序设计基础（20%）、指令系统（10%）、数字逻辑基础（20%）、CPU设计（25%）多级存储系统（15分）、输入输出系统（10分）题型：选择题、正误题、简答题、编程题、程序填空题、逻辑设计题考试时间：第18教学周考试方式：闭卷七' 教学参考资料1.《计算机组成与结构》（第五版），王爱英著，出版社：清华大学出版社，出版时间:2013年1月Patterson, David A.; Ditzel, David R. （1980）. "The case for the reduced instruction set computer". ACM SIGARCH Computer Architecture News 8 （6）: 25-33.David A. Patterson and Carlo H. Sequin,, "RISC I: A Reduced Instruction Set VLSI Computer" Proceedings of the 8th annual symposium on Computer Architecture, 1981.David A. Patterson, Garth Gibson, and Randy H. Katz: A Case for Redundant Arrays ofInexpensive Disks （RAID）. University of California Berkeley. 1988.八、教学进度与内容安排。
计算机组成原理课程设计3篇
计算机组成原理课程设计第一篇：CPU设计计算机中心处理器（Central Processing Unit, CPU）是计算机的心脏，它负责执行指令，完成计算和控制计算机的所有运算和数据传输。
在计算机组成原理课程设计中，设计一块CPU是非常重要的一步。
CPU的设计与制作需要有一定的基础和经验。
首先，需要了解CPU的工作原理和基本组成，包括寄存器、ALU、控制器和数据通路等。
其次，需要掌握数字逻辑、硬件描述语言和电子工艺制作等知识和技能，以实现CPU的具体功能。
设计一块CPU可分为以下几个步骤：1.确定CPU的整体架构和指令集。
根据需求和实际应用，确定CPU的整体架构和指令集。
可以参考现有的CPU设计，并根据实际情况进行优化和改进。
2.编写CPU的硬件描述语言代码。
使用硬件描述语言（如VHDL）编写CPU的硬件描述语言代码，包括寄存器、ALU、控制器和数据通路等。
3.使用仿真工具进行验证。
使用仿真工具模拟CPU的运行过程，验证硬件描述语言代码的正确性和功能实现。
4.设计和制作PCB电路板。
将CPU的硬件描述语言代码转换为PCB电路板设计，并制作出实际的电路板。
5.测试CPU的性能和功能。
对制作出的CPU进行测试，验证其性能和功能可靠性。
CPU的设计和制作是计算机组成原理课程设计中非常关键的一步，它直接影响到完成整个计算机系统的可靠性和性能。
因此，设计和制作一块优秀的CPU需要耐心和实践经验的积累。
第二篇：存储器设计存储器是计算机系统中重要的组成部分，用于存储数据和程序。
存储器需要具有读、写、删等常见操作，设计一块性能良好和容量适中的存储器是计算机组成原理课程设计的核心内容之一。
存储器的设计和制作需要掌握数字电路设计、电子工艺制作和人机交互等知识和技能。
下面是存储器设计的主要步骤：1.确定存储器的类型和容量。
根据实际需要和使用场景，确定存储器的类型和容量，包括SRAM、DRAM、FLASH等。
2.设计存储器的电路和控制线路。
计算机组成与系统结构教学设计
计算机组成与系统结构教学设计一、课程背景随着计算机科学与技术的不断发展，计算机组成与系统结构作为计算机相关专业的一门重要课程，对学生学习计算机原理、编程语言以及计算机应用具有重要的指导意义。
本课程主要通过模块的分析，系统的学习，让学生掌握计算机系统的基本结构、组成部分以及他们之间的关系，为学生掌握计算机编程和开发奠定坚实基础。
二、课程目标本课程的教学目标主要有以下几个方面：•让学生了解计算机的发展历程及其作用；•让学生掌握计算机硬件的组成部分，如CPU、内存、存储器等；•让学生了解计算机的系统结构，包括总线、输入输出等；•让学生了解计算机的层次结构以及操作系统的基本概念；•让学生了解计算机网络的基本概念和组成部件。
三、教学内容安排第一章绪论• 1.1 计算机和数据的概述• 1.2 计算机的发展历程和功能• 1.3 计算机体系结构与组成第二章计算机硬件• 2.1 中央处理器CPU• 2.2 存储器• 2.3 输入输出设备• 2.4 总线第三章计算机系统结构• 3.1 存储器层次结构和Cache• 3.2 输入输出系统• 3.3 中断和异常处理• 3.4 时间和时钟第四章计算机操作系统• 4.1 操作系统概述• 4.2 进程管理• 4.3 存储管理• 4.4 文件管理• 4.5 设备管理第五章计算机网络• 5.1 计算机网络概述• 5.2 协议与分层• 5.3 物理层• 5.4 数据链路层• 5.5 网络层• 5.6 运输层• 5.7 应用层四、教学方法本课程将采用课堂讲解、课程讨论、实验演示等多种教学方法，让学生在理论与实践中相辅相成，深入掌握计算机组成与系统结构的基本概念、实现方法和开发细节。
五、考核方式本课程的考核方式主要包括平时作业、实验报告和期末考试等几个部分，通过这些方式循序渐进地检验和补充学生的习得过程，最终形成比较全面的评估结果。
六、教学评价本课程的教学效果主要通过学生的课堂出勤、作业完成情况、实验成绩、期末考试成绩以及教学评估等几个方面进行评估。
计算机组成与体系结构教学设计
计算机组成与体系结构教学设计背景计算机组成与体系结构课程是计算机科学专业和相关专业中的重要课程之一。
该课程通过讲解计算机硬件的组成以及计算机体系结构的基本应用和原理，让学生对计算机体系结构的内部结构和工作原理有一个全面的认识，为进一步深入学习计算机系统和计算机科学领域打下坚实的基础。
因此，本篇文档将通过介绍教学内容、教学方法和教学效果评估等方面的内容，进一步完善计算机组成与体系结构课程的教学设计。
教学内容计算机组成与体系结构课程的教学内容通常包括计算机硬件组成，各种计算机组件的原理与作用，存储器层次结构，总线结构以及计算机体系结构的分类与特性等方面的内容。
这些内容是计算机科学和技术领域的核心知识点，对学生理解计算机科学和技术领域的各个方面都有很大的帮助。
因此，在教学设计过程中，需要设计好相应的内容模块，合理规划课程时间和教学进度，让学生掌握这些知识点。
教学方法计算机组成与体系结构课程的教学方法相互依托，以课堂讲授为基础，互相补充。
具体教学方法包括：课堂讲授在课堂上，老师应当通过讲解、演示、举例等方式，对计算机组成与体系结构的基本原理和体系结构的分类与特性等方面的知识进行讲解和阐述，教师与学生之间的互动也需多多。
实验教学计算机组成与体系结构课程的实验教学是非常重要的一部分，在实验室中，学生可以直接接触硬件设备，进行程序编译和调试等具体体验性任务。
通过实验，学生能够加深对计算机硬件组成、原理和体系结构的理解，增强实际操作能力和协调能力。
课程设计教师也可以通过设计项目任务，让学生通过自主探索的形式，深入研究计算机组成与体系结构的相关知识点，从而提高学生的主动学习能力，实现知识点内化。
教学效果评估在计算机组成与体系结构课程教学结束之后，需对学生进行教学效果评估。
评估内容包括学生对于计算机硬件组成和计算机体系结构的基础知识点的掌握程度，能否使用相关知识点进行实际应用以及学生对该课程的总体评价等。
评估结果将有助于教师对教学过程进行总结和反思，提高教学质量。
计算机组成与体系结构培训课程设计方案(doc 10页)
计算机组成与体系结构培训课程设计方案(doc 10页)目录（一）课设任务概述 (3)1.1课设目的 (3)1.2 课设任务 (3)（二）课设内容 (4)2.1指令的执行流程 (4)2.2存储器 (6)2.3设计计算机运算器 (7)2.4计算机的硬件系统 (10)（三）个人总结 (17)（四）参考文献 (18)（五）致谢 (18)（二）课设内容2.1指令的执行流程2.1.1参考给出的或者课本上的计算机的硬件（应有中断功能）组成，写出完成下面给定的指令格式的指令的执行流程；（1）寄存器内容完成“异或”运算“异或”指令的指令格式DR:目标寄存器 SR：源寄存器操作码 DR SRXRL DR，SRPC->ARM->DRDR->IR译DR->YSR->XX⊕Y->DR（2）把一个内存单元中的内容读到所选择的一个累加器中。
操作码DR SR(3) ④OUT addr 0011 0000 ×××× [addr] BUS启PC->AR->ABUSDBUS->DR->IRPC+1->PC译IR->DR->AR->ABUSABUS->I/O2.2存储器某机器中，已知配有一个地址空间为0000H-3FFFH的ROM区域。
现在再用一个RAM芯片(8K×8)形成40K×16位的RAM区域，起始地址为6000H,假定RAM芯片有和信号控制端。
CPU的地址总线为A15-A0，数据总线为D15-D0，控制信号为R/(读/写)，(访存)，要求：（1）画出地址译码方案。
（2）将ROM与RAM同CPU连接。
依题意，主存地址空间分布如右图所示，可选用2片(16K×8位)的EPROM作为ROM区；10片的8K×8位RAM片组成40K×16位的RAM区。
(16K×8位)的EPROM需14位片内地址，而(8K×8)RAM需13位片内地址，故可用A15-A13三位高地址经译码产生片选信号,方案如下:2.3设计计算机运算器指令助记符位 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 109 8 7 6 5 4 3 2 1 0 指令码（十六进制）信号 S 3 S 2 S 1 S 0 C n M X 1 X 0 O I C L C P S C G O T L P O B G I P +1 D R M L D W C R C R R 读 WR写有效电平* * * * * * * * 0 1 1 * 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1取指微指令 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 008B6AA D D A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 00082BE1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 C7A9（1）ADD 指令执行流程： （1）取指PC->AR 将PC 内容传给AR AR->M 找到对应内存地址 M->DR 进入缓冲寄存器PC+I->PC PC 内容加I 形成下条指令地址，I 为指令长度DR->IR 传送入指令寄存器 （2）执行0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 008A6AS U B A,B 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 00082BE0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 6FACC D0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 008A6AA->Y将A中的数据传送到寄存器Y中addr+Y->Z addr中数据与Y 中数据加载至ALU做加法，结果暂存于Z 中Z->A 将暂存器Z的内容传送到A中（2）SUB指令执行流程：（1）取指PC->AR 将PC内容传给ARAR->M 找到对应内存地址M->DR 进入缓冲寄存器PC+I->PC PC内容加I形成下条指令地址，I为指令长度DR->IR 传送入指令寄存器（2）执行IR->AR 将指令寄存器中的内容送入地址寄存器AR->M 找到对应内存地址M->DR 进入缓冲寄存器DR->AR 将缓冲寄存器中的内容送入地址寄存器AR->M 找到对应内存地址M->DR 进入缓冲寄存器R0->Y 将R0的内容送入暂存器Y中Y-DR->Z 暂存器Y的值减去缓冲寄存器的值后存入Z暂存器Z->R0 将Z中的内容送入R0中2.4计算机的硬件系统了解计算机的硬件系统。
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课程设计说明书课程设计名称：计算机组成与结构课程设计课程设计题目：基本模型计算机设计与实现学院名称：信息工程学院专业：计算机科学与技术班级：学号：姓名：评分：教师：2011 年 1 月 14 日目录第一章课程设计目的与任务 (1)1.1课程设计目的 (1)1.2课程设计任务 (1)第二章简易交通灯设计方案单元模块电路设计 (2)2.1设计原理 (2)2.1.1指令系统 (2)2.1.2模型计算机硬件 (2)2.2设计方案 (4)2.2.1模型机硬件设计 (6)2.2.2指令系统设计 (11)第三章时序仿真 (13)3.1仿真波形 (13)第四章下载编程及测试 (14)第五章心得体会 (19)第六章参考文献 (19)第七章附录 (20)第一章课程设计目的与任务1、1课程设计目的计算机组成原理课程设计的主要任务是让学生通过动脑和动手解决计算机设计中的实际问题。
综合运用所学计算机组成原理知识，在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台基本的模型计算机，掌握整机概念，并设计机器指令系统，编写程序，在所设计的模型计算机上调试运行。
通过一台模型机的设计过程，明确计算机的控制原理与控制过程，巩固和灵活应用所学的理论知识，掌握计算机组成的一般设计方法，提高学生设计能力和实践操作技能，为从事计算机研制与设计打下基础。
达到以下目的：①深入理解基本模型计算机的功能和组成知识；②深入学习计算机各类典型指令的执行流程；③学习微程序控制器的设计过程和相关技术，掌握LPM_ROM的配置方法；④掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表；⑤在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将单元电路组成系统，构造一台基本模型计算机；1、2课程设计任务①定义五条机器指令，并编写响应的微程序作为模型计算机的控制器；②使用电路框图设计模型计算机电路，并下载编程芯片为定制的简单模型CPU；③在实验系统上连接输入按键和输出液晶显示屏为输出的模型计算机系统；第二章课程设计原理及方案2、1设计原理本实验将能在微过程控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定的功能。
实验中，计算机数据通路的控制将由微过程控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期，全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。
2、1、1指令系统本实验采用五条机器指令。
指令编码如下表：表2.2和表2.3。
源和目的寄存器可以是三个工作寄存器之一，寄存器标号R0为00,R1为01,R2为10。
为了在试验台上用键盘输入程序和数据到内存，以及通过液晶屏显示输出，设计了3个控制台操作命令，通过按键SWB 和SWA组合实现（括号中是SWB，SWA的键值）: 存储器读KRD（00）操作，存储器KWE（01）操作，启动程序执行RP（11）操作。
2、1、2模型计算机硬件模型机硬件有以下部分组成：运算器：采用8位运算器ALU181，实现算术逻辑运算。
该电路的两个操作数输入端设置两个寄存器DR0和DR1。
程序计数器PC：用来指示执行指令的地址，以便从内存取得指令。
地址寄存器AR：存放并输出访问内存单元的地址。
指令寄存器IR：锁存取得的指令，供控制电路解码分析执行。
此外，还提供了3个工作寄存器R0,R1和R2。
存放可编程程序和数据的存储器RAM也在芯片上实现（像单片机一样）。
各个功能模块通过总线连接。
控制器采用微程序设计。
整个模型机各功能部件的工作及通路连接的微操作代码如表2.4和表2.5所示。
采用字宽24位的ROM存放微程序，3个3-8译码器组成24位输出译码电路。
24①S3-S1,ALU的操作选择信号，控制执行16种算术逻辑操作之一种；②M,ALU操作方式选择,等于O为算术操作,等于1时执行逻辑操作；③CN ,进位标志,等于0时,最低位有进位输入,等于1表示无进位;④WE,控制RAM的读写信号,0值为读,1值为写;⑤A9,A8,经译码产生键盘SW_B,存储器RAM,输出显示LED通路选择信号;⑥A字段, 经译码产生各部件从总线输入选通信号,参考表2.5；⑦B字段, 经译码产生各部件到总线输出选通信号,参考表2.5；⑧C字段, 经译码产生测试转移P1～P4,装入程序计数器LDPC,参考表2.5；⑨μA5～μA0,微程序地址信号8位模型计算机的数据通路框图如图2-1所示。
根据每条机器指令执行的微操作顺序，微程序流程如图2-3。
控制台键盘译码微程序流程如图2-4。
综上所述，实现模型机指令的解释与执行的微程序代码如表2.6。
这些微代码写入ROM 中，正是我们在实验3的LPM_ROM 中存放的数据。
注意，表2.6中的微地址是8进制表示。
2、2设计方案图2-2 模型机cpu通路图 2-3 运行指令微程序流程图图 2-4 控制台指令微程序流程图2、2、1 模型机硬件设计该8位模型机逻辑功能结构如图2-1所示。
图中虚线框内包括运算器、控制器、程序存储器、数据存储器和微程序存储器等。
虚线框外部分主要是输入/输出装置, 包括键盘、数码管等, 用于向CPU 输入数据, 或CPU 向外输出数据, 以及观察CPU 内部工作情况及运算结果。
该模型机主要由算术逻辑单元ALU, 数据暂存寄存器DR0、DR1, 数据寄存器R0~ R2, 程序计数器PC, 地址寄存器AR, 程序/数据存储器MEMORAY, 指令寄存器IR, 微控制器C,输入单元INPUT和输出单元OUTPUT 所组成。
算术逻辑单元( ALU )算术逻辑单元( ALU ) 是计算机的核心部件之一，它能执行加法和减法等算术运算, 也能执行! 与∀、!或∀、!非∀等逻辑运算。
算术逻辑单元的基本功能根据74LS181的功能用VHDL编辑而成。
LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY ALU181 ISPORT (S : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0 );A : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);B : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);F : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);COUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);M : IN STD_LOGIC;CN : IN STD_LOGIC;CO : OUT STD_LOGIC;FZ : OUT STD_LOGIC );END ALU181;ARCHITECTURE behav OF ALU181 ISSIGNAL A9 : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);SIGNAL B9 : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);SIGNAL F9 : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);BEGINA9 <= '0' & A ; B9 <= '0' & B ;PROCESS(M,CN,A9,B9,S)BEGINCASE S ISWHEN "0000" => IF M='0' THEN F9<=A9 + CN ; ELSE F9<=NOT A9; END IF;WHEN "0001" => IF M='0' THEN F9<=(A9 OR B9) + CN ; ELSE F9<=NOT(A9 OR B9); END IF;WHEN "0010" => IF M='0' THEN F9<=(A9 OR (NOT B9))+ CN ; ELSE F9<=(NOT A9) AND B9; END IF;WHEN "0011" => IF M='0' THEN F9<= "000000000" - CN ; ELSE F9<="000000000"; END IF;WHEN "0100" => IF M='0' THEN F9<=A9+(A9 AND NOT B9)+ CN ; ELSE F9<=NOT (A9 AND B9); END IF;WHEN "0101" => IF M='0' THEN F9<=(A9 OR B9)+(A9 AND NOT B9)+CN ; ELSE F9<=NOT B9; END IF;WHEN "0110" => IF M='0' THEN F9<=A9 -B9 - CN ; ELSE F9<=A9 XOR B9; END IF;WHEN "0111" => IF M='0' THEN F9<=(A9 AND (NOT B9)) - CN ; ELSE F9<=A9 AND (NOT B9); END IF;WHEN "1000" => IF M='0' THEN F9<=A9 + (A9 AND B9)+CN ; ELSE F9<=(NOT A9) OR B9; END IF;WHEN "1001" => IF M='0' THEN F9<=A9 + B9 + CN ; ELSE F9<=NOT(A9 XOR B9); END IF;WHEN "1010" => IF M='0' THEN F9<=(A9 OR (NOT B9))+(A9 AND B9)+CN ; ELSE F9<=B9; END IF;WHEN "1011" => IF M='0' THEN F9<=(A9 AND B9)- CN ; ELSE F9<=A9 AND B9; END IF;WHEN "1100" => IF M='0' THEN F9<=A9 + A9 + CN ; ELSE F9<= "000000001"; END IF;WHEN "1101" => IF M='0' THEN F9<=(A9 OR B9) + A9 + CN ; ELSE F9<=A9 OR (NOT B9); END IF;WHEN "1110" => IF M='0' THEN F9<=(A9 OR(NOT B9)) +A9 + CN ; ELSE F9<=A9 OR B9; END IF;WHEN "1111" => IF M='0' THEN F9<=A9 -CN ; ELSE F9<=A9 ; END IF;WHEN OTHERS => F9<= "000000000" ;END CASE;IF (A9=B9) THENFZ <= '0' ;ELSE FZ <= '1';END IF;END PROCESS;F<= F9(7 DOWNTO 0) ; CO <= F9(8) ;COUT <= "0000" WHEN F9(8) = '0' ELSE "0001" ;END behav;微程序控制器微程序控制器中的微控制代码通过对FPGA 中LPM _ROM 的配置进行输入, 即编辑LPM _ROM. m if文件来修改微控制代码。